2025年中考物理专题复习练习：杠杆最小力典型题

2025年中考物理专题复习练习:杠杆最小力典型题 1.在“探究杠杆平衡条件的实验”中: (1)如图甲所示,实验前杠杆左端下沉,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;实验过程中也要使杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是为了 ; (2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,应在B点挂 个相同的钩码; (3)如图丙所示,用弹簧测力计分别按a、b两种情况用力,较省力的是 ; (4)探究过程中必须多次实验,这是为了 。 2.某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验进行了如下实验步骤: a、杠杆的中点支在支架上; b、把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置使杠杆水平平衡; c、记下两边钩码的重,测出它们的力臂,记下实验数据: d、改变力和力臂,做三次实验; e、求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值。 (1)该同学在 步操作之前漏掉了一个重要步骤:调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在 位置平衡,这样做的目的是: ; (2)如图甲所示,如果改用弹簧测力计在C点拉,为了使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数最小,则拉力的方向应该是 ; (3)学了杠杆知识后,该同学思考力气大的人,用一只手就可以把一盆水端起,当人手在A 点向上用力时,此时盆相当于一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。 3.如图是小明同学探究“杠杆平衡条件”的几个实验情景。(实验中每个钩码质量均为50g) (1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态; 接下来应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止; (2)如图乙,A点挂有2个钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个钩码; (3)乙图中如果不在杠杆右边挂钩码,为了让杠杆仍在水平位置平衡,请在杠杆左侧画出最小动力F的示意图并标出F大小 (不能画在平衡螺母上); (4)如图丙在C点所悬挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕D点从①位置缓慢转到②位置,在此过程中杠杆始终保持水平平衡,弹簧测力计在①位置时的力臂为,在②位置时的力臂为,则弹簧测力计的示数与其力臂的乘积关系是: 。(填“>”“<”或“=”) 4.在探究“杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线、每个重力都为0.5N的钩码若干个。 (1)为了更有利于实验,小明同学调节杠杆至 ,如图甲所示,然后去掉右边一个钩码发现杠杆由静止变为转动,由此可以得出杠杆平衡与力的 有关。 (2)实验完成后,请你利用杠杆平衡知识回答以下问题: ①如图甲,杠杆处于平衡状态。若只将左侧悬挂钩码向右移动一格,那么杠杆的 (选填“右”或“左”)端下沉; ②在乙图中,将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向,如果要继续保持杠杆在水平方向静止,测力计的示数要 (选填“变小”“不变”或“变大”); ③如果忽略杠杆自重对实验的影响,则在丙图中要使杠杆在水平位置保持平衡,弹簧测力计对杠杆的最小拉力为 N。 5.在探究杠杆平衡条件的实验中 (1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,这样做的目的是便于 ,并消除杠杆自重对实验的影响; (2)若取掉乙图中挂在处的钩码,改用弹簧测力计钩在处对杠杆施加拉力,为使杠杆保持水平平衡,且弹簧测力计示数最小,则弹簧测力计对杠杆的拉力方向是 ; (3)此实验多次改变挂在支点两边钩码的质量和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”); (4)小明同学将杠杆调节水平平衡后,进行丙图实验(两弹簧测力计不同时使用,测力计挂钩钩在4格处) ①将弹簧测力计向右下方向拉,示数为,力与水平方向成角,杠杆水平平衡; ②将该弹簧测力计的方向改为向左下方拉,示数为,力与水平方向成角,杠杆水平平衡。若,则 (选填“>”或“=”或“<”)。 6.在下图“探究杠杆的平衡条件”的实验中: (1)小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节; (2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为 时,拉力最小,大小为 N; (3)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示。若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的 端将下沉。 (4)小明为了锻炼身体,买了一个可调握力器如图丁,当适应了一定强度的训练后,可以调节旋钮使弹簧下端的固定位置逐渐向左,从而增加训练强度,从物理学的视角来看,向左调弹簧下端的固定位置其实质是 。 A.增大动力B.增大阻力C.减小动力臂 D.增大阻力臂 7.某同学在研究杠杆的使用特点时,他先用弹簧测力计直接提重物A;然后在带有均匀刻度的轻质杠杆上挂重物A,他先后三次用弹簧测力计提着杠杆使其在水平位置静止,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。 (1)比较图中(a)、(b)[或(a)、(c)或(a)、(d)],可知: 时,杠杆省力; (2)比较图中(b)、(c)、(d)可知: ,杠杆越省力; (3)图(c)中若弹簧测力计逐渐向右倾斜时,杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力F (选填“变大”、“不变”或“变小”),原因是 。 8.在研究杠杆的平衡条件得出结论后,小枫又设计了一套如图所示装置,图中所用的钩码每一个质量都是50g; (1)在如图示情况时,杠杆AB 处于水平平衡状态,这时弹簧测力计的读数为2.80N。设F1 的力臂为l1,F2 的力臂为l2,则l1∶l2 = ; (2)若在杠杆左端钩码的下方增加一个相同的钩码,如果保持杠杆右端所受拉力的大小和作用点不变,要想将杠杆再次调节到水平,必须把弹簧测力计的下端向 (填“右下”或“左上”)方向移动; (3)杠杆再次恢复水平后,弹簧测力计的拉力与对应力臂的乘积应是未增加钩码前力和力臂乘积的 倍; (4)若将弹簧测力计改挂在C 点,请画出弹簧测力计读数最小时拉力的示意图。 ( ) 9.下图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景. (1)挂钩码前;杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没达到”)平衡状态,接下来应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆水平并静止 (2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码,应在B点挂 个质量均为50g的钩码,让杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了便于 . (3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,为了让杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆上画出最小动力F的示意图. ( ) 10.如图所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个(每个的质量为50g). (1)实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节. (2)如图甲所示,在A位置上挂两个相同钩码,应该在B位置挂上 个同样的钩码,使杠杆在水平位置平衡,在水平位置平衡的目的是 . (3)在探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图乙所示,弹簧测力计的施力方向 时拉力最小,同时也便于正确测量力臂,此时最小拉力为 N. (4)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中,杆杠在水平位置始终保持平衡(如图丙),测力计示数将 . 11.在探究“杠杆的平衡条件”实验中.(每只钩码的质量为50g) ⑴通常情况下让杠杆在水平位置平衡,其好处 . ⑵小明把杠杆的中点支在支架上后,杠杆停在了图甲所示的位置,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (“左”、“右”)调节,杠杆平衡后,在往后的实验过程中 (选填“能”或“不能”)再调节两侧的平衡螺母; ⑶如图乙所示,小明在已调好的杠杆左端2格处挂了3只钩码,要使杠杆平衡,除可在杠杆右端第“2”格挂“3”只钩码外,也可以在右端第 只钩码来完成.(按“ 格挂 ”填写) ⑷若杠杆右端不挂钩码,改用弹簧测力计在右端第3格处拉杠杆使其平衡.则当弹簧测力计竖直向下拉时,读数为 N;如果将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数 (变大/不变/变小),原因是 . 12.“探究杠杆的平衡条件”的实验中。 (1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 平衡状态(选填“是”或“不是”),为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调; (2)如图乙所示,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N; (3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (均选填“变大”、“变小”或“不变”); (4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度; (5)如图丁(a)是用来提升重物的轮轴,是一种变形杠杆,图丁(b)是它的杠杆示意图。若图丁中R=4r,作用在C点重物的拉力为F2=600N,作用在D点的动力F1=200N,则轮轴的机械效率为 = %。 13.如图在探究杠杆平衡条件的实验中,每个钩码重1N。 (1)实验前需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置,这样做的目的是方便测量 和 避免杠杆自重对实验的影响。 (2)若在A点挂有2个钩码,则B点要挂 个钩码才能使杠杆水平平衡; (3)若A点钩码数不变,取下B点钩码,用测力计作用在C点,为使杠杆再次水平平衡,测力计上最小示数为 N,方向 。 14.在“探究杠杆的平衡条件”实验中: ①杠杆在如图甲的位置静止时 (选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的; ②调节杠杆在水平位置平衡后,第一组按图乙进行实验,第二组按图丙进行实验。为了便于测量力臂,你认为第 组实验更好。请判断图乙中测力计的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)图丙中测力计的示数。 15.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中, (1)在杠杆上挂钩码前,杠杆静止在甲图中的位置,为使杠杆水平平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。支点选在杠杆中点的目的是避免 对实验的影响,调节杠杆在水平位置平衡的目的是 ; (2)乙图中杠杆恰好处于水平平衡,若在A处下方再挂一个相同钩码,为使杠杆保持水平平衡,则需将挂在B处的钩码向 (选填“左”或“右”)移动1格; (3)若取掉乙图中挂在B处的钩码,改用弹簧测力计钩在C处对杠杆施拉力,为使杠杆保持水平平衡,且弹簧测力计示数最小,则弹簧测力计对杠杆的拉力方向是 ; (4)此实验多次改变挂在支点O两边钩码的个数和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案 1. 右 方便测量力臂 6 a 使实验结论具有普遍性 【详解】(1)[1][2]实验前要使杠杆在水平位置平衡,这样更方便直接在杠杆上读出(测量出)力臂,图中杠杆右侧高于左侧,即向左偏,说明左侧较重,所以应将杠杆的平衡螺母向右调,即“左偏右调、右偏左调”。 (2)[3]假设杠杆上每格的长度为d,单个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件有故应在B点悬挂6个钩码。 (3)[4]根据丙图可知,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,拉力的力臂会变小,但是阻力和阻力臂的乘积保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数将会变大,即杠杆越费力,故保持与杠杆垂直的方向即a方向拉杠杆时力臂较大较省力。 (4)[5]该实验室探究规律的实验,目的是得到物理规律,所以多次测量的目的是避免实验的偶然性,使实验结论具有普遍性。 2. b 水平 便于测量力臂 竖直向上 费力 【详解】(1)[1][2][3]在做此实验时应当让杠杆在水平位置平衡,从而便于测量力臂,所以该同学在b步操作之前漏掉了一个重要步骤:调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,便于读出力臂的值。 (2)[4]如图甲所示,如果改用弹簧测力计在C点拉,为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数最小,根据杠杆的平衡条件 动力臂L1应最大,则拉力的方向应该是竖直向上。 (3)[5]用一只手就可以把一盆水端起,可以看作以O为支点,A为动力作用点,阻力为盆的重力,作出阻力臂L2;根据杠杆的平衡条件可知,动力最小时,动力臂最大(最大动力臂为OA),故过A点作OA的垂线,因盆的重力使杠杆沿顺时针转动的趋势,故动力应使杠杆逆时针转动的趋势,据此确定动力的方向,如下图所示: 由图可知,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。 3. 是 右 3 = 【详解】(1)[1]因为杠杆在力的作用下保持静止或者匀速转动都称为杠杆平衡,由于杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。 [2]杠杆的右端较高,说明左端较重,则应将平衡螺母向右调节。 (2)[3]设第个钩码重力为G、杠杆上一小格的长度为L,则A端的力臂:lA=3L,B端的力臂:lB=2L,由杠杆的平衡条件可得FAlA=FBlB,将数据代入公式得 即应在B点挂3个相同的钩码。 (3)[4]如图所示: 当在杠杆最左端沿竖直方向往上拉时,动力臂最大,在阻力和阻力臂一定时,动力最小。由杠杆的平衡条件可得,此最小动力为 即最小动力为0.5N。 (4)[5]如图丙在C点所悬挂钩码的数量和位置不变,将C点所挂钩码对杠杆的作用力当成阻力,将弹簧测力计绕D点从①位置缓慢转到②位置,在此过程中杠杆始终保持水平平衡,阻力和阻力臂一定,阻力和阻力臂的乘积一定,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力的乘积始终不变,即。 4. 水平位置平衡 大小 右 变大 1.5 【详解】(1)[1][2]为了能直接读出力臂,小明同学调节杠杆至水平位置平衡,当去掉右边一个钩码,剩余钩码的重力变小,即右边的拉力变小,此时发现杠杆转动,不再平衡,所以可得杠杆平衡与力的大小有关。 (2)[3]图甲中,左右两端钩码的总重相等、力臂大小也相等,当左侧钩码向右移动一格,即左侧的力臂变小,则力和力臂的乘积也变小,小于右侧,那么杠杆右端重,向右端下沉。 (2)[4]图乙中,弹簧测力计由竖直方向转动至虚线方向,力臂变小,根据杠杆平衡原理可知力要变大,即弹簧测力计示数变大。 (2)[5]图丙中,假设杠杆一格的长度为a,则C点处的力臂是6a,拉力为 根据杠杆平衡原理可知,要求弹簧测力计对杠杆的最小拉力,则需要求出弹簧测力计在此时的最大力臂,由图丙可知当作用点在左侧最左端的点上时,可得最大力臂是支点到左侧最左端的长度,即8a,则此时最小拉力为 解得 5. 平衡 左 测量力臂 竖直向上 寻找普遍规律 < 【详解】(1)[1][2][3]杠杆平衡是指杠杆在力的作用下处于静止状态或匀速转动状态。调节杠杆在水平位置平衡,杠杆左端偏高,平衡螺母应向上翘的左端移动。 使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重的影响。 (2)[4]若取掉乙图中挂在B处的钩码,改用弹簧测力计钩在C处对杠杆施加拉力,为使杠杆保持水平平衡,阻力与阻力臂一定时,由杠杆平衡条件可知,当动力臂最大时,动力最小,力的作用点与支点一定,最大力臂为支点到力的作用点的距离,力应与杠杆垂直,为使拉力最小,应竖直向上拉弹簧测力计。 (3)[5]探究杠杆平衡的条件时进行多次实验,多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力,动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是通过实验数据总结实验结论,使实验结论具有普遍性,避免偶然性。 (4)[6]根如图丙所示,据阻力、阻力臂不变,动力与动力臂成反比,在杠杆上的长度相同,角度越大,力臂越大(90 以 下),力越小,若F3>F4,则a< 。 6. 右 竖直向下 2 右 D 【详解】(1)[1]小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,则杠杆的重心在支点的左侧,如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。 (2)[2][3]根据杠杆的平衡条件,要使动力最小,需要使动力臂最大。当动力的方向竖直向下时,动力臂最长,拉力最小; 在A点悬挂3个钩码,由杠杆的平衡条件得 3G 4l=FB 3l 解得最小的力 FB=4G=4 0.5N=2N (3)[4]如图丙,设每个硬币的重力为G,由杠杆平衡条件得 2Gl1=4Gl2 则 l1∶l2=2∶1 若两边同时各取走—枚硬币,则左边力与力臂的乘积为 Gll1=2Gll2 右边力与力臂的乘积为3Gl2, 由于2Gl2<3Gl2,所以杠杆的右端将下沉。 (4)[5]如下图所示,O为杠杆的支点,人施加的力为动力,弹簧施加的力为阻力,向左调弹簧下端的固定位置其实质是增大阻力臂,故D符合题意,ABC不符合题意。 故选D。 7. 动力臂大于阻力臂 动力臂与阻力臂的比值越大 变大 动力臂变小 【详解】(1)[1]由图中(a)、(b)或(a)、(c)或(a)、(d),在阻力臂不变时,用杠杆提起重物时,动力臂比阻力臂大,是省力杠杆。 (2)[2]图中(b)、(c)、(d),阻力和阻力臂不变时,动力臂越大,弹簧测力计示数越小,所以在杠杆的阻力和阻力臂不变时,动力臂越大,动力越小,杠杆越省力,即动力臂与阻力臂的比值越大,越省力。 (3)[3][4]图c中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为力的作用点到支点的距离,弹簧测力计逐渐向右倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于力的作用到支点的距离,由杠杆平衡条件知,阻力与阻力臂的乘积不变,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计的示数变大。 8. 5∶7 右下 1.25 【详解】(1)[1]左边挂钩码的重力 则F2=2N;由可得 (2)[2]杠杆左端钩码的下方增加一个钩码,阻力变大,阻力臂长度不变,动力作用点不变,动力也不变,由可知:动力臂要变大,因此应向右下移动。 (3)[3]由图可知:阻力臂l 2是4格;由杠杆平衡条件可得 当左端增加一个钩码,则阻力 阻力臂不变,由杠杆平衡条件得 则两次动力和动力臂乘积比为 弹簧测力计的拉力与对应力臂的乘积应是未增加钩码前力和力臂乘积的1.25倍。 (4)[4]要使杠杆在水平位置平衡,而且要使弹簧测力计的拉力最小,必须力臂最长,即等于支点到C点的杠杆长度,那么拉力的方向必须和杠杆垂直,即竖直向上,答案如图所示: 。 9. 达到 右 3 测量力臂(直接读出力臂的大小) 见解析 【详解】(1) [1] 杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,即处于平衡状态.由图知道,此时杠杆处于静止状态,达到平衡; [2]甲图中,由于杠杆的右端较高,所以,平衡螺母应向右端移动使杠杆平衡; (2)[3] [4]设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,由杠杆的平衡条件知道, 2G 3L=nG 2L, 所以,当n=3,即在B处挂3个钩码时,杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量力臂; (3) [5] 为使拉力最小,则动力臂要最长,当拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上时,动力臂为最长,如图: 10. 右 3 使力臂落在杠杆上,便于测量 竖直向下 1 先变小再变大 【详解】(1)杠杆左端下沉,根据杠杆平衡原理可知,应将左端的平衡螺母向右调节,以使杠杆平衡; (2)每个小格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆平衡条件,可以知道: 则: 计算得出: ;所以应在B处挂3个钩码;使杠杆在水平位置平衡,可以使力臂落在杠杆上,便于测量. (3)根据杠杆平衡原理,如图乙中,为了使动力臂的距离最大,所以施力方向应竖直向下,因为每个砝码重量为50g,当g=10N/kg时,图乙中砝码重1N则根据杠杆平衡原理有1N 4L=F 4L,所以拉力F=1N; (4)由图可以知道,OC为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可以知道,测力计示数将先变小后变大. 11. 便于测量力臂 左 不能 3格挂2 1 变大 拉力力臂减小 【详解】(1)杠杆在水平位置平衡时,可以方便地读出力臂的大小;(2)由甲图可知,杠杆的右端较低,所以应把平衡螺母向左调,使杠杆在水平位置平衡;在使用杠杆进行测量的过程中,就不能再调节平衡螺母了;(3)根据杠杆的平衡条件可知,也可以右端的3格处挂2个钩码或在1格处挂6个砝码;(4)杠杆竖直向下拉时,拉力等于2个钩码的重力为1N;当倾斜方向拉时,由于力臂变小了,所以拉力变大. 12. 是 左 1.5 不变 顺时针 75 【详解】(1)[1]当物体静止或做匀速直线运动时,处于平衡状态;图甲中杠杆静止,处于平衡状态。 [2]图甲中杠杆的左端偏高,平衡螺母应向偏高的左端移动,使杠杆在水平位置平衡。 (2)[3]一个钩码的重力为0.5N,设杠杆每格的长度为L;图乙中,根据杠杆平衡条件可知 2 0.5N 3L=FB 2L 所以FB=1.5N,即弹簧测力计的示数为1.5N。 (3)[4]力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,根据杠杆平衡条件知,拉力大小不变。 (4)[5]根据杠杆平衡条件知,要使弹簧测力计读数减小,在阻力和阻力臂不变时,需要增大动力臂,当弹簧测力计与杠杆垂直时,动力臂最长,拉力最小,所以需要将弹簧测力计顺时针转动。 (5)[6]利用轮轴提升重物时,物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值等于轴半径与轮半径的比值;即 已知R=4r,则 即s=4h;提升重物的有用功 W有用=F2h=600N h 总功 W总=F1s=200N s=200N 4h=800N h 轮轴的机械效率为 13. 动力臂 阻力臂 3 1.2 竖直向下 【详解】(1)[1][2]实验前使杠杆处于水平位置,力臂正好落在杠杆上,便于在杠杆上直接测量动力臂和阻力臂,同时,也使杠杆重心落在支点上,也避免杠杆自重对实验的影响。 (2)[3]因为每个钩码重力为1N,设杠杆上1格为L,根据杠杆的平衡条件可得 2N 3L=n 1N 2L n=3B点要挂3个钩码才能使杠杆水平平衡。 (3)[4][5]用测力计作用在C点,为了使杠杆再次水平平衡,并使测力计示数最小,就是需要拉力力臂最大,测力计应作用在C点竖直向下,根据杠杆的平衡条件可得 2N 3L=F 5L F=1.2N 测力计最小示数为1.2N,方向竖直向下。 14. 是 二 大于 【详解】①[1]平衡状态是指静止或匀速直线运动状态,如图(甲)的位置静止时是处于杠杆平衡状态的。 ②[2]力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第二组实验设计的好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,便于测量力臂。 [3]按图(乙)进行操作,相对于图(丙)来说,当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,动力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件得,动力变大,即弹簧测力计示数变大。 15. 右 杠杆自重 便于测量力臂 右 竖直向上 寻找普遍规律 【详解】(1)[1]如图,挂钩码前杠杆右端偏高,根据“左偏右调”的原则,应该将平衡螺母向右端调节。 [2]支点选在杠杆中点,是因为当杠杆沿水平方向平衡时,杠杆的重力作用线经过支点,力臂为0,对杠杆的转动不产生影响,也就避免了重力对实验结果的影响。 [3]调节杠杆在水平位置平衡,是因为两端挂钩码后,动力和阻力均沿竖直方向,杠杆沿水平方向平衡时,力臂正好沿着杠杆方向,便于从杠杆上测量出力臂。 (2)[4]在乙图中,设一钩码重为G,一格为L,若在A处下方再挂一个相同的钩码,根据杠杆平衡条件可知 4G 2L=2G LB 求得 LB=4L 所以为使杠杆在水平位置保持平衡,则需要将B处钩码向右移动1格。 (3)[5]如果改用弹簧测力计在C处拉,仍然要求杠杆在如图水平位置平衡,且使弹簧测力计的示数最小,根据杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,要使动力最小,则应该使弹簧测力计拉力的力臂最长,最长的动力臂就是支点与弹簧测力计拉力作用点的连线,所以,弹簧测力计应垂直于杠杆竖直向上拉。 (4)[6]探究杠杆平衡的条件时,多次改变挂在支点O两边钩码的个数和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据主要是为了获取多组实验数据,发现杠杆平衡时各数据共同遵循的规律,避免实验偶然性,寻找普遍规律。 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $$