内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第______
第十一章 简单机械和功
一、 杠 杆
第2课时 杠杆的平衡条件
【知识梳理】
1. 当杠杆在动力和阻力的作用下________时,我们就说此时杠杆处于平衡状态。
2. 杠杆的平衡条件是____________________________,用字母表示可写成______________。杠杆的平衡条件也称为____________。
【随堂练习】
1. 探究杠杆的平衡条件:
(1) 小王把杠杆放在支架上后,在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于__________(平衡/不平衡)状态。为了将杠杆调至水平位置平衡,他应将右端的平衡螺母向____(左/右)调节。当杠杆在水平位置平衡时,杠杆自重的力臂为______cm。实验中使杠杆在水平位置平衡的好处是____________________________________。
(2) 如图乙所示,在右边用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡时,左边钩码离支点20cm,右边挂钩离支点15cm,每个钩码重为1N,则此时弹簧测力计示数应为______N。
(3) 如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时,与图乙相比弹簧测力计示数将________(变大/不变/变小),这是因为弹簧测力计拉力的力臂________(变长了/不变/变短了)。
(4) 在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了______。
A. 减小摩擦 B. 获取多组实验数据,归纳出物理规律
C. 多次测量取平均值减小误差 D. 使每组数据更准确
2. 如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一重为20N的物体,杠杆处于水平静止状态。已知OA长50cm,OC长30cm,∠OAB=30°。
(1) 请在图中画出绳子对杠杆的拉力F的力臂l1。
(2) 拉力F的大小是多少?
【基础过关】
1. 关于杠杆的平衡,下列说法正确的是( )
A. 只有静止不动的杠杆才是平衡的 B. 杠杆的平衡条件也称为杠杆原理
C. 牛顿最早总结出杠杆的平衡条件 D. 杠杆平衡时,动力与阻力是一对平衡力
2. 如图所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中,仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同)( )
A. 两侧钩码同时向支点移动1格 B. 两侧钩码下方同时加挂1个钩码
C. 左侧加挂1个钩码,右侧加挂2个钩码 D. 左侧拿去1个钩码,右侧钩码向左移动1格
3. 如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来。当A端挂重物G1,B端挂重物G2时,杠杆平衡,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重力不计,则( )
A. G1<G2 B. G1>G2 C. G1=G2 D. 以上都有可能
4. 若杠杆的动力臂是阻力臂的5倍,则杠杆平衡时,动力是阻力的__________。若作用在杠杆上的动力是80N,动力臂是40cm,阻力臂是10cm,则杠杆平衡时,阻力是______N。
5. 如图所示,轻质均匀杆OB长70cm,能绕O点转动,B端用细绳BC悬于C点,有一重为49N的铁块挂在A点,OA长20cm。
(1) 此时绳BC的拉力为______N。
(2) 若绳BC最大能承受的力为42N,移动铁块到某一位置,绳BC恰好断裂,则此时铁块悬挂点到支点O的距离为________cm。
6. 如图所示,灯重为30N,灯挂在水平横杆的C端。O为杠杆的支点,水平横杆OC长为2m,杆重不计,BC长为0.5m,∠DBO=30°。
(1) 画出绳子BD对横杆的拉力F1、拉力的力臂l1、阻力F2及阻力臂l2。
(2) 绳子BD作用在横杆上的拉力是多少?
(3) 若绳端D点向上移动,横杆仍水平,绳子BD作用在横杆上的拉力大小将
如何变化?
【能力进阶】
7. 爸爸领着小梅玩跷跷板。下列最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是( )
8. 如图所示为我国古代《墨经》最早记述的秤的杠杆原理,此时杠杆
处于平衡状态,下列相关说法错误的是( )
A. “标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力
B. “权”“重”增加相同的质量,A端会上扬
C. 增大“重”时,若要保持平衡,则应把“权”向A端适当移动
D. 若将提纽O向B端移动一些,则杆秤测量范围变大
9. 如图所示,一根轻质且长度为1.8m的直杠杆,在其左端A处挂重为10N的物体,
右端B处挂重为50N的物体后,能在水平位置保持平衡,此时OA∶OB=________。
若将B端所挂物体重力改变为30N,两端物体仍挂在原处,则支点应移到离A点
________m处,杠杆能再次水平平衡。
10. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1) 安装好杠杆,如图甲杠杆静止,此时杠杆处于________状态;为使杠杆在水平位置平衡,应适当向______调节杠杆两端的平衡螺母。
(2) 如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A点挂3个钩码,在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡后,记录________________________。保持钩码和弹簧测力计的位置不变,改变钩码的数量,重复实验。
(3) 为得到普遍规律,在做完(2)的实验后,还需要进行的实验是:
① 保持______________________________不变,改变______________________,重复实验;
② 保持______________________________不变,改变______________________,重复实验。
(4) 如图丙所示,在C点悬挂3个质量为50g的钩码,在D点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为__________N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,弹簧测力计示数F与其力臂的乘积的变化情况是__________(变大/不变/变小)。(g取10N/kg)
11. 一根均匀铁丝AB,在中点O用一细绳将它悬挂起来,铁丝保持平衡。若将OB这一段弯折一下,使B点和O点重合,如图所示,则此时铁丝将( )
A. 保持平衡 B. 长端向下倾斜 C. 短端向下倾斜 D. 未知铁丝原长,无法判断
参考答案
【知识梳理】
1、静止; 2、动力×动力臂=阻力×阻力臂;F1l1=F2l2;杠杆原理;
【随堂练习】
1、平衡;右;0;消除杠杆自重对实验的影响,且便于测量力臂;4;变大;变短了;B;
2、(1) 如图所示;(2) OD=1/2OA=1/2×50cm=25cm,根据杠杆的平衡条件得,F×l1=G×OC,即F=G×OC/l1=20N×30cm/25cm=24N
【基础过关】
1、B; 2、D; 3、A; 4、1/5;320; 5、14;60;
6、(1) 如图所示; (2) 力臂l1=OE=OB/2=OC−BC/2=2m−0.5m/2=0.75m,阻力F2=G=30N,阻力臂l2=OC=2m,由F1l1=F2l2可得,F1×0.75m=30N×2m,解得F1=80N; (3) 若绳端D点向上移动,由于横杆仍水平,则∠EBO逐渐变大,则力臂l1=OE也变大,由于阻力和阻力臂不变,根据F1l1=F2l2可知,拉力将变小
【能力进阶】
7、B; 8、B 9、5∶1;1.35;
10、平衡;右;弹簧测力计的示数;钩码数量和位置;弹簧测力计的位置;弹簧测力计的位置和钩码的数量;钩码的位置;1.125;不变;
11、B;
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