内容正文:
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第一部分
考点过关
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模块四
力学
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五、功和机械能 简单机械
B 考点突破练
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实验考点36 探究杠杆的平衡条件
刷实验
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实验考点36
刷实验
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1.[2025陕西西安模拟,中]小朵同学利用杠杆进行实验:
实验考点36
探究杠杆的平衡条件
刷实验
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(1)杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)
状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)
移动,实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向,这样做的好处是___________
_____;
平衡
右
便于测量
力臂
【解析】杠杆静止时处于平衡状态,则杠杆静止在图甲所示位置时处于平衡状态。
由图甲知,杠杆左端下沉,欲使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。使
杠杆在水平位置平衡且施加的力沿竖直方向的目的是便于测量力臂。
实验考点36
探究杠杆的平衡条件
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(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,若将、 两点下方挂的钩码同时朝靠近
支点 方向移动一小格,杠杆__________(选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下
沉”);
右端下沉
【解析】设杠杆一小格的长度是,一个钩码重为,如图乙所示,若将、 两点下
方挂的钩码同时朝靠近支点方向移动一小格,则 ,根据杠杆平衡
条件可知,杠杆右端下沉。
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(3)如图丙所示取下位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的 点,在弹簧测力计
由位置1转至位置2的过程中,测力计的示数变化情况为___;
D
A.变大 B.先变大后变小 C.变小 D.先变小后变大
【解析】如图丙,在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,拉力的力臂先变大后
变小,由于杠杆左侧力与力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的
拉力先变小后变大。
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(4)实验中保持杠杆左侧钩码个数及位置不变,多次改变右侧钩码个数及位置,收
集数据并在坐标系中绘制出动力臂与动力 的关系图像如图丁所示,由图像可知,
图像中每个点与两坐标轴围成的面积______(选填“相等”或“不相等”);
相等
【解析】实验中保持杠杆左侧钩码个数及位置不变,则阻力与阻力臂的乘积是定值,
根据杠杆平衡条件可知,图像中每组动力臂与动力 的乘积相等,即图像中每个
点与两坐标轴围成的面积相等。
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(5)完成以上实验后,小朵测量杠杆的机械效率如图戊,实验时竖直向上拉动弹簧
测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。如果仅将拉力作用点由移至 ,两次都
将钩码提升相同高度,不计摩擦,此杠杆的机械效率将______(选填“变大”“变小”
或“不变”)。
不变
【解析】用杠杆提升钩码时,对钩码做的功为有用功,因为两次都将钩码提升相同
高度,且钩码的重力不变,所以有用功不变,不计摩擦,用杠杆提升钩码时,克服
杠杆自身重力做的功为额外功,如果仅将拉力作用点由移至 ,仍将钩码提升相同
高度,则杠杆重心上升的高度不变,根据 可知所做的额外功不变,根据
可知总功不变,由 可知杠杆的机械效率不变。
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2.[2025陕西西安模拟]如图1,杆秤是我国古代的一种度量衡工具,其木杆上的星
星代表着衡量事物的标准和尺度,在秤杆上有颗大星,当秤砣挂在这一位置,秤盘
空盘时,提起提扭,秤杆自身达到平衡,这颗大星被称为“定盘星”,它是衡量事物
的起始点。在学习了杠杆平衡条件后,小明以“自制杆秤”为主题开展了一次跨学科
实践活动。
图1
图2
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探究杠杆的平衡条件
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(1)如图1,是小明做的杆秤杠杆模型示意图。秤纽 点视为支点,秤杆和秤钩的
总重力为,其重心在点,秤砣在定盘星点,秤砣的重力为 。当杆秤不挂重物
时,___(选填“ ”“”或“ ”)。
【解析】由图1可知,当杆秤不挂重物时,杠杆平衡,由杠杆平衡条件可知
;
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探究杠杆的平衡条件
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(2)为了验证杆秤的刻度是否均匀,当秤钩上挂上重物,把秤砣移至距定盘星
处时,使杆秤在水平位置平衡,如图2。根据杠杆平衡条件,此时的表达式为
_________(表达式使用图2中的相关条件),据此推理:由
于秤砣质量大小和秤纽位置是固定的,所以被称量物体的质量与 成____比关
系,杆秤上的刻度是均匀的。
正
【解析】秤钩上挂上重物,把秤砣移至距定盘星处时,动力臂为 ,杆秤在
水平位置平衡,由杠杆平衡条件可知 ,
,因为,所以 ,
,,秤砣的质量、力臂 均不变,所以重物的质
量与 成正比,则杆秤上的刻度是均匀的;
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(3)小明想增大自制杆秤的测量范围,你的建议是____________________________。
增大秤砣的质量(合理即可)
【解析】由以上分析可知,若要增大测量范围,即可称量的物重增大,在力臂不变
的情况下,可以增大秤砣的质量。
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