寒假巩固练习11.1杠杆同步练习2025-2026学年苏科版九年级物理全一册
2026-01-26
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内容正文:
2025-2026学年苏科版九年级物理寒假巩固练习(11.1杠杆)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
基础回顾:
一、杠杆:
1.定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着 固定点 转动,这根硬棒就叫杠杆。
(1)“硬棒”不一定是棒,泛指有一定长度的,在外力作用下不变形的物体;
(2)杠杆可以是直的,也可以是任何形状的。
2.杠杆的五要素:
(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O”表示。它可能在棒的某一端,也可能在棒的中间,在杠杆转动时,支点是相对固定的。
(2)动力:使杠杆转动的力,用“F1”表示;
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用“F2”表示;
(4)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用“l1”表示;
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用“l2 ”表示。
二、杠杆的平衡:
1.杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。
2.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或 F1·L1=F2·L2
(1)杠杆静止不动的平衡属于“静平衡”;
(2)杠杆如果在相等时间内转过相等的角度,即匀速转动时,也叫做杠杆的平衡,这属于“动平衡”;
巩固练习:
一、单选题
1.(25-26九年级上·江苏南京·月考)下列工具属于省距离的杠杆是( )
A.核桃夹 B.天平
C.开瓶器 D.镊子
2.(25-26九年级上·陕西渭南·期末)考生用黑色墨水签字笔答题时,签字笔相当于( )
A.费力杠杆 B.省力杠杆 C.等臂杠杆 D.都不正确
3.(2025·黑龙江大庆·一模)如图所示是用撬棒撬石头的情景,下列关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是( )
A.B.C.D.
4.(25-26八年级下·全国·课后作业)下图所示的是皮划艇比赛时的情形。运动员一只手紧握支撑柄的末端,另一只手用力划桨,此时的船桨可看成一个杠杆。下列图片所示的船桨模型正确的是( )
A. B. C. D.
5.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)如图所示,园艺工人在修剪枝条时,常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近。园艺工人这样做是为了( )
A.增大动力臂,能更省力 B.增大阻力臂,能省距离
C.减小动力臂,能省距离 D.减小阻力臂,能更省力
6.(2025·陕西西安·模拟预测)如图所示,小明和家人在自家果园栽种树苗,小明用铁锹铲起来一铲泥土,A点为泥土的重心,手对B点的力始终沿竖直方向,已知泥土的重力为20N,,铁锹的重力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.铲起泥土时,以C点为支点,铁锹是一个省力杠杆
B.手对B点的力的力臂是BC
C.手对B点的力大小为40N
D.将B点的手向C点移动,该手对铁锹的力会变小
7.(2025·云南昆明·三模)如图所示,将重60N的物体A置于水平地面上,A与水平地面的接触面积为0.01m2,通过细绳将A系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且,,在C端用的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且细绳被拉直(物体A未离地),不计绳重,下列说法正确的是( )
A.杠杆对物体A的拉力为60N
B.水平地面对物体A的支持力为60N
C.物体A对水平地面的压强为6000Pa
D.当要将A拉离地面时,作用在C端的力至少为20N
8.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图甲所示,停车场常用闸杆来控制车辆出入。将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆,如图乙所示,O为杠杆的支点。下列说法正确的是( )
A.闸杆升起时,施加在A端的力为动力,此时闸杆是费力杠杆
B.闸杆升起时,动力沿方向比沿方向更费力
C.闸杆升起的过程中,阻力臂保持不变
D.适当将支点O向B端靠近,可以减小升起闸杆的动力
9.(25-26九年级上·广东广州·月考)如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,A点处挂上一重物,B点用弹簧秤竖直向上拉着,杠杆正好在水平位置上平衡,若弹簧秤示数为9N,则物体重力为( )
A.4.5N B.6N C.8N D.10N
10.(25-26九年级上·江苏常州·月考)如图所示,杠杆是平衡的,如果在支点左侧的钩码下再增加一只与原有钩码等重的钩码,要使杠杆重新平衡,可行的做法是( )
A.将左侧钩码往右移一格 B.将右侧钩码往左移一格
C.在右侧钩码下再挂一只等重的钩码 D.将右侧钩码往右移两格
二、填空题
11.(2026八年级下·全国·专题练习)我国古人运送巨木的劳动情境如下图所示,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。垫上圆木的作用是减小 ;利用横杆将巨木抬起时,横杆相当于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
12.(24-25九年级上·江苏常州·期末)园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,为更加省力,他应尽量让树枝 (靠近/远离)O点,手握剪刀的位置 (靠近/远离)O点。
13.(25-26九年级上·四川凉山·期末)如图所示,小红用扫帚扫地,此时扫帚属于 杠杆。如果给扫帚头部套一个塑料袋,可以方便地清洁地上的细小毛发,这是因为塑料袋与地面摩擦过程中使塑料袋带了电荷,从而具有吸引 的性质。
14.(25-26九年级上·甘肃武威·期末)如图所示是灭火器压柄和阀门的结构简化示意图,压柄使用时相当于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,且手压在压柄的位置越 (选填“靠近”或“远离”)压柄末端越省力。
15.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)高架桥是城市化的标志之一,独柱式高架桥有如图(a)所示的单支座式和如图(b)所示的双支座式。从桥梁的稳定性角度考虑,建造桥梁时应选择的支撑方式为 (选填“单”或“双”)支座式。当载重卡车在双支座式高架桥最右侧行驶时桥面侧翻,杠杆的支点是 (选填“左”或“右”)侧支座。如果在两个支座中间再增加一个支座,如图(c)所示,则杠杆的支点位置将 (选填“改变”或“不改变”)。
16.(25-26九年级上·江苏无锡·月考)物理来源于生活,同学们应该在日常生活中多观察、多感受。如图所示,人的手上举着哑铃,当缓慢放下前臂时,感受到肌肉用力将 (增大/减小),这时可以把前臂看成杠杆模型,其支点是 ()点,缓慢放下时, (动/阻)力臂变大。
17.(24-25八年级上·江西吉安·期末)一位挑山工用一根长1.8m的轻质扁担挑起货物,如图为扁担示意图,A端挂的物体,OA长为1m,OB长为0.5m,挑起重物时扁担水平平衡,则B端货物为 。如果只增加右端货物总质量,扁担仍然要水平平衡,则应将A端货物向 端移动。(选填“左”或“右”)
18.(24-25八年级下·吉林四平·期末)如图将物体挂于秤钩上,提起B点或C点的提纽,然后通过移动D点处的秤砣,秤杆平衡时,即可称出物体的质量。则杆秤的支点是 点;若要杆秤称出最大的质量,应该提起 (选填“B”或“C”)点,若,(点为杆秤上最大刻度处),秤砣的质量为0.75kg,则该杆秤的最大称量是 kg。
19.(2025·安徽亳州·模拟预测)如图所示,OB为可绕O点转动的轻质杠杆,在A点处悬挂一个重为30N的小球,其中OA=0.4m,若在B点处斜向左上方30°施加大小为40N的力F,恰好能使杠杆在图示位置保持水平静止状态,则AB的长度为 m。(不计摩擦)
20.(2025·安徽淮北·三模)早在3000多年前我们的祖先就设计了辘轳。辘轳通常用于从水井中提水,如图甲所示。某辘轳可简化成杠杆,如图乙所示,。某人将总质量为40kg的水和桶从井中匀速提起,他在摇把末端施加的力至少为 。
三、作图题
21.(25-26九年级上·江苏徐州·月考)请画出图中力F₁的力臂l₁,以及杠杆受到的阻力F₂。
22.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆,横杆AB受重力,要使横杆AB保持水平静止,需在A端施加一个力F,请在图中画出最小的F的示意图。
23.(2025·四川攀枝花·中考真题)如图甲所示为用某搬花神器将花盆抬起时的情景,此时该神器相当于一个绕点转动的杠杆;图乙为该情景的简化示意图,为花盆的重心。请在图乙中画出花盆所受重力的示意图和杠杆所受动力的力臂。
24.(25-26九年级上·江苏南京·月考)图甲是《天工开物》中记载的古人利用杠杆从水井中打水的情景。现简化成图乙模型,AB为轻质杠杆,O为支点,B端系着石块,A端系着木桶,打水人正站在井边将木桶放入井中。请在图乙中画出杠杆AB的动力和动力臂。(假设左端的力为动力,右端的力为阻力)
四、实验题
25.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)图甲乙丙是小李利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。(每个钩码重0.5N)
(1)实验前呈现图甲所示情况,该杠杆处于 (平衡状态/非平衡状态)。此时应将杠杆两端的螺母向 调(左/右);
(2)图甲中的A处悬挂4个钩码,需在B处悬挂 个钩码才能使杠杆仍保持水平位置平衡,实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是 。
(3)如图丙所示,取走悬挂在B处的钩码,改用弹簧测力计在C处竖直向上拉,仍使杠杆水平位置平衡,读出弹簧测力计的示数F1;若在C处,改变弹簧测力计拉力的方向,使方向为斜向上,也让杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数F2;两次弹簧测力计的示数关系为F1 F2(选填“>”“<”或“=”)
(4)如果小李又进行了如图丁所示的探究,发现用弹簧测力计在D点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数会 (>/=/<)3N;
(5)学习了功的知识后,小李回看表格中记录的数据,她想将:“F1l1/(N・m)”中的单位“N・m”换成“J”,根据功的定义,你觉得可以换吗? (可以/不可以)。
26.(25-26九年级上·陕西西安·期末)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。将杠杆左边的平衡螺母调至最左端,发现杠杆右侧还略向下倾斜,此时应将右边的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)调好后,小新按图乙进行实验,小明按图丙进行实验,你认为按图 进行实验更好,理由是便于测量 。
(3)实验记录的数据如表所示,分析实验数据,可以得出杠杆的平衡条件: (用表格中的物理量符号表示)。
实验次数
阻力F1/N
阻力臂l1/cm
动力F2/N
动力臂l2/cm
1
1.5
20
1.2
25
2
1.0
15
1.5
10
3
0.5
10
1.0
5
(4)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了( )(填字母)
A.减小摩擦
B.使每组数据更准确
C.多次测量取平均值减小误差
D.获取多组实验数据归纳出物理规律
(5)小新同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是小新利用图丁所示的装置进行探究,发现杠杆平衡条件不成立,其原因是 。
五、计算题
27.(24-25九年级上·湖北十堰·开学考试)如图所示,AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆,可以绕O点转动,在距O点0.4m的B端悬挂一质量为90kg,体积是0.03m3的合金块M杠杆恰好在水平位置平衡。求:
(1)合金块M的密度为多少?
(2)A端施加的竖直向下拉力F2的大小是多少?
28.(25-26九年级上·江苏镇江·月考)杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具,如图的杆秤可视为杠杆,提纽处为支点O,若不计其自重,当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态,已知CO=2cm,OD=20cm,秤砣的重力为10N,(g取10N/kg)求:
(1)秤砣的质量;
(2)被称物体的重力;
(3)若这杆秤所能测物体的最大重力为200N,求OB的长度。
(4)若有人将原来的秤砣换成一个质量为0.8kg的秤砣,从杆秤上读出物体质量为3kg,则物体的实际质量是多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
A
A
D
C
D
ABD
B
A
1.D
【知识点】杠杆的分类
【详解】省距离的杠杆是费力杠杆,其特点是动力臂小于阻力臂。
A.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离,故A不符合题意;
B.天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,不省距离也不费距离,故B不符合题意;
C.开瓶器在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离,故C不符合题意;
D.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离,故D符合题意。
故选D。
2.A
【知识点】杠杆的分类
【详解】使用签字笔时,可将笔看作一个杠杆,其支点在笔的上端与手(如虎口)接触处,动力作用在手指握笔处,阻力作用在笔尖。因此,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力大于阻力,所以相当于费力杠杆,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.A
【知识点】杠杆五要素及其判断
【详解】A.该图正确表示了支点O,动力F1和阻力F2的方向均为竖直向下,动力臂l1和阻力臂l2分别是从支点到动力作用线和阻力作用线的垂直距离,故A正确;
B.阻力F2是石头对杠杆的力,方向应竖直向下,图中F2方向向上,故B错误;
C.动力臂l1和阻力臂l2应为从支点到力的作用线的垂直距离,图中画的不是垂直距离,故C错误;
D.动力臂l1和阻力臂l2应为从支点到力的作用线的垂直距离,而不是沿杠杆的长度,故D错误。
故选A。
4.A
【知识点】生活中常见的杠杆模型
【详解】如图所示,运动员一手紧握支撑柄的末端,另一手用力划桨,此时的船桨可看成一个杠杆,此时撑住桨柄的末端为支点,下面的手给桨向后的力,这时作用在桨下端的水给桨一个向前的力,使船前进,故A正确,符合题意,BCD错误,不符合题意。
故选A。
5.D
【知识点】杠杆的应用
【详解】A.园艺工人修剪枝条时,手握剪刀的位置通常不变,所以动力臂的大小基本不变。该做法是通过移动枝条的位置来省力,而不是通过增大动力臂。故A不符合题意;
B.把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,是减小了枝条到轴的距离,即减小了阻力臂,而不是增大阻力臂。故不符合题意;
C.手握剪刀的位置不变,动力臂的大小基本不变,没有减小动力臂。故C不符合题意;
D.园艺剪刀是一个杠杆,根据杠杆平衡条件:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。在使用时,动力臂(手到轴的距离)和阻力(剪断枝条所需的力)的大小可视为基本不变。把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,就是减小阻力臂。由公式可知,在动力臂和阻力一定时,减小阻力臂,可以减小所需的动力,从而达到更省力的目的。故D符合题意。
故选D。
6.C
【知识点】杠杆的动态平衡分析、运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆五要素及其判断、杠杆的分类
【详解】A.铲起泥土时,以C点为支点,泥土对铁锹的压力等于泥土的重力,作用在A点,手对B点的力是动力,由图分析可知,即动力臂小于阻力臂。根据杠杆分类,动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆,所以铁锹是费力杠杆,故A错误;
B.力臂是支点到力的作用线的垂直距离,手对B点的力沿竖直方向,则支点C到该力作用线的垂直距离才是动力臂,并非BC,故B错误;
C.由题意可知,动力臂L1与阻力臂L2之比为
根据杠杆平衡条件,可知手对B点的力,即动力大小为
故C正确;
D.将B点的手向C点移动,动力臂L1会变小(因为支点C到力的作用线的垂直距离缩短)。阻力F2和阻力臂L2不变,根据杠杆平衡条件,动力臂L1变小,动力F1会变大,即手对铁锹的力会变大,故D错误。
故选C。
7.D
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、压强公式的简单应用、二力或多力平衡问题
【详解】A.杠杆对物体A的拉力等于物体A对杠杆的拉力,根据杠杆平衡原理可知,拉力为,故A错误;
B.物体重力为60N,杠杆对物体A的拉力为30N,则水平地面对物体A的支持力为,故B错误;
C.物体A对水平地面的压力等于水平地面对物体A的支持力,则物体A对水平地面的压强为,故C错误;
D.当要将A拉离地面时,拉力等于物体的重力60N。则作用在B端的拉力为60N,根据杠杆平衡原理,作用在C端的力至少为,故D正确。
故选D。
8.ABD
【知识点】杠杆的动态平衡分析、杠杆的最省力问题、杠杆的分类
【详解】A.闸杆升起时,施加在A端的力为动力,此时的动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故A正确;
B.闸杆升起时,动力沿方向的动力臂比沿方向的动力臂小,根据杠杆的平衡条件可知,动力沿方向更费力,故B正确;
C.闸杆升起的过程中,重力的方向不变,阻力的方向不变,阻力臂逐渐减小,故C错误;
D.适当将支点O向B端靠近,动力臂变大,阻力臂变小,阻力大小不变,根据杠杆的平衡条件可知,升起闸杆所需的动力变小,故D正确。
故选ABD。
9.B
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】由题意,杠杆的阻力大小等于物体的重力G,动力的大小为弹簧测力计的示数,动力臂,阻力臂
根据杠杆平衡的条件,则有
则物体重力为,故选B。
10.A
【知识点】杠杆的动态平衡分析、运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】假设每个钩码重力为G,杠杆上每个刻度距离为L.如果在支点左侧的钩码下再增加一只与原有钩码等重的钩码,要使杠杆重新平衡。
A.若将左侧钩码往右移一格,则,杠杆可以平衡,故A符合题意;
B.将右侧钩码往左移一格,则,杠杆不可平衡,故B不符合题意;
C.在右侧钩码下再挂一只等重的钩码,则,杠杆不可平衡,故C不符合题意;
D.将右侧钩码往右移两格,则,杠杆不可平衡,故D不符合题意。
故选A。
11. 摩擦/摩擦力 省力
【知识点】减小摩擦的方法及生活中的实例、杠杆的分类
【详解】[1]垫上圆木后,巨木与地面的滑动摩擦转变为圆木的滚动摩擦,滚动摩擦远小于滑动摩擦,因此作用是减小摩擦力。
[2]利用横杆抬巨木时,支架是支点,人手施加力的力臂(动力臂)大于巨木重力对应的阻力臂,根据杠杆原理,动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。
12. 靠近 远离
【知识点】杠杆的最省力问题
【详解】[1][2]根据杠杆的平衡条件知,要使杠杆更省力,应该让剪刀的动力臂比阻力臂更大些。所以让树枝靠近O点,减小阻力臂;手握剪刀的位置远离O点,增大动力臂,这样会更省力些。
13. 费力 轻小物体
【知识点】带电体可以吸引轻小物体、杠杆的分类
【详解】[1]扫帚扫地时,上部手握的地方是支点,扫帚头着地的位置是阻力作用点,中部手握的位置为动力作用点。分析可知,扫地时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
[2]带电体具有吸引轻小物体的性质。塑料袋与地面摩擦带电,能吸引轻小物体。
14. 省力 靠近
【知识点】杠杆的应用、杠杆的分类
【详解】[1]压柄在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
[2]根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂不变的情况下,当手压位置靠近压柄末端时,动力远离支点,则动力臂增大,所需动力减小,故越省力。
15. 双 右 不改变
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【详解】[1]从桥梁的稳定性角度考虑,双支座式能更好地分散力,使桥梁更稳定,所以应选择双支座式。
[2]当载重卡车在双支座式高架桥右侧行驶时,桥面有向右侧翻的趋势,桥面将以右侧支座为转动支点发生侧翻。
[3]在题干所述的“载重卡车在最右侧行驶导致桥面侧翻”的情境下,杠杆的支点是右侧支座。即使在中间增加一个支座,当最右侧的负载足够大时,桥面依然会以最右侧的支座为支点发生侧翻,左侧和中间的支座都会被翘起。因此,在此特定情境下,杠杆的支点位置不改变。
16. 增大 B 阻
【知识点】杠杆的动态平衡分析、生活中常见的杠杆模型
【详解】[1][2][3]人的手上举着哑铃,当缓慢放下前臂时,若把前臂看成杠杆,支点在肘关节的B位置,肱二头肌提供的力是动力,重物作用在手上产生的力是阻力。当将重物放下时,阻力臂逐渐变大,根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和动力臂不变的情况下,阻力臂变大,动力将增大,即感受到肌肉用力将增大。
17. 400N 左
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的动态平衡分析
【详解】[1]如图,支点为O,肩到扁担左端的距离为,肩到右端距离为,扁担平衡,由杠杆的平衡条件可得
B端货物为
[2]如果只增加右端货物总质量,即增大G2的值,增大,扁担仍然要水平平衡,G1的大小不变,应增大OA,则应将A端货物向左端移动。
18. B点/C点 B 30
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆五要素及其判断
【详解】[1]提起B点的提纽进行称量时,B点为支点;提起C点的提纽进行称量时,C点为支点。
[2]若要杆秤称出最大的质量,根据杠杆的平衡条件,应增大秤砣对杆秤拉力的力臂而减小物体对杆秤拉力的力臂,所以应该提起B点。
[3]通过以上分析可知,以B点为支点时,杆秤的测量值更大。当杆秤在水平位置平衡时,秤砣和物体对杆秤的拉力方向竖直向下,与杆秤垂直,所以对应的力臂分别是BE和AB,则
根据杠杆的平衡条件可得
能称量物体的最大重力为
则该杆秤的最大称量是
19.0.2
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】由题图可知,阻力(大小等于小球的重力G)的力臂为OA,F的力臂为
杠杆处于静止状态,则有
即
代入数据可得
解得
20.100
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、重力的计算与估算
【详解】水和桶对绳子的拉力为
辘轳实质为可以连续转动的杠杆,,根据杠杆的平衡条件可得
解得。
21.
【知识点】力和力臂的作图
【详解】力臂为支点O到力的作用线的距离,延长的作用线,从支点作力的作用线延长线的垂线,垂线段的距离为力的力臂;阻力是绳对杠杆的拉力,以绳和杠杆的交点作为力的作用点,沿绳方向作出阻力,如图所示:
22.
【知识点】杠杆的最省力问题
【详解】横杆AB粗细相同、质量分布均匀,所以其重心C在几何中心上,支点为O,阻力在右侧竖直向下,故在左侧的动力方向竖直向下,阻力和阻力臂不变,动力臂越大,由杠杆平衡条件可知动力越小,在A点施加力,OA为力臂时,力臂最长、最省力,从A点垂直OA向下画出最小动力的示意图,如图所示:
23.
【知识点】力和力臂的作图、重力的示意图
【详解】花盆所受重力的方向竖直向下,重力的作用点在其重心;过支点O作动力F作用线的垂线l,即为动力的力臂,如图所示:
24.
【知识点】力和力臂的作图
【详解】根据题意知,力臂是支点O到动力或者阻力作用线的距离。画力臂步骤:找到支点O,画出力的示意图,从支点O作力的作用线的垂线,支点到垂足的距离为力臂,注意标垂直符号和标记力臂。杠杆AB的动力是A点绳子向下的拉力,过支点O作力的作用线的垂线,即为的力臂,如图所示:
25.(1) 平衡状态 右
(2) 2 便于测量力臂
(3)<
(4)>
(5)不可以
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、杠杆的动态平衡分析、探究杠杆的平衡条件的实验注意事项和错误分析、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动时,杠杆处于平衡状态,图甲中杠杆静止,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2]图甲中杠杆右端高,左端低,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。
(2)[1]设杠杆每个格的长度为,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件可得,解得,即需在B处挂2个钩码,才能使杠杆仍保持水平位置平衡。
[2]实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是便于测量力臂,因为此时力臂与杠杆重合,便于测量力臂
(3)由图乙可知,在C处斜向上拉和竖直向上拉时,力臂不同,且斜向上拉的力臂小于竖直向上拉的力臂,根据杠杆平衡条件可知,当阻力和阻力臂保持不变时,动力臂越大,动力越小,所以斜向上拉的弹簧测力计示数大于竖直向上拉的弹簧测力计示数,即。
(4)若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件,解得,即
由于杆的重心在杆的中点,重心在支点的左侧,考虑杠杆自身重力的影响,杠杆的重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动,所以弹簧测力计的示数应大于3N。
(5)功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积,功的单位是焦耳(J),杠杆平衡条件中力与力臂垂直,所以力与力臂的乘积不是功,所以不能把“”中的单位“”换成“J”。
26.(1) 平衡 左
(2) 丙 力臂大小
(3)
(4)D
(5)杠杆自重对实验造成影响
【知识点】探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验注意事项和错误分析、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】(1)[1]在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,此时杠杆处于平衡状态,由图甲可知,杠杆静止,故此时杠杆处于平衡状态;
[2]将杠杆左边的平衡螺母调至最左端,发现杠杆右侧还略向下倾斜,说明杠杆右侧质量偏大,根据“右偏左调”的原则,此时应将右边的平衡螺母向左端调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)通过分别作出乙、丙两图中拉力的力臂可知,图乙中的动力臂不在杠杆上,不方便测量;图丙中的动力臂在杠杆上,便于测量力臂的长度。故应按图丙进行实验更好,理由是便于测量力臂大小。
(3)由表格数据可知,第1次实验:
第2次实验:
第3次实验:
分析实验数据,可以得出杠杆的平衡条件是:
(4)A.多次改变力和力臂的大小,并不能减小误差,故A不符合题意;
B.每组数据准确性由测量工具、操作规范决定,多次改变力和力臂的大小,并不能使实验数据更准确,故B不符合题意;
C.本实验的目的是探究杠杆的平衡条件,不是测量某个具体物理量的值,因此不需要取平均值减小误差,故C不符合题意;
D.多次改变力和力臂的大小,可以获得多组实验数据,能避免实验的偶然性,从而得出具有普遍性的实验结论,故D符合题意。
故选D。
(5)按照图丁所示的装置进行探究,杠杆的重心不经过支点,杠杆自身的重力对实验产生了影响,导致拉力偏大。
27.(1)
(2)
300N
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、重力的计算与估算、密度公式的简单应用
【详解】(1)合金块M的密度为
(2)合金块M的重力为
由题意可知,杠杆AB长1.6m,OB长0.4m,因此AO长为
由杠杆平衡条件可知
即
解得
28.(1)1kg
(2)100N
(3)40cm
(4)2.4kg
【知识点】重力的计算与估算、运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的动态平衡分析
【详解】(1)秤砣的质量
(2)根据杠杆平衡条件可得
代入数据得
解得被称物体的重力G物=100N。
(3)当所能测物体的重力最大时,可得
代入数据得
解得OB的长度LOB=40cm。
(4)原秤砣的重力G砣=10N。当杆秤读数为m读=3kg时,表示在秤杆的某一位置,原秤砣能平衡物体的重力为
设此时秤砣的力臂为L读,根据杠杆平衡条件
即
解得L读=6cm。
换用质量为m'砣=0.8kg的新秤砣,其重力
将新秤砣放在读数为3kg的位置(即力臂L读=6cm处),设此时物体的实际重力为G实,根据杠杆平衡条件
即
解得
则物体的实际质量为
答案第1页,共2页
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