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第五章簡(jiǎn)單機(jī)械與功第2節(jié)滑輪第1課時(shí)拓展1探究杠桿的平衡條件過(guò)關(guān)檢測(cè)1、在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中:(1)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)掛鉤碼時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿右端高,要將平衡螺母向調(diào)節(jié)。(2)如圖甲,在杠桿的左邊A處掛四個(gè)相同的鉤碼。要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右端B處掛同樣鉤碼個(gè),才能使杠桿在水平位置平衡,目的是。(3)如圖乙,用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)。要使杠桿仍在水平位置平衡,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將(填“變大”、“變小”或“不變”),其原因是。(4)如圖丙,將杠桿的支點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),若每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將2.5N(填“大于”“小于”或“等于”),導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要因素是。2、【探究名稱】探究杠桿的平衡條件【猜想與假設(shè)】猜想一:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂;猜想二:動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)如圖甲所示,應(yīng)將杠桿兩端的螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡;(2)如圖乙所示,小明同學(xué)掛上鉤碼并調(diào)節(jié)鉤碼的位置,使杠桿水平平衡,記錄的數(shù)據(jù)如下表:(3)改變鉤碼的和鉤碼的位置,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次,記錄的數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力間距離/阻力間距離/小明11.050.51021.5101.01531.0102.05小紅和小明40.8151.01051.4151.010【分析與論證】根據(jù)小明同學(xué)的數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想(選填“二”或“一和二”)是正確的。而小紅同學(xué)則認(rèn)為小明同學(xué)每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,具有一定的特殊性,還應(yīng)改變動(dòng)力或阻力的進(jìn)行實(shí)驗(yàn);于是,小紅同學(xué)協(xié)助小明同學(xué)按圖丙方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獲得表中后兩組數(shù)據(jù)。綜合分析表中數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想是錯(cuò)誤的。若要驗(yàn)證另一種猜想是否正確,必須添加的測(cè)量工具是______。通過(guò)以上研究,小明同學(xué)真正理解了力臂是支點(diǎn)到的距離。3、如圖所示,小勇利用鐵架臺(tái),帶有均勻刻度的杠桿,細(xì)線,彈簧測(cè)力計(jì),鉤碼若干(每個(gè)鉤碼質(zhì)量相同)等實(shí)驗(yàn)器材,探究杠桿的平衡條件。(1)實(shí)驗(yàn)前,杠桿靜止在圖甲所示的位置,則此時(shí)杠桿處于(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài);(2)為了便于測(cè)量(選填“力”或“力臂”),應(yīng)使杠桿在水平位置平衡。為此,應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(3)將杠桿調(diào)成水平位置平衡后,如圖乙所示,在A點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼,則應(yīng)在B點(diǎn)掛個(gè)鉤碼,才能使杠桿在水平位置保持平衡;隨后兩邊各取下一個(gè)鉤碼,杠桿(選填“左”或“右”)端將下沉;(4)小勇用彈簧測(cè)力計(jì)替代鉤碼,在B點(diǎn)豎直向下拉,然后將彈簧測(cè)力計(jì)繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一小段至如圖丙所示位置。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,要使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將逐漸(選填“變大”、“變小”或“不變”),原因是;(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,杠桿的平衡條件是:動(dòng)力=阻力臂。4、某實(shí)驗(yàn)小組在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:次數(shù)F1/NL1/mF2/NL2/m12.00.050.1023.00.102.00.1532.00.303.0(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在位置平衡,若出現(xiàn)如圖甲所示情況,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)杠桿平衡后,他們?cè)趫D乙所示的A位置掛上3個(gè)鉤碼,為了使杠桿在水平位置平衡,這時(shí)應(yīng)在B位置掛上個(gè)相同的鉤碼;(3)上表是該小組在實(shí)驗(yàn)中記錄杠桿平衡的部分?jǐn)?shù)據(jù),空格處所缺的數(shù)據(jù):△=,☆=。5、某中學(xué)同學(xué)們做“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)。(1)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后,第一組同學(xué)按圖甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),第二組同學(xué)按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為第(選填“一”或“二”)組實(shí)驗(yàn)更方便,理由是;(2)如圖丙所示,若A位置懸掛4個(gè)鉤碼(每個(gè)鉤碼質(zhì)量為50g),在C位置施加一個(gè)如圖所示大小為N的力時(shí),杠桿保持平衡;(3)小麗想到爸爸利用圖丁的工具抬起大花盆。為了抬起花盆時(shí)更省力,他建議爸爸將支架適當(dāng)向(選填“左”或“右”)移動(dòng)一些距離;(4)小紅利用杠桿原理,僅用小小的彈簧測(cè)力計(jì)就和爸爸一起測(cè)出了一頭小象的質(zhì)量。測(cè)量時(shí)用一根長(zhǎng)為12m的槽鋼作為杠桿,如圖。吊鉤固定于槽鋼的中點(diǎn)O。當(dāng)槽鋼水平靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1為100N。測(cè)得l1為6m,l2為4cm。不計(jì)鐵籠質(zhì)量,小象的質(zhì)量是t。(g取10N/kg)6、圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)掛鉤碼前,杠桿在圖甲所示的位置靜止,此時(shí)杠桿處于(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài);要想使杠桿在水平位置平衡,接下來(lái)應(yīng)將杠桿兩端的螺母向(選填“左”或“右”)側(cè)調(diào)節(jié)。(2)圖乙是一個(gè)平衡的杠桿,此時(shí)若推動(dòng)右側(cè)鉤碼的懸線(如圖丙所示),就會(huì)發(fā)現(xiàn)杠桿(選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”)。(3)在探究過(guò)程中,需要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的是。(4)某同學(xué)提出,若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn),杠桿的平衡條件是否仍然成立?于是該小組利用圖丁所示的裝置進(jìn)行探究,在杠桿O點(diǎn)處掛上2個(gè)鉤碼,用彈簧測(cè)力計(jì)在A點(diǎn)處豎直向上拉,使杠桿在水平位置平衡,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N。以彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為動(dòng)力F1,鉤碼處繩子拉力為阻力F2,多次改變動(dòng)力作用點(diǎn)的位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):當(dāng)杠桿水平平衡時(shí),F(xiàn)1L1總是(選填“大于”、“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是。(5)圖丁中,彈簧測(cè)力計(jì)處在A點(diǎn)位置時(shí),此杠桿屬于(選填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿,請(qǐng)舉出它在生活生產(chǎn)中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例:。7、探究杠桿的平衡條件(1)杠桿兩端的螺母作用是。(2)小明用如圖甲所示裝置,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集了下表中的數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)可知,杠桿的平衡條件是。(3)小明又用如圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?jiān)趫D中畫出拉力F的力臂,彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)是N。(一個(gè)鉤碼重0.5N)(4)如圖丙所示,小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)在一平衡杠桿的兩端放上不同數(shù)量的相同硬幣,杠桿仍在水平位置平衡。她用刻度尺測(cè)出L1和L2,則2L1(選填“>”“<”或“=”)3L2。實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力/N動(dòng)力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15【拓展】探究了杠桿的平衡條件后,小紅對(duì)天平上游碼的質(zhì)量進(jìn)行了計(jì)算,她用刻度尺測(cè)出L1和L2(如圖丁所示),則游碼的質(zhì)量為g。8、在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:(1)如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)前,杠桿左側(cè)下沉,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將左端的平衡螺母向(左/右)調(diào)節(jié)。(2)如圖乙所示,A處掛3個(gè)鉤碼,B處掛2個(gè)鉤碼,杠桿恰好在水平位置平衡,若在A處下方再掛1個(gè)相同的鉤碼,為使杠桿保持水平位置平衡,需將掛在B處的鉤碼向(右/左)移動(dòng)格。(3)已知杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度為5cm,每個(gè)鉤碼重0.5N,小明按照?qǐng)D乙所示方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他改變所掛鉤碼的數(shù)量和A、B位置,使杠桿水平平衡,記錄數(shù)據(jù)如表:測(cè)量序號(hào)動(dòng)力FA/NOA/cm阻力FB/NOB/cm11.510.01.015.022.015.02.015.033.010.01.520.0(4)小明根據(jù)表中數(shù)據(jù),得出“動(dòng)力×動(dòng)力臂”的結(jié)論,而小華則認(rèn)為小明的每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,具有一定的特殊性,還應(yīng)改變動(dòng)力或阻力的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。于是小華按圖丙所示方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(大于/小于/等于)1N。這時(shí),小華要測(cè)量力臂,還需要的測(cè)量工具是。通過(guò)小華的補(bǔ)充實(shí)驗(yàn),小明真正理解了力臂是支點(diǎn)到的距離。9、小明在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中,所用杠桿質(zhì)量分布均勻,每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為50g。(1)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿右端高,要使杠桿在水平位置平衡,可將杠桿右端的螺母向調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)平衡后,如圖甲所示,在杠桿的左邊A處掛四個(gè)鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右端B處掛同樣的鉤碼個(gè);(2)實(shí)驗(yàn)中小明發(fā)現(xiàn)用圖乙所示的方式懸掛鉤碼,杠桿也能在水平位置平衡,但老師建議,不宜采用這種方式,其主要原因?yàn)?;A.一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作 B.不方便測(cè)量力臂C.力和力臂數(shù)目過(guò)多,不易得出結(jié)論 D.杠桿受力不平衡(3)完成實(shí)驗(yàn)后小明突發(fā)奇想,想利用該杠桿(重心位于O點(diǎn))制作一個(gè)可以直接測(cè)量質(zhì)量的“桿秤”。①如圖丙所示,以杠桿上的A點(diǎn)為支點(diǎn),當(dāng)在C位置掛3個(gè)鉤碼,杠桿在水平位置剛好平衡,則該杠桿的質(zhì)量g。然后小明將C位置的3個(gè)鉤碼取下,掛到右側(cè)作為“秤砣”;②為了將該“桿秤”的零刻度線標(biāo)在A位置處,小明應(yīng)在圖丙C位置處裝配一質(zhì)量為g的吊盤;③接著小明在圖丁的D位置標(biāo)記上該“桿秤”能測(cè)的最大質(zhì)量g,并將其它質(zhì)量數(shù)均勻標(biāo)記在AD之間的刻度線上,完成“桿秤”的制作。(4)小華在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上將“桿秤”改裝成簡(jiǎn)易的液體密度秤,如圖戊所示,將C位置的吊盤換成等質(zhì)量且容積足夠大的空桶,將右側(cè)的“秤砣”換成一已知質(zhì)量的物塊M,現(xiàn)往空桶內(nèi)分別注入密度已知的等體積的不同液體,改變物塊M懸掛點(diǎn)的位置,當(dāng)密度秤在水平位置平衡時(shí),在M懸掛點(diǎn)處標(biāo)出相應(yīng)液體的密度值。下列關(guān)于密度秤制作的說(shuō)法中不正確的是()A.秤的刻度值可均勻標(biāo)記在AD之間的刻度線上B.秤的刻度值向右越來(lái)越大C.增大M的質(zhì)量,秤的量程會(huì)增大D.將支點(diǎn)向A右側(cè)移動(dòng)1格,秤的量程會(huì)增大10、小明學(xué)習(xí)了杠桿的平衡條件后,利用如圖所示的裝置對(duì)杠桿做了進(jìn)一步研究。(1)杠桿靜止時(shí)的位置如圖甲所示,為了使杠桿靜止時(shí)處于水平位置,接下來(lái)的操作是將杠桿的平衡螺母向(選填“左”或“右”)移動(dòng);(2)在杠桿上的B點(diǎn)用如圖乙所示的動(dòng)力F拉杠桿,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出動(dòng)力臂l1;此時(shí)杠桿的類型與(選填序號(hào))相同。A.天平 B.釣魚竿 C.鉗子(3)如圖丙所示,用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿的C點(diǎn),當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過(guò)程中,測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況是;(4)如圖甲所示,小明在杠桿左側(cè)距離O點(diǎn)20cm的D處掛一個(gè)重為G的物體,在杠桿右側(cè)不同位置處施加豎直向下的力F,保證杠桿處于水平平衡狀態(tài),根據(jù)多次測(cè)量的F、L數(shù)據(jù),畫出如圖乙所示的圖像,結(jié)合杠桿平衡條件,可求出物重G的大小是N?!就卣埂糠叫〖t根據(jù)學(xué)到的知識(shí),利用杠桿、刻度尺、細(xì)線和兩個(gè)重物A、B,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)量物體的密度。如圖所示:①用細(xì)線系在杠桿的中點(diǎn)O,使杠桿在水平位置平衡,然后將重物B掛在硬棒左端C處,重物A掛在硬棒右端,調(diào)節(jié)重物A的位置,使杠桿再次在水平位置平衡,此時(shí)重物掛在硬棒上的位置為D處,用刻度尺測(cè)出OC的長(zhǎng)度L0和OD的長(zhǎng)度L1;②保持重物B的位置不變,把重物A浸沒(méi)在水中,把重物A從D處移動(dòng)到F處時(shí),杠桿再次水平平衡,用刻度尺測(cè)出OF的長(zhǎng)度L2;通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得到物體A的密度ρA=。(請(qǐng)用ρ水和已測(cè)量的物理量符號(hào)表示)11、在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中:(1)杠桿靜止在圖甲所示位置,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)調(diào)節(jié)平衡后,如圖乙,在A點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼,則應(yīng)在B點(diǎn)掛個(gè)鉤碼,才能使杠桿重新在水平位置平衡(所用鉤碼的規(guī)格都相同);(3)改變鉤碼的位置和個(gè)數(shù),使杠桿平衡,收集多組數(shù)據(jù),其目的是(填序號(hào))A.取平均值,減小誤差 B.避免偶然性,尋找普遍規(guī)律(4)看圖丙的漫畫,根據(jù)杠桿的平衡條件分析,小兔分得的蘿卜質(zhì)量(選填“大于”、“等于”或“小于”)小猴的。12、在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:(1)實(shí)驗(yàn)前,若使如圖所示的杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將右端的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),在已調(diào)平衡的杠桿兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動(dòng)鉤碼的位置,使杠桿重新在水平位置平衡,三次實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)如下表所示。分析可得杠桿的平衡條件是;次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.015.01.510.021.020.02.010.032.015.03.010.0(3)為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論,又做了圖所示的實(shí)驗(yàn),在杠桿水平平衡時(shí);①已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為50g,則此次實(shí)驗(yàn)中阻力F2大小為N,阻力臂l2為cm;(g取10N/kg)②請(qǐng)你在圖中畫出動(dòng)力F1的力臂。13、根據(jù)“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)要求,完成下列各題:(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),杠桿的位置如圖甲所示。小明通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿右端的螺母向(左/右)移動(dòng),使杠桿在水平位置平衡,然后進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)探究;(2)要使圖乙中杠桿平衡,應(yīng)在a處掛個(gè)鉤碼(題中的每個(gè)鉤碼都是相同的);(3)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由圖丙的豎直地拉著變成傾斜地拉著,使杠桿在水平位置靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將(變大/不變/變?。唬?)在實(shí)驗(yàn)中,多次改變力和力臂的大小主要是為了;A.減小摩擦 B.使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確C.多次測(cè)量取平均值減小誤差 D.獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律(5)小華又進(jìn)行了課外探究,她找來(lái)相同的硬幣若干,在一平衡杠桿的左端放上2枚、右端放3枚,杠桿仍在水平位置平衡,如圖所示。她用刻度尺測(cè)出L1和L2,則2L1(選填“<”、“>”、“=”)3L2:若將杠桿左端的硬幣正上方再加2枚硬幣,在杠桿右端的硬幣正上方再加3枚硬幣,杠桿將(選填“平衡”或“不平衡”)。14、某實(shí)驗(yàn)小組在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在位置平衡,若出現(xiàn)如圖甲所示情況,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)杠桿平衡后,他們?cè)谌鐖D乙所示的A位置掛上3個(gè)鉤碼,為了使杠桿在水平位置平衡,這時(shí)應(yīng)在B位置掛上個(gè)相同的鉤碼;(3)下表是該小組在實(shí)驗(yàn)中記錄杠桿平衡的數(shù)據(jù)表格,其中空格處所缺的數(shù)據(jù):Δ=,☆=;次數(shù)F1/NL1/mF2/NL2/m12.00.05Δ0.1023.00.102.00.1532.00.303.0☆(4)實(shí)驗(yàn)至少做三次的目的是。
第五章簡(jiǎn)單機(jī)械與功第2節(jié)滑輪第1課時(shí)拓展1探究杠桿的平衡條件過(guò)關(guān)檢測(cè)1、在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中:(1)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)掛鉤碼時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿右端高,要將平衡螺母向調(diào)節(jié)。(2)如圖甲,在杠桿的左邊A處掛四個(gè)相同的鉤碼。要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右端B處掛同樣鉤碼個(gè),才能使杠桿在水平位置平衡,目的是。(3)如圖乙,用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)。要使杠桿仍在水平位置平衡,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將(填“變大”、“變小”或“不變”),其原因是。(4)如圖丙,將杠桿的支點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),若每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將2.5N(填“大于”“小于”或“等于”),導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要因素是?!敬鸢浮坑?便于測(cè)量力臂變大其力臂變小大于杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響【解析】(1)杠桿左端低,右端高,將左右兩端的平衡螺母向上翹的右端移動(dòng)使杠桿在水平位置平衡。(2)設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G,杠桿一個(gè)小格代表L,圖甲中,杠桿的左端:4G×3L=12GL,B處的力臂為2L,杠桿的右端:F2×2L=12GL,解得F2=6G,即在B處掛6個(gè)同樣的鉤碼;杠桿在水平位置平衡,最大的好處是力臂在杠桿上,便于測(cè)量力臂。(3)如圖乙,彈簧測(cè)力計(jì)在杠桿C處時(shí),豎直向上拉也可使杠桿平衡;彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿時(shí),拉力力臂為OC,彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉杠桿,拉力的力臂小于OC,拉力力臂變小,拉力變大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大。(4)如圖丙,移動(dòng)杠桿的支點(diǎn)后,小虎在C點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿在圖示位置處于平衡狀態(tài),杠桿的平衡條件為:F1L1=F2L2,不計(jì)杠桿自重,則4G×5L=F×4L解得F=5G=5mg=5×0.05kg×10N/kg=2.5N;由于杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響,測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于2.5N。2、【探究名稱】探究杠桿的平衡條件【猜想與假設(shè)】猜想一:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂;猜想二:動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)如圖甲所示,應(yīng)將杠桿兩端的螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡;(2)如圖乙所示,小明同學(xué)掛上鉤碼并調(diào)節(jié)鉤碼的位置,使杠桿水平平衡,記錄的數(shù)據(jù)如下表:(3)改變鉤碼的和鉤碼的位置,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次,記錄的數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力間距離/阻力間距離/小明11.050.51021.5101.01531.0102.05小紅和小明40.8151.01051.4151.010【分析與論證】根據(jù)小明同學(xué)的數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想(選填“二”或“一和二”)是正確的。而小紅同學(xué)則認(rèn)為小明同學(xué)每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,具有一定的特殊性,還應(yīng)改變動(dòng)力或阻力的進(jìn)行實(shí)驗(yàn);于是,小紅同學(xué)協(xié)助小明同學(xué)按圖丙方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獲得表中后兩組數(shù)據(jù)。綜合分析表中數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想是錯(cuò)誤的。若要驗(yàn)證另一種猜想是否正確,必須添加的測(cè)量工具是______。通過(guò)以上研究,小明同學(xué)真正理解了力臂是支點(diǎn)到的距離。【答案】左數(shù)量一和二方向二刻度尺力的作用線【解析】(1)如圖甲所示,杠桿的右端下沉,說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)的右端,故應(yīng)將杠桿的重心向左調(diào)節(jié),即兩端的螺母向左調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。(3)小明的實(shí)驗(yàn)中,動(dòng)力和阻力均為鉤碼的重力,第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和第1次數(shù)據(jù)相比,動(dòng)力和阻力及OB、OA間的距離都發(fā)生了改變,即改變鉤碼的數(shù)量和鉤碼的位置,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次,記錄的數(shù)據(jù)如下表。小明的實(shí)驗(yàn)中,因杠桿始終在水平位置平衡,由重力的方向豎直向下和力臂的定義,動(dòng)力臂即間距離,阻力臂即間距離,在第1次實(shí)驗(yàn)中第2次和第3次實(shí)驗(yàn)中;;故小明同學(xué)的數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想一和二是正確的。而小紅同學(xué)則認(rèn)為小明同學(xué)每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,具有一定的特殊性,當(dāng)動(dòng)力或阻力的方向與杠桿不垂直時(shí),力臂則不等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,故還應(yīng)改變動(dòng)力或阻力的方向進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小紅同學(xué)協(xié)助小明同學(xué)按圖丙方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù);故可驗(yàn)證猜想二是錯(cuò)誤的。若要驗(yàn)證另一種猜想是否正確,即力的方向與杠桿不垂直的情況,因此時(shí)動(dòng)力臂不等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,為了測(cè)量動(dòng)力臂的大小,故必須添加測(cè)量長(zhǎng)度的工具是刻度尺。通過(guò)以上研究可知力臂不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,小明同學(xué)真正理解了力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離。3、如圖所示,小勇利用鐵架臺(tái),帶有均勻刻度的杠桿,細(xì)線,彈簧測(cè)力計(jì),鉤碼若干(每個(gè)鉤碼質(zhì)量相同)等實(shí)驗(yàn)器材,探究杠桿的平衡條件。(1)實(shí)驗(yàn)前,杠桿靜止在圖甲所示的位置,則此時(shí)杠桿處于(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài);(2)為了便于測(cè)量(選填“力”或“力臂”),應(yīng)使杠桿在水平位置平衡。為此,應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(3)將杠桿調(diào)成水平位置平衡后,如圖乙所示,在A點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼,則應(yīng)在B點(diǎn)掛個(gè)鉤碼,才能使杠桿在水平位置保持平衡;隨后兩邊各取下一個(gè)鉤碼,杠桿(選填“左”或“右”)端將下沉;(4)小勇用彈簧測(cè)力計(jì)替代鉤碼,在B點(diǎn)豎直向下拉,然后將彈簧測(cè)力計(jì)繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一小段至如圖丙所示位置。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,要使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將逐漸(選填“變大”、“變小”或“不變”),原因是;(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,杠桿的平衡條件是:動(dòng)力=阻力臂?!敬鸢浮竣倨胶?;②力臂;③左;④2;⑤左;⑥變大;⑦力臂變短;⑧動(dòng)力臂;⑨阻力?!窘馕觥浚?)杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)都屬于平衡狀態(tài),甲圖中杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài),所以此時(shí)杠桿是平衡狀態(tài)。(2)當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí),支點(diǎn)到懸掛點(diǎn)的距離就是力臂,所以為了便于測(cè)量力臂,應(yīng)使杠桿在水平位置平衡。甲圖中,杠桿的左端上翹,說(shuō)明右端沉,所以平衡螺母向左端移動(dòng),直至杠桿在水平位置平衡。(3)設(shè)杠桿時(shí)一個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),一個(gè)鉤碼的重力為G,圖乙中,左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿的拉力看作是動(dòng)力,右側(cè)鉤碼對(duì)杠桿的拉力看作是阻力,杠桿平衡,此時(shí)有3G×2L=F2×3L解F2=2G,即在在B點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼,能使杠桿在水平位置保持平衡。兩邊各取下一個(gè)鉤碼,則有2G×2L>G×3L;所以杠桿左端下沉。(4)小勇用彈簧測(cè)力計(jì)替代鉤碼,在B點(diǎn)豎直向下拉,然后將彈簧測(cè)力計(jì)繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一小段至如圖丙所示位置。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,測(cè)力計(jì)拉力的力臂變小,要使杠桿仍然在水平位置平衡,根據(jù)杠桿平衡條件可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將逐漸變大。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂時(shí),杠桿的平衡處于平衡狀態(tài),所以杠桿的平衡條件是:動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂。4、某實(shí)驗(yàn)小組在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:次數(shù)F1/NL1/mF2/NL2/m12.00.050.1023.00.102.00.1532.00.303.0(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在位置平衡,若出現(xiàn)如圖甲所示情況,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)杠桿平衡后,他們?cè)趫D乙所示的A位置掛上3個(gè)鉤碼,為了使杠桿在水平位置平衡,這時(shí)應(yīng)在B位置掛上個(gè)相同的鉤碼;(3)上表是該小組在實(shí)驗(yàn)中記錄杠桿平衡的部分?jǐn)?shù)據(jù),空格處所缺的數(shù)據(jù):△=,☆=?!敬鸢浮克阶?1.00.20【解析】(1)在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,為了便于直接讀出力臂,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。如圖甲所示,杠桿的左端高,右端低,為了使杠桿重新在水平位置平衡,應(yīng)該向左調(diào)節(jié)平衡螺母。(2)假設(shè)杠桿上一格為L(zhǎng),一個(gè)鉤碼重為G,則杠桿左端;根據(jù)杠桿平衡條件可知,杠桿右端B位置應(yīng)該掛上的鉤碼個(gè)數(shù)(3)根據(jù)杠桿的平衡條件由第1次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知有則由第3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知有則m。5、某中學(xué)同學(xué)們做“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)。(1)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后,第一組同學(xué)按圖甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),第二組同學(xué)按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為第(選填“一”或“二”)組實(shí)驗(yàn)更方便,理由是;(2)如圖丙所示,若A位置懸掛4個(gè)鉤碼(每個(gè)鉤碼質(zhì)量為50g),在C位置施加一個(gè)如圖所示大小為N的力時(shí),杠桿保持平衡;(3)小麗想到爸爸利用圖丁的工具抬起大花盆。為了抬起花盆時(shí)更省力,他建議爸爸將支架適當(dāng)向(選填“左”或“右”)移動(dòng)一些距離;(4)小紅利用杠桿原理,僅用小小的彈簧測(cè)力計(jì)就和爸爸一起測(cè)出了一頭小象的質(zhì)量。測(cè)量時(shí)用一根長(zhǎng)為12m的槽鋼作為杠桿,如圖。吊鉤固定于槽鋼的中點(diǎn)O。當(dāng)槽鋼水平靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1為100N。測(cè)得l1為6m,l2為4cm。不計(jì)鐵籠質(zhì)量,小象的質(zhì)量是t。(g取10N/kg)【答案】一方便測(cè)量力臂4右1.5【解析】(1)力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí),力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái),因此第一組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直,力臂直接從杠桿上直接讀取。(2)設(shè)杠桿每格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),由圖可知拉力F的方向與杠桿成30°角,根據(jù)直角三角形的知識(shí)可知?jiǎng)恿Ρ塾筛軛U的平衡條件F1l1=F2l2可知,在C位置施加一個(gè)如圖所示的力(3)由杠桿的平衡條件可知,在阻力不變時(shí),向右移動(dòng)支架,使動(dòng)力臂增大的同時(shí)阻力臂減小,這樣動(dòng)力就減小,抬起花盆時(shí)就更省力。(4)由杠桿的平衡條件可得F1l1=F2l2則大象的重力大象的質(zhì)量。6、圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)掛鉤碼前,杠桿在圖甲所示的位置靜止,此時(shí)杠桿處于(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài);要想使杠桿在水平位置平衡,接下來(lái)應(yīng)將杠桿兩端的螺母向(選填“左”或“右”)側(cè)調(diào)節(jié)。(2)圖乙是一個(gè)平衡的杠桿,此時(shí)若推動(dòng)右側(cè)鉤碼的懸線(如圖丙所示),就會(huì)發(fā)現(xiàn)杠桿(選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”)。(3)在探究過(guò)程中,需要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的是。(4)某同學(xué)提出,若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn),杠桿的平衡條件是否仍然成立?于是該小組利用圖丁所示的裝置進(jìn)行探究,在杠桿O點(diǎn)處掛上2個(gè)鉤碼,用彈簧測(cè)力計(jì)在A點(diǎn)處豎直向上拉,使杠桿在水平位置平衡,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N。以彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為動(dòng)力F1,鉤碼處繩子拉力為阻力F2,多次改變動(dòng)力作用點(diǎn)的位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):當(dāng)杠桿水平平衡時(shí),F(xiàn)1L1總是(選填“大于”、“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是。(5)圖丁中,彈簧測(cè)力計(jì)處在A點(diǎn)位置時(shí),此杠桿屬于(選填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿,請(qǐng)舉出它在生活生產(chǎn)中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例:?!敬鸢浮浚?)平衡;左(2)左端下沉;(3)避免偶然性,尋找普遍規(guī)律;(4)2.3;大于;杠桿自重對(duì)杠桿平衡有影響;(5)費(fèi)力;釣魚竿(或鑷子等)?!窘馕觥浚?)掛鉤碼前,杠桿在如圖甲所示的位置靜止,此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài);由圖甲知,杠桿的左端較高,所以接下來(lái)應(yīng)將兩端的螺母向左調(diào)節(jié),使杠桿保持水平并靜止;(2)圖乙中支點(diǎn)在中心時(shí),杠桿平衡,根據(jù)杠桿平衡條件知F左L左=F右L右,圖丙中改變了右側(cè)拉力的力臂,使右側(cè)拉力的力臂減小,故此時(shí)F左L左>F右L右,故左端會(huì)下沉;(3)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),是為避免偶然性,得出普遍結(jié)論;(4)分度值為0.1N,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.3N;圖丁中,設(shè)杠桿的重力為G,力臂為L(zhǎng)G,當(dāng)杠桿平衡時(shí),根據(jù)杠桿的平衡條件:F1L1=F2L2+GLG,由丁圖可知LG≠0,所以杠桿自重對(duì)杠桿平衡有影響,此時(shí)F1L1>F2L2;(5)由圖丁可知此時(shí)L1<L2,故為費(fèi)力杠桿,生活中常見(jiàn)的鑷子、釣魚竿等都是費(fèi)力杠桿。7、探究杠桿的平衡條件(1)杠桿兩端的螺母作用是。(2)小明用如圖甲所示裝置,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集了下表中的數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)可知,杠桿的平衡條件是。(3)小明又用如圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?jiān)趫D中畫出拉力F的力臂,彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)是N。(一個(gè)鉤碼重0.5N)(4)如圖丙所示,小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)在一平衡杠桿的兩端放上不同數(shù)量的相同硬幣,杠桿仍在水平位置平衡。她用刻度尺測(cè)出L1和L2,則2L1(選填“>”“<”或“=”)3L2。實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力/N動(dòng)力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15【拓展】探究了杠桿的平衡條件后,小紅對(duì)天平上游碼的質(zhì)量進(jìn)行了計(jì)算,她用刻度尺測(cè)出L1和L2(如圖丁所示),則游碼的質(zhì)量為g?!敬鸢浮浚?)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡;(2)動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2);(3)2;(4)>;5L【解析】(1)杠桿兩端的螺母的作用是調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡;(2)由表格中數(shù)據(jù),①0.5N×0.2m=1.0N×0.1m=0.1N?m;②1.0N×0.15m=1.5N×0.1m=0.15N?m;③3N×0.1m=2.0N×0.15m=0.3N?m;可知杠桿的平衡條件為:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2);(3)過(guò)支點(diǎn)O向力的作用線作垂線,垂足與支點(diǎn)的距離,就是力臂,如下圖:設(shè)一格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),杠桿在水平位置平衡,彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的力臂為12×6L,由F1L1=F2L2得,0.5N×3×4L=F1×6L×12,解得,(4)根據(jù)杠桿的平衡條件,F(xiàn)1l1=F2l2,設(shè)每個(gè)硬幣的重量為G,半徑為r,則由圖可得,2G(r+L1)=3G(r+L2),2Gr+2GL1=3Gr+3GL2,2GL1=Gr+3GL2,所以2GL1>3GL2,即2L1>3L2,拓展:以天平的刀口為杠桿的支點(diǎn),天平的左盤和右盤的質(zhì)量分別為m左和m右,游碼的質(zhì)量為m,當(dāng)游碼位于零刻度線時(shí),由杠桿的平衡條件得m左g×12L2+mg×12L1=m右g×當(dāng)游碼位于最大值5克時(shí),由杠桿的平衡條件得(m左+5)g×12L2=mg×12L1+m右g×由(2)﹣(1)得,5×12L2=mL1,解得m8、在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:(1)如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)前,杠桿左側(cè)下沉,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將左端的平衡螺母向(左/右)調(diào)節(jié)。(2)如圖乙所示,A處掛3個(gè)鉤碼,B處掛2個(gè)鉤碼,杠桿恰好在水平位置平衡,若在A處下方再掛1個(gè)相同的鉤碼,為使杠桿保持水平位置平衡,需將掛在B處的鉤碼向(右/左)移動(dòng)格。(3)已知杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度為5cm,每個(gè)鉤碼重0.5N,小明按照?qǐng)D乙所示方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他改變所掛鉤碼的數(shù)量和A、B位置,使杠桿水平平衡,記錄數(shù)據(jù)如表:測(cè)量序號(hào)動(dòng)力FA/NOA/cm阻力FB/NOB/cm11.510.01.015.022.015.02.015.033.010.01.520.0(4)小明根據(jù)表中數(shù)據(jù),得出“動(dòng)力×動(dòng)力臂”的結(jié)論,而小華則認(rèn)為小明的每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,具有一定的特殊性,還應(yīng)改變動(dòng)力或阻力的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。于是小華按圖丙所示方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(大于/小于/等于)1N。這時(shí),小華要測(cè)量力臂,還需要的測(cè)量工具是。通過(guò)小華的補(bǔ)充實(shí)驗(yàn),小明真正理解了力臂是支點(diǎn)到的距離?!敬鸢浮坑矣?大于刻度尺力的作用線【解析】(1)杠桿的左端下沉,說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè),故應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡。(2)如圖乙所示,杠桿恰好在水平位置平衡,若一個(gè)鉤碼重G,每個(gè)小格長(zhǎng)度L,若在A處下方再掛一個(gè)相同的鉤碼,則杠桿左側(cè);為使杠桿保持水平平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件支點(diǎn)右側(cè)應(yīng)為需將掛在B處的鉤碼向右移動(dòng)1個(gè)小格.(4)按圖丙所示方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)杠桿的平衡條件求得彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下的拉力;F=1N;若此時(shí)將彈簧測(cè)力計(jì)改為向右下方斜拉,要使杠桿繼續(xù)保持水平平衡,阻力和阻力臂不變,動(dòng)力臂變小,動(dòng)力變大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,所以此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大于1N。我們需要使用刻度尺進(jìn)行測(cè)量,注意測(cè)量時(shí)是用刻度尺測(cè)量支點(diǎn)到力的作用線的距離。9、小明在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中,所用杠桿質(zhì)量分布均勻,每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為50g。(1)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿右端高,要使杠桿在水平位置平衡,可將杠桿右端的螺母向調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)平衡后,如圖甲所示,在杠桿的左邊A處掛四個(gè)鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右端B處掛同樣的鉤碼個(gè);(2)實(shí)驗(yàn)中小明發(fā)現(xiàn)用圖乙所示的方式懸掛鉤碼,杠桿也能在水平位置平衡,但老師建議,不宜采用這種方式,其主要原因?yàn)椋籄.一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作
B.不方便測(cè)量力臂C.力和力臂數(shù)目過(guò)多,不易得出結(jié)論
D.杠桿受力不平衡(3)完成實(shí)驗(yàn)后小明突發(fā)奇想,想利用該杠桿(重心位于O點(diǎn))制作一個(gè)可以直接測(cè)量質(zhì)量的“桿秤”。①如圖丙所示,以杠桿上的A點(diǎn)為支點(diǎn),當(dāng)在C位置掛3個(gè)鉤碼,杠桿在水平位置剛好平衡,則該杠桿的質(zhì)量g。然后小明將C位置的3個(gè)鉤碼取下,掛到右側(cè)作為“秤砣”;②為了將該“桿秤”的零刻度線標(biāo)在A位置處,小明應(yīng)在圖丙C位置處裝配一質(zhì)量為g的吊盤;③接著小明在圖丁的D位置標(biāo)記上該“桿秤”能測(cè)的最大質(zhì)量g,并將其它質(zhì)量數(shù)均勻標(biāo)記在AD之間的刻度線上,完成“桿秤”的制作。(4)小華在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上將“桿秤”改裝成簡(jiǎn)易的液體密度秤,如圖戊所示,將C位置的吊盤換成等質(zhì)量且容積足夠大的空桶,將右側(cè)的“秤砣”換成一已知質(zhì)量的物塊M,現(xiàn)往空桶內(nèi)分別注入密度已知的等體積的不同液體,改變物塊M懸掛點(diǎn)的位置,當(dāng)密度秤在水平位置平衡時(shí),在M懸掛點(diǎn)處標(biāo)出相應(yīng)液體的密度值。下列關(guān)于密度秤制作的說(shuō)法中不正確的是()A.秤的刻度值可均勻標(biāo)記在AD之間的刻度線上B.秤的刻度值向右越來(lái)越大C.增大M的質(zhì)量,秤的量程會(huì)增大D.將支點(diǎn)向A右側(cè)移動(dòng)1格,秤的量程會(huì)增大【答案】右3C100150600D【解析】(1)實(shí)驗(yàn)前,杠桿右端高,左端低,應(yīng)向右調(diào)節(jié)左或右端的平衡螺母,才能讓杠桿在水平位置平衡。設(shè)每個(gè)鉤碼的重為G,杠桿每格為L(zhǎng),在圖甲中,據(jù)杠桿的平衡條件得4G×3L=nG×4L解得,應(yīng)在B處掛的鉤碼個(gè)數(shù)n=3。(2)圖乙中,杠桿的右側(cè),鉤碼掛在一個(gè)位置,只需測(cè)量一個(gè)力臂,而左側(cè),三個(gè)鉤碼掛在不同的位置,需要測(cè)量多個(gè)力及力臂,不易得出正確的結(jié)論,故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。(3)①由題意知,圖丙中,設(shè)一個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m1,杠桿的質(zhì)量為m,左側(cè)杠桿的重心離支點(diǎn)的距離為一格,質(zhì)量為;右側(cè)杠桿的重心離支點(diǎn)的距離為4格,質(zhì)量為據(jù)杠桿的平衡條件得解得,杠桿的質(zhì)量m=2m1=2×50g=100g②圖丙中,桿秤的零刻度線在A處,則C處所配吊籃的質(zhì)量應(yīng)與圖丙中C處所掛鉤碼的質(zhì)量相同為m吊籃=3m1=3×50g=150g③圖丁中,將三個(gè)鉤碼移動(dòng)至D位置,所能測(cè)量的質(zhì)量最大,據(jù)杠桿的平衡條件有m大g×2L=3m1×8L解得,該桿秤能測(cè)量的最大質(zhì)量m大=12m1=12×50g=600g(4)A.設(shè)液體密度為ρ,液體的體積為V,秤砣對(duì)應(yīng)的力臂為l,據(jù)杠桿的平衡條件得解得,液體的密度由于M、V、L是定值,所以ρ與l1成正比,秤的刻度值可均勻標(biāo)記在AD間,故A正確,不符合題意;B.由A選項(xiàng)的分析可知,隨著l1的增大,ρ的值變大,秤的刻度值向右會(huì)變大,故B正確,不符合題意;C.增大秤砣M的質(zhì)量,據(jù)選項(xiàng)A的分析知,當(dāng)l1取最大值時(shí),ρ的值會(huì)變大,即增大M的質(zhì)量,秤的量程會(huì)增大,故C正確,不符合題意;D.將支點(diǎn)向右移動(dòng)1格,左側(cè)力臂變大,右側(cè)力臂變小,據(jù)選項(xiàng)A的分析知,l1變小,L變大時(shí),ρ的值變小,秤的量程會(huì)減小,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。10、小明學(xué)習(xí)了杠桿的平衡條件后,利用如圖所示的裝置對(duì)杠桿做了進(jìn)一步研究。(1)杠桿靜止時(shí)的位置如圖甲所示,為了使杠桿靜止時(shí)處于水平位置,接下來(lái)的操作是將杠桿的平衡螺母向(選填“左”或“右”)移動(dòng);(2)在杠桿上的B點(diǎn)用如圖乙所示的動(dòng)力F拉杠桿,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出動(dòng)力臂l1;此時(shí)杠桿的類型與(選填序號(hào))相同。A.天平
B.釣魚竿
C.鉗子(3)如圖丙所示,用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿的C點(diǎn),當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過(guò)程中,測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況是;(4)如圖甲所示,小明在杠桿左側(cè)距離O點(diǎn)20cm的D處掛一個(gè)重為G的物體,在杠桿右側(cè)不同位置處施加豎直向下的力F,保證杠桿處于水平平衡狀態(tài),根據(jù)多次測(cè)量的F、L數(shù)據(jù),畫出如圖乙所示的圖像,結(jié)合杠桿平衡條件,可求出物重G的大小是N?!就卣埂糠叫〖t根據(jù)學(xué)到的知識(shí),利用杠桿、刻度尺、細(xì)線和兩個(gè)重物A、B,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)量物體的密度。如圖所示:①用細(xì)線系在杠桿的中點(diǎn)O,使杠桿在水平位置平衡,然后將重物B掛在硬棒左端C處,重物A掛在硬棒右端,調(diào)節(jié)重物A的位置,使杠桿再次在水平位置平衡,此時(shí)重物掛在硬棒上的位置為D處,用刻度尺測(cè)出OC的長(zhǎng)度L0和OD的長(zhǎng)度L1;②保持重物B的位置不變,把重物A浸沒(méi)在水中,把重物A從D處移動(dòng)到F處時(shí),杠桿再次水平平衡,用刻度尺測(cè)出OF的長(zhǎng)度L2;通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得到物體A的密度ρA=。(請(qǐng)用ρ水和已測(cè)量的物理量符號(hào)表示)【答案】左如下圖所示A先變小后變大2.5【解析】(1)杠桿的左端上翹,左端的平衡螺母或右端的平衡螺母都向上翹的左端移動(dòng),才能使杠桿在水平位置平衡。(2)從支點(diǎn)O向動(dòng)力F作用線做垂線段,垂線段長(zhǎng)為動(dòng)力臂l1,如圖所示:設(shè)杠桿一格長(zhǎng)為L(zhǎng),由圖可知?jiǎng)恿Ρ?;阻力臂?L,動(dòng)力臂等于阻力臂,此杠桿是等臂杠桿;A.天平的動(dòng)力臂等于阻力臂,是等臂杠桿,故A符合題意;B.釣魚竿的動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿,故B不符合題意;C.鉗子的動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故C不符合題意;故選A。(3)如圖丙所示,用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿的C點(diǎn),當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過(guò)程中,動(dòng)力臂先變大后變小,因?yàn)樽枇?、阻力臂不變,故測(cè)力計(jì)的拉力先變小后變大。(4)由圖乙可知,F(xiàn)=2N時(shí),,根據(jù)杠桿平衡條件得GL′=FL;L'=20cm=0.2m物體的重力(5)設(shè)A物體的體積為VA,其重力GA=mAg=ρAVAg當(dāng)兩物體都在空氣中時(shí),根據(jù)杠桿的平衡條件可得ρAVAg·L1=GB·L0①把物A浸沒(méi)在水中時(shí),A將受到水向上的浮力作用,其浮力F水=ρ水gVA,則根據(jù)杠桿的平衡條件得(ρAVAg-ρ水gVA)·L2=GB·L0②由①和②得到ρAVAg·L1=(ρAVAg-ρ水gVA)·L2;。11、在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中:(1)杠桿靜止在圖甲所示位置,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)調(diào)節(jié)平衡后,如圖乙,在A點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼,則應(yīng)在B點(diǎn)掛個(gè)鉤碼,才能使杠桿重新在水平位置平衡(所用鉤碼的規(guī)格都相同);(3)改變鉤碼的位置和個(gè)數(shù),使杠桿平衡,收集多組數(shù)據(jù),其目的是(填序號(hào))A.取平均值,減小誤差 B.避免偶然性,尋找普遍規(guī)律(4)看圖丙的漫畫,根據(jù)杠桿的平衡條件分析,小兔分得的蘿卜質(zhì)量(選填“大于”、“等于”或“小于”)小猴的?!敬鸢浮竣僮?;②3;③B;④小于。【解析】(1)由甲圖可知,杠桿右端沉,所以需將平衡螺母向左調(diào),直至杠桿在水平位置平衡。(2)設(shè)杠桿上一個(gè)格的長(zhǎng)度為l,一個(gè)鉤碼的重力為G,則鉤碼對(duì)杠桿的拉力等于鉤碼的重力,A點(diǎn)距支點(diǎn)為2l,掛3個(gè)鉤碼,重力為3G,根據(jù)杠桿平衡條件可得3G×2l=F2×3l;解得F2=2G,即在B點(diǎn)需掛2個(gè)鉤碼,杠桿才能重新在水平位置平衡。(3)改變鉤碼的位置和個(gè)數(shù),使杠桿平衡,多次實(shí)驗(yàn),目的是避免一次數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的偶然性,尋找杠桿平衡的普遍規(guī)律,故A不符合題意,B符合題意。故選B。(4)蘿卜處于平衡狀態(tài),由圖知道,左側(cè)部分重心離支點(diǎn)近,力臂小,右側(cè)部分重心離支點(diǎn)遠(yuǎn),力臂大,根據(jù)杠桿平衡條件知道,左側(cè)蘿卜重力大,右側(cè)重力小,根據(jù)G=mg可知,小兔分得的蘿卜質(zhì)量小于小猴的。12、在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:(1)實(shí)驗(yàn)前,若使如圖所示的杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將右端的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),在已調(diào)平衡的杠桿兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動(dòng)鉤碼的位置,使杠桿重新在水平位置平衡,三次實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)如下表所示。分析可得杠桿的平衡條件是;次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.015.01.510.021.020.02.010.032.015.03.010.0(3)為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論,又做了圖所示的實(shí)驗(yàn),在杠桿水平平衡時(shí);①已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為50g,則此次實(shí)驗(yàn)中阻力F2大小為
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