【滬粵物理下冊】6.5　探究杠桿的平衡條件 同步練習(xí)

第六章力和機械6.5探究杠桿的平衡條件基礎(chǔ)過關(guān)全練知識點1杠桿及其五要素1.關(guān)于杠桿,下列說法正確的是()A.能轉(zhuǎn)動的一定是杠桿 B.杠桿的支點一定在杠桿的中間C.動力臂大于阻力臂 D.力臂是從支點到力的作用線的距離2.(2022安徽利辛期末)杠桿在我國古代就有許多巧妙應(yīng)用,護城河上安裝的吊橋就是一個杠桿。如圖所示,它的支點是點,動力作用點是點,阻力是。

知識點2杠桿的平衡條件3.(2022四川樂山中考)周末,爸爸領(lǐng)著小梅玩蹺蹺板,當(dāng)兩人雙腳離地后最有可能讓蹺蹺板在水平方向上保持平衡的是()A BC D4.(2022安徽亳州譙城期末)如圖,輕質(zhì)杠桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動,在A點用細(xì)線懸掛一重物,在B點施加一豎直向下的動力,使杠桿在水平位置保持平衡。若將動力的方向改為沿虛線方向,仍使杠桿在水平位置保持平衡,則()A.動力臂減小,動力增大 B.動力臂增大,動力減小C.動力臂減小,動力減小 D.動力臂增大,動力增大5.(2022安徽舒城月考)在探究“杠桿平衡條件”實驗中,在杠桿兩側(cè)掛上數(shù)量不等的鉤碼,移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡。以下操作中,能讓杠桿在水平位置再次平衡的是()A.左、右兩端的鉤碼下方,各增加一個鉤碼B.左、右兩端各減少一個鉤碼C.去掉左邊一個鉤碼后把右邊的平衡螺母向左調(diào)D.左邊增加一個鉤碼且把右邊的鉤碼向右移動一格6.(2022廣東廣州海珠期末)如圖所示,重300N的小鄧坐在蹺蹺板(板的質(zhì)量忽略不計)右邊的中間處,一塊大石頭放在板的最左端,此時蹺蹺板水平靜止。據(jù)此可估算石頭重約()A.100N B.150N C.300N D.600N7.(2022廣東高州期中)如圖所示,桿OB的O端用鉸鏈(可自由轉(zhuǎn)動)固定在豎直壁上,桿的中點掛一重物G,桿的B點受水平拉力F而平衡,在力F從水平方向緩慢轉(zhuǎn)動到沿豎直向上的方向過程中,保持OB在原位置平衡,則在此過程中F的大小將()A.保持不變 B.逐漸變大 C.逐漸變小 D.先變小后變大知識點3杠桿的分類8.(2022廣東深圳龍崗二模)下列工具在正常使用過程中,屬于費力杠桿的()A BC D9.(2022江西九江一模)如圖是指甲刀的實物及結(jié)構(gòu)示意圖,下列說法中不正確的是()A.杠桿ABC是一個省力杠桿B.杠桿ABC的支點是BC.杠桿OBD是一個費力杠桿D.指甲刀共有三個杠桿,一個省力杠桿兩個費力杠桿基礎(chǔ)過關(guān)全練10.如圖所示的杠桿,O為支點,若FA=FB,LA=LB,則這個杠桿()A.一定轉(zhuǎn)動 B.可能靜止不動 C.一定靜止不動 D.以上情況都有可能11.如圖所示為等刻度的輕質(zhì)杠桿,在A處掛一個重為4N的物體,若要使杠桿在水平位置平衡,則在B處施加的力()A.可能是6N B.可能是1N C.一定是2N D.一定是4N12.如圖所示,是我國古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理,此時杠桿處于平衡狀態(tài),有關(guān)它的說法錯誤的是()A.“標(biāo)”“本”表示力臂,“權(quán)”“重”表示力B.“權(quán)”“重”增加相同的質(zhì)量,A端會上揚C.增大“重”時,應(yīng)把“權(quán)”向A端適當(dāng)移動D.若將提紐O向B端移動一些,桿秤測量范圍變大13.在探究“杠桿平衡條件”的實驗中,杠桿在位置平衡最便于測力臂。如圖所示,杠桿已經(jīng)平衡,如果在右側(cè)鉤碼下增加一個鉤碼,杠桿將失去平衡,由此可以猜想:杠桿平衡可能與力的有關(guān)。

14.如圖是小蘭在練習(xí)“斜身引體”項目時的情景。把人體視為杠桿,O為支點,動力等效為F1。請畫出F1的力臂L1。15.在“探究杠桿的平衡條件”實驗中:甲乙丙(1)小明安裝好杠桿后,發(fā)現(xiàn)其左端下沉,如圖甲所示,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向調(diào)節(jié)。

(2)如圖乙所示,杠桿調(diào)節(jié)平衡后,在A處懸掛3個鉤碼,每個鉤碼重0.5N。如果在B處施加一個拉力使杠桿在水平位置再次平衡,當(dāng)方向為時,拉力最小,大小為N。

(3)課后,小明制作了一個簡易杠桿,調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,然后在它兩邊恰當(dāng)位置分別放上不同數(shù)量的同種硬幣,使其在水平位置再次平衡,如圖丙所示,則力臂l1∶l2=,若兩邊同時各取走―枚硬幣,則杠桿的端將下沉。

16.如圖是用道釘撬撬道釘?shù)那榫?。道釘撬可視為以O(shè)為支點的杠桿,若動力F1為200N,動力臂l1為1.2m(圖中未畫出),阻力臂l2為0.06m,不計道釘撬自身重力。(1)在圖中畫出動力臂l1;(2)求道釘對道釘撬的阻力F2的大小。17.俯臥撐是一項常見的健身項目,采用不同的方式做俯臥撐,健身效果通常不同。圖甲所示的是小京在水平地面上做俯臥撐保持靜止時的情境,他的身體與地面平行,可抽象成如圖乙所示的杠桿模型,地面對腳的力作用在O點,對手的力作用在B點,小京的重心在A點。已知小京的體重為750N,OA長為1m,OB長為1.5m。(1)圖乙中,地面對手的力F1與身體垂直,求F1的大小。(2)圖丙所示的是小京手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時的情境,此時他的身體姿態(tài)與圖甲相同,只是身體與水平地面成一定角度,欄桿對手的力F2與他的身體垂直,且仍作用在B點。分析并說明F2與F1的大小關(guān)系。丙素養(yǎng)探究全練18.小明利用如圖所示實驗裝置“探究杠桿的平衡條件”。甲乙丙(1)輕質(zhì)杠桿靜止時如圖甲所示,可將左端的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使其在水平位置平衡,這樣操作的目的是便于測量。

(2)小明多次實驗并記錄數(shù)據(jù)如表,總結(jié)數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件:。

次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.05220.151.50.2330.051.50.1(3)第2次實驗所掛鉤碼的個數(shù)和位置如圖乙所示,此時將兩側(cè)所掛的鉤碼同時向支點O靠近一格,杠桿會(選填“左側(cè)下降”“右側(cè)下降”或“仍水平平衡”)。

(4)如圖丙所示,用彈簧測力計在A處豎直向上拉,使杠桿在水平位置平衡,在測力計逐漸向左傾斜到虛線位置的過程中,保持杠桿在水平位置平衡,則測力計的示數(shù)將(選填“變大”“變小”或“不變”)。

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)全練1.D繞固定點轉(zhuǎn)動的桿是杠桿,故A錯誤;杠桿的支點可能在杠桿中間,也可能在杠桿的一端,故B錯誤;不同的杠桿,動力臂與阻力臂的大小關(guān)系不同,故C錯誤;力臂是從支點到力的作用線的距離,故D正確。2.BA吊橋的重力解析吊橋繞著點B轉(zhuǎn)動,所以B點為支點,動力作用點為A點,阻力則為吊橋的重力。3.B由圖可知爸爸的重力大于小梅的重力,由杠桿的平衡條件可知,小梅到蹺蹺板支點的距離應(yīng)大于爸爸到支點的距離,所以最有可能讓蹺蹺板在水平方向上保持平衡的是B。故選B。4.A在A點用細(xì)線懸掛一重物,在B點施加一個豎直向下的動力時,動力臂最長;當(dāng)沿虛線方向拉杠桿時,動力臂L1變小,而阻力和阻力臂均不變,由F1L1=F2L2知,動力F1將變大。故選A。5.D左邊增加一個鉤碼且把右邊的鉤碼向右移動一格,左側(cè)力和力臂的乘積為4G×2L=8GL,右側(cè)力和力臂的乘積為2G×4L=8GL,左右兩側(cè)力和力臂的乘積相等,杠桿可再次在水平位置平衡。故選D。6.B設(shè)石頭所在一端為動力F1,則小鄧所在一端為阻力F2,動力臂約為阻力臂的兩倍,由F1L1=F2L2可得F1=F2L27.D在轉(zhuǎn)動過程中,動力臂先變大(拉力與杠桿垂直時最大)后變小,阻力和阻力臂不變,根據(jù)杠桿平衡條件可知,F先變小,后變大。故選D。8.D起子、核桃夾、鉗子在正常使用時,動力臂均大于阻力臂,是省力杠桿;筷子在正常使用時,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿。故選D。9.B杠桿ABC在使用時,繞固定點C轉(zhuǎn)動,則杠桿ABC的支點是C,B錯誤。故選B。能力提升全練10.A杠桿以O(shè)點為支點,力FA使杠桿繞O點順時針轉(zhuǎn)動,力FB使杠桿繞O點順時針轉(zhuǎn)動,即使FALA=FBLB,杠桿在二力作用下也不會平衡,會繞O點順時針轉(zhuǎn)動,A正確。故選A。11.A設(shè)杠桿每一格長度是L,當(dāng)作用在B處的力與杠桿垂直時,力臂最大,此時作用力最小,由杠桿平衡條件可得FALA=FB最小LB,即4N×2L=FB最小×4L,則FB最小=2N;當(dāng)作用在B處的力與杠桿不垂直時,力臂小于4L,作用力大于2N,因此要使杠桿在水平位置平衡,作用在B處的力F≥2N。故選A。12.B“標(biāo)”“本”表示力臂,“權(quán)”“重”表示力,A正確;,由圖可知,杠桿平衡時“標(biāo)”大于“本”,則“權(quán)”“重”增加相同的質(zhì)量,A端會下沉,B錯誤;在“權(quán)”不變時,“重”增大,需要“標(biāo)”增大,即把“權(quán)”向A端適當(dāng)移動,C正確;將提紐O向B端移動一些,“標(biāo)”增大,則“權(quán)”和“標(biāo)”的乘積增大,而“本”變小,由杠桿平衡條件可知“重”增大,即桿秤測量范圍增大,D正確。故選B。13.水平大小解析重力的方向豎直向下,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,由力臂的概念可知,此時力的作用點到支點的距離大小等于力臂大小,即可在杠桿上直接讀出力臂大小,故為了方便測量力臂大小,應(yīng)使杠桿在水平位置平衡;如果在右側(cè)鉤碼下增加一個鉤碼,杠桿左側(cè)力和力臂不變,右側(cè)力臂不變,力變大,根據(jù)杠桿平衡條件可知,杠桿將失去平衡,由此可以猜想:杠桿平衡可能與力的大小有關(guān)。14.如圖所示解析過支點作力F1作用線反向延長線的垂線,垂線段的長是力臂L1。15.(1)右(2)豎直向下2(3)2∶1右解析(1)如圖甲所示,杠桿左端下沉,其右端偏高,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡;(2)根據(jù)杠桿的平衡條件知要使力最小,需要使力臂最長,當(dāng)力的方向豎直向下時,力臂最長,力最小;在A點懸掛3個鉤碼,則由杠桿的平衡條件得3G×4L=FB×3L,解得最小的力FB=4G=4×0.5N=2N;(3)根據(jù)杠桿的平衡條件可知,設(shè)每個硬幣的重力為G',則由圖可得2G'l1=4G'l2,則l1∶l2=2∶1;若兩邊同時各取走―枚硬幣,則左邊為G'l1=2G'l2,右邊為3G'l2,由于2G'l2<3G'l2,所以杠桿的右端將下沉。16.(1)如圖所示(2)4000N解析(1)動力臂為支點到動力的作用線的距離,過支點O作動力的作用線的垂線,該垂線段為動力臂l1;(2)由杠桿的平衡條件F1l1=F2l2得,F2=F1l117.(1)500N(2)F2<F1解析(1)如圖所示,O為支點,重力的力臂為lA,F1的力臂為lB,依據(jù)杠桿的平衡條件可得F1=GlAl(2)小京手扶欄桿時,抽象成杠桿模型如圖所示,O為支點,重力的力臂為lA',F2的力臂為lB',依據(jù)杠桿的平衡條件可得F2=GlA'lB',由圖可知lA'<lA,lB'=lB,因此素養(yǎng)探究全練18.(1)右力臂(2)動力×動力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)(3)右側(cè)下降(4)變大解析(1)如圖甲所示,左端向下傾斜,則重心應(yīng)向右移動,故應(yīng)