【沪粤物理下册】6.5　探究杠杆的平衡条件 同步练习

第六章力和机械6.5探究杠杆的平衡条件基础过关全练知识点1杠杆及其五要素1.关于杠杆,下列说法正确的是()A.能转动的一定是杠杆 B.杠杆的支点一定在杠杆的中间C.动力臂大于阻力臂 D.力臂是从支点到力的作用线的距离2.(2022安徽利辛期末)杠杆在我国古代就有许多巧妙应用,护城河上安装的吊桥就是一个杠杆。如图所示,它的支点是点,动力作用点是点,阻力是。

知识点2杠杆的平衡条件3.(2022四川乐山中考)周末,爸爸领着小梅玩跷跷板,当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是()A BC D4.(2022安徽亳州谯城期末)如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则()A.动力臂减小,动力增大 B.动力臂增大,动力减小C.动力臂减小,动力减小 D.动力臂增大,动力增大5.(2022安徽舒城月考)在探究“杠杆平衡条件”实验中,在杠杆两侧挂上数量不等的钩码,移动钩码使杠杆在水平位置平衡。以下操作中,能让杠杆在水平位置再次平衡的是()A.左、右两端的钩码下方,各增加一个钩码B.左、右两端各减少一个钩码C.去掉左边一个钩码后把右边的平衡螺母向左调D.左边增加一个钩码且把右边的钩码向右移动一格6.(2022广东广州海珠期末)如图所示,重300N的小邓坐在跷跷板(板的质量忽略不计)右边的中间处,一块大石头放在板的最左端,此时跷跷板水平静止。据此可估算石头重约()A.100N B.150N C.300N D.600N7.(2022广东高州期中)如图所示,杆OB的O端用铰链(可自由转动)固定在竖直壁上,杆的中点挂一重物G,杆的B点受水平拉力F而平衡,在力F从水平方向缓慢转动到沿竖直向上的方向过程中,保持OB在原位置平衡,则在此过程中F的大小将()A.保持不变 B.逐渐变大 C.逐渐变小 D.先变小后变大知识点3杠杆的分类8.(2022广东深圳龙岗二模)下列工具在正常使用过程中,属于费力杠杆的()A BC D9.(2022江西九江一模)如图是指甲刀的实物及结构示意图,下列说法中不正确的是()A.杠杆ABC是一个省力杠杆B.杠杆ABC的支点是BC.杠杆OBD是一个费力杠杆D.指甲刀共有三个杠杆,一个省力杠杆两个费力杠杆基础过关全练10.如图所示的杠杆,O为支点,若FA=FB,LA=LB,则这个杠杆()A.一定转动 B.可能静止不动 C.一定静止不动 D.以上情况都有可能11.如图所示为等刻度的轻质杠杆,在A处挂一个重为4N的物体,若要使杠杆在水平位置平衡,则在B处施加的力()A.可能是6N B.可能是1N C.一定是2N D.一定是4N12.如图所示,是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,此时杠杆处于平衡状态,有关它的说法错误的是()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,应把“权”向A端适当移动D.若将提纽O向B端移动一些,杆秤测量范围变大13.在探究“杠杆平衡条件”的实验中,杠杆在位置平衡最便于测力臂。如图所示,杠杆已经平衡,如果在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆将失去平衡,由此可以猜想:杠杆平衡可能与力的有关。

14.如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆,O为支点,动力等效为F1。请画出F1的力臂L1。15.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:甲乙丙(1)小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向调节。

(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为时,拉力最小,大小为N。

(3)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂l1∶l2=,若两边同时各取走―枚硬币,则杠杆的端将下沉。

16.如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆,若动力F1为200N,动力臂l1为1.2m(图中未画出),阻力臂l2为0.06m,不计道钉撬自身重力。(1)在图中画出动力臂l1;(2)求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。17.俯卧撑是一项常见的健身项目,采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。图甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境,他的身体与地面平行,可抽象成如图乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B点,小京的重心在A点。已知小京的体重为750N,OA长为1m,OB长为1.5m。(1)图乙中,地面对手的力F1与身体垂直,求F1的大小。(2)图丙所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境,此时他的身体姿态与图甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,栏杆对手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。丙素养探究全练18.小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”。甲乙丙(1)轻质杠杆静止时如图甲所示,可将左端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使其在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量。

(2)小明多次实验并记录数据如表,总结数据得出杠杆的平衡条件:。

次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.05220.151.50.2330.051.50.1(3)第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示,此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会(选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”)。

(4)如图丙所示,用弹簧测力计在A处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案全解全析基础过关全练1.D绕固定点转动的杆是杠杆,故A错误;杠杆的支点可能在杠杆中间,也可能在杠杆的一端,故B错误;不同的杠杆,动力臂与阻力臂的大小关系不同,故C错误;力臂是从支点到力的作用线的距离,故D正确。2.BA吊桥的重力解析吊桥绕着点B转动,所以B点为支点,动力作用点为A点,阻力则为吊桥的重力。3.B由图可知爸爸的重力大于小梅的重力,由杠杆的平衡条件可知,小梅到跷跷板支点的距离应大于爸爸到支点的距离,所以最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是B。故选B。4.A在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力时,动力臂最长;当沿虚线方向拉杠杆时,动力臂L1变小,而阻力和阻力臂均不变,由F1L1=F2L2知,动力F1将变大。故选A。5.D左边增加一个钩码且把右边的钩码向右移动一格,左侧力和力臂的乘积为4G×2L=8GL,右侧力和力臂的乘积为2G×4L=8GL,左右两侧力和力臂的乘积相等,杠杆可再次在水平位置平衡。故选D。6.B设石头所在一端为动力F1,则小邓所在一端为阻力F2,动力臂约为阻力臂的两倍,由F1L1=F2L2可得F1=F2L27.D在转动过程中,动力臂先变大(拉力与杠杆垂直时最大)后变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,F先变小,后变大。故选D。8.D起子、核桃夹、钳子在正常使用时,动力臂均大于阻力臂,是省力杠杆;筷子在正常使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选D。9.B杠杆ABC在使用时,绕固定点C转动,则杠杆ABC的支点是C,B错误。故选B。能力提升全练10.A杠杆以O点为支点,力FA使杠杆绕O点顺时针转动,力FB使杠杆绕O点顺时针转动,即使FALA=FBLB,杠杆在二力作用下也不会平衡,会绕O点顺时针转动,A正确。故选A。11.A设杠杆每一格长度是L,当作用在B处的力与杠杆垂直时,力臂最大,此时作用力最小,由杠杆平衡条件可得FALA=FB最小LB,即4N×2L=FB最小×4L,则FB最小=2N;当作用在B处的力与杠杆不垂直时,力臂小于4L,作用力大于2N,因此要使杠杆在水平位置平衡,作用在B处的力F≥2N。故选A。12.B“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力,A正确;,由图可知,杠杆平衡时“标”大于“本”,则“权”“重”增加相同的质量,A端会下沉,B错误;在“权”不变时,“重”增大,需要“标”增大,即把“权”向A端适当移动,C正确;将提纽O向B端移动一些,“标”增大,则“权”和“标”的乘积增大,而“本”变小,由杠杆平衡条件可知“重”增大,即杆秤测量范围增大,D正确。故选B。13.水平大小解析重力的方向竖直向下,当杠杆在水平位置平衡时,由力臂的概念可知,此时力的作用点到支点的距离大小等于力臂大小,即可在杠杆上直接读出力臂大小,故为了方便测量力臂大小,应使杠杆在水平位置平衡;如果在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆左侧力和力臂不变,右侧力臂不变,力变大,根据杠杆平衡条件可知,杠杆将失去平衡,由此可以猜想:杠杆平衡可能与力的大小有关。14.如图所示解析过支点作力F1作用线反向延长线的垂线,垂线段的长是力臂L1。15.(1)右(2)竖直向下2(3)2∶1右解析(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡;(2)根据杠杆的平衡条件知要使力最小,需要使力臂最长,当力的方向竖直向下时,力臂最长,力最小;在A点悬挂3个钩码,则由杠杆的平衡条件得3G×4L=FB×3L,解得最小的力FB=4G=4×0.5N=2N;(3)根据杠杆的平衡条件可知,设每个硬币的重力为G',则由图可得2G'l1=4G'l2,则l1∶l2=2∶1;若两边同时各取走―枚硬币,则左边为G'l1=2G'l2,右边为3G'l2,由于2G'l2<3G'l2,所以杠杆的右端将下沉。16.(1)如图所示(2)4000N解析(1)动力臂为支点到动力的作用线的距离,过支点O作动力的作用线的垂线,该垂线段为动力臂l1;(2)由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得,F2=F1l117.(1)500N(2)F2<F1解析(1)如图所示,O为支点,重力的力臂为lA,F1的力臂为lB,依据杠杆的平衡条件可得F1=GlAl(2)小京手扶栏杆时,抽象成杠杆模型如图所示,O为支点,重力的力臂为lA',F2的力臂为lB',依据杠杆的平衡条件可得F2=GlA'lB',由图可知lA'<lA,lB'=lB,因此素养探究全练18.(1)右力臂(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)(3)右侧下降(4)变大解析(1)如图甲所示,左端向下倾斜,则重心应向右移动,故应