1、第一节科学探究:杠杆的平衡条件测试时间:20 分钟 一、选择题1.(2018 广西南宁中考)在探究“杠杆平衡条件”实验中,杠杆在拉力 F 作用下水平平衡,如 图所示。现将弹簧测力计绕 B 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡, 则拉力 F 与其力臂的乘积变化情况是( )A.一直变小 B.一直变大C.一直不变D.先变小后变大2.(2018 上海中考)能使杠杆 OA 水平平衡的最小力的方向为()A.ABB.ACC.ADD.AE3.(2017 山东济宁中考)如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉 绳的方向,杠杆 OBA 可绕 O 点转动,重物通过绳子对杠杆
2、的拉力为阻力。图中能够正确表示动 力臂的是()A.l1 B.l2 C.l3 D.l44.(2017 山东济南章丘期末)如图所示,杠杆处于平衡状态且刻度均匀,各钩码质量相等,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码,杠杆会()A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然平衡D.无法判断5.(2017 北京房山期中)如图所示,分别沿力 F1、F2、F3 的方向用力,使杠杆平衡,关于三个力 的大小,下列说法正确的是()A.F1 最小 B.F2 最小C.F3 最小 D.三个力的大小相等6.(2017 山西中考)下列工具属于省力杠杆的是()7.(2018 河南中考)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是()8
3、.(2017 黑龙江大庆中考)下列四幅简单机械图中,属于费力杠杆的是()二、填空题9.(2017 上海中考)如图所示的弹簧测力计的分度值为 牛,读数为 牛。在“探究杠杆平衡的条件”实验中,需要测量的物理量是 、动力臂、阻力和阻力臂,为了能直接读出力臂的数值,应使杠杆在 位置保持平衡。10.(2017 山东济南天桥期末)小刚家厨房里有一把多功能剪刀,图中标注了该剪刀的相关用 途,做启瓶器使用时,它是一个 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;用剪刀剪较硬的物品时,将物品放在靠近转轴的地方,这是通过 ,达到更加省力的目的。11.(2017 山东济南天桥期中)有一粗细均匀的原木,重 600 N,
4、微微抬起它的一端用力 N。12.(2017 浙江杭州中考)小金将长为 0.6 米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端 A 挂一个 40 牛的物体,肩上支点 O 离后端 A 为 0.2 米,他用手压住前端 B 使木棒保持水平平衡, 如图所示。小金的质量为 50 千克,则此时手压木棒的力大小为 牛,肩对木棒的支持力大小为 牛,人对地面的压力大小为 牛(g=10 牛/千克)。13.(2018 天津中考)利用图甲中的撬棒撬石块时,撬棒相当于 (选填“省力”或“费力”)杠杆;利用图乙中的滑轮组匀速提升 900 N 的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为 N。图甲图乙14.(2018
5、 云南昆明中考)如图所示,轻质杠杆 OA 可绕 O 点无摩擦转动,A 点处挂一个重为 20 N的物体,B 点处加一个竖直向上的力 F,杠杆在水平位置平衡,且 OBAB=21。则 F= N,它是 杠杆。三、作图题15.(2018 山西中考)如图所示,用一根细绳将杠杆 AOB 在 O 点悬挂起来,B 处挂一重物 G,在杠 杆上施加最小动力 F,使杠杆在图示位置平衡,请你在图中画出这个力的示意图。16.(2017 山东临沂中考)图中,O 是杠杆 OA 的支点,请画出拉力 F 的力臂。17.(2017 广东中考节选)如图所示,利用羊角锤撬起钉子,请你在羊角锤 A 点处画出所能施加 的最小动力 F1,并
6、画出阻力 F2 的阻力臂 L2。四、实验探究题18.(2018 湖北武汉中考)下图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。(2)如图乙所示,A 点挂有 2 个质量均为 50 g 的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在 B点挂 个质量均为 50 g 的钩码。(g 取 10 N/kg)(3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置,为了让杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆上画出最小动力 F 的示意图。19.(2017 贵州遵义中考)小锦小组用刻度均
7、匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实 验中,每个钩码质量相等。 (1)将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,他将杠杆左端平衡螺母向 右调节到最大限度后,杠杆左端仍有轻微下沉,这时他应将右端的平衡螺母向 端调节,才能使杠杆在水平位置平衡。(2)如图甲所示,是他在探究过程中的一个情景,接下来他在两边钩码的下方各加一个相同的 钩码,并将左端钩码移到左端离支点第三格处,为了使杠杆在水平位置平衡,他应将右端钩码 移动到右端离支点第 格处。(3)通过不断改变两端所挂钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡,并记录各次实验数据,通过对数据分析后得出结论:动力支点到动力作用点的距离=阻力支
8、点到阻力作用点的距离。与其他小组交流后,他们又做了如图乙、丙、丁三次实验,其中 图所示实验能直接说明该结论是错误的。五、计算题20.(2018 安徽中考)图 a 所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图 a 简化成如 图 b 所示的杠杆,不计自重。若铅球质量 m=3 kg,OA=0.03 m,OB=0.30 m,求此时肱二头肌对 前臂产生的拉力 F1 大小(g 取 10 N/kg)。第一节科学探究:杠杆的平衡条件测试时间:20 分钟 一、选择题1.答案 C由杠杆平衡条件知:F1L1=F2L2,由图知阻力与阻力臂的乘积不变,所以 F 与其力臂 的乘积不变。2.答案 A由图可知,O 为支点
9、,动力作用在 A 点,OA 就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条 件,要使杠杆平衡动力方向应向上,所以最小力方向为 AB,故 A 选项正确。3.答案 B由图可知,动力为拉动杠杆的力,动力作用在杠杆的 B 点,动力臂为支点到动力 作用线的距离,故 l2 为动力臂。故选 B。4.答案 A设一个钩码重为 G,一格长为 L,由杠杆平衡条件可得:2G4L=4G2L,杠杆平衡, 如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码:3G4L5G2L,所以杠杆不再平衡, 杠杆左端下沉。故选 A。5.答案 B如图所示,图中杠杆的阻力和阻力臂不变,三个方向施力,F2 的力臂 LOA 最长,由杠 杆的平衡条件可知,力臂最
10、长时所用力最小,即 F2 最小(最省力),故选 B。6.答案 A瓶盖起子使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A 项正确;笤帚、筷子、船桨使 用时阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,B、C、D 项错误。7.答案 B根据杠杆分类原则,若杠杆阻力臂大于动力臂,则是费力杠杆。B 图中,手使用筷 子时的阻力臂大于动力臂,所以筷子属于费力杠杆。A、C 是省力杠杆,D 是等臂杠杆。8.答案 B 羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;钓鱼竿在使用时,动力臂 小于阻力臂,是费力杠杆;托盘天平是等臂杠杆,不省力也不费力。瓶起子在使用过程中,动力 臂大于阻力臂,是省力杠杆。故选 B。二、填空题9.答案 0.2
11、 3.2 动力水平解析由题图可知,测力计的分度值为 0.2 N,读数为 3.2 N;根据杠杆平衡条件(动力动力臂=阻力阻力臂)可知,实验中应测量的物理量为动力、动力臂、阻力和阻力臂;调节杠杆在 水平位置平衡,可以方便读出力臂的数值。10.答案 省力减小阻力臂来减小动力解析由题图可知,多功能剪刀做启瓶器使用时,动力臂大于阻力臂,此时它是一个省力杠杆; 多功能剪刀做剪刀使用时,物体越靠近转轴,阻力臂越小,而阻力和动力臂不变,由杠杆平衡 条件可知,阻力臂越小、越省力。11.答案 300解析抬起原木一端时,可以将原木看作是一个以原木没有离地端为支点的杠杆,阻力是原 木的重力为 600 N。此时动力垂直
12、于原木的另一端,所以动力臂等于原木长,设为 L。由于原木是均匀的,则阻力作用在原木的重心(中心),阻力臂是原木长的一半,即1L,根据杠杆的平22 2 600N 1L 衡条件可得:F1= =12 =300 N,即动力 F1 为 300 N。𝐿12.答案 2060540解析由题根据杠杆的平衡条件有:FBOB=FAOA,FA=G 物,即 FB(0.6 m-0.2 m)=40 N0.2 m,所以 FB=20 N,即手对木棒的压力大小为 20 N;肩对木棒的支持力大小为 F=FB+FA=20 N+40 N=60 N;人对地面的压力大小为 F=F 地支=G 人+G 物=mg+G 物=50
13、kg10 N/kg+40 N=540 N。13.答案 省力300解析在撬动石块时,手用力为动力,石块对杠杆施加阻力,动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;由题图可知 n=3,故 F=1G3=1900 N=300 N。物314.答案 30费力解析动力臂为 OB,阻力臂为 OA,因 OBOA,故该杠杆为费力杠杆;=2,根据 FOB=GOA,得 F=G=320 N=30 N。 32三、作图题15.答案 如图所示解析 根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,要想动力最小,动力臂就要最长,支点 O 和动力 F 作用点 B 之间的距离 OB 为最长动力臂,然后画出最小动力 F。16.答案 如图所示解析 从
14、支点 O 向拉力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂 L。17.答案 如图所示解析 根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2,阻力与阻力臂不变时,动力臂越长,动力越小,支点 O 与作 用点 A 的连线 OA 的长为最长的力臂;阻力使杠杆顺时针转动,动力使杠杆逆时针转动,所以动 力方向垂直于动力臂 OA 斜向左上方。过支点 O 作垂直于 F2 作用线的垂线段,所得垂线段的 长即阻力臂 L2。四、实验探究题18.答案 (1)达到 右 (2)3 (3)最小动力 F 的示意图如图所示解析(1)杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆达到平衡状态,只不过不是在水平位置 平衡。要让杠杆在水平位置平衡,应向右调
15、节杠杆两端的螺母。(2)由图乙知,1F =25010-3kg10 N/kg=1 NL1 为三格的长度,L2 为两格的长度,设一格长度为 L1 12 22根据杠杆的平衡条件 F L =F L 得 F =1N3𝐿2𝐿=1.5 N1 个钩码的重力 G=5010-3 kg10 N/kg=0.5 Nn=2 =3,即应在 B 点挂 3 个质量均为 50 g 的钩码,才能让杠杆在水平位置平衡。(3)动力要最小,动力的力臂必须最长。在杠杆上寻找作用点,根据力臂最长时动力最小画出 F,如答案图所示。19.答案 (1)右(2)四(3)丁解析(1)杠杆左端仍有轻微下沉,说明杠杆左端力
16、与力臂的乘积偏大,为使杠杆在水平位置 平衡,应将右端的平衡螺母向右端调节;(2)设一个钩码重为 G,杠杆一个格为 L,左边加一个 相同的钩码,并将左端钩码移到左端离支点第三格处,则左边力和力臂的乘积为 F 左 L 左=4G3L=12GL,右边加一个相同的钩码,设右边的力臂为 L 右,则右边的力和力臂的乘积为 F 右 L 右=3GL 右,为了使杠杆在水平位置平衡,F 左 L 左=F 右 L 右,即 12GL=3GL 右,所以 L 右=4L,他应 将右端钩码移动到右端离支点第四格处;(3)小锦小组得到“动力支点到动力作用点的距 离=阻力支点到阻力作用点的距离”,这个结论是不正确的;当动力臂不等于支点到动力作 用点的距离时,看实验结论是否成立,所以利用图丁进行验证。五、计算题20.答案 300 N解析根据杠杆平衡条件,有 F1l1=F2l2将 F2=mg=30 N、l1=OA=0.03 m、l2=OB=0.30 m 代入 可得 F1=300 N
