上海延安初级中学物理第十一章 简单机械和功单元测试与练习(word解析版)
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九年级上册物理第十一章简单机械和功单元测试与练习(word解析版)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.如图,小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆,支架,弹簧测力计,刻度尺,细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。
(1)如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应将左端的平衡螺母向______(选填“左”或”右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;(2)在图B中杠杆平衡了,若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码,则杠杆向______(选填“左”或”右”)倾斜;(3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是: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,与小组同学交流后,乙同学为了证明甲同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,已知杠杆上每个小格长度为5 cm,每个钩码重0.5 N,当弹簧测力计斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时乙同学发现,动力×动力臂______(选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂。
实验C______(选填“能”或”不能”)说明甲同学结论是错误的。
【答案】右右等于能【解析】【分析】【详解】(1)[1]图A中,杠杆左侧下沉,应向右调节平衡螺母,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]在图B中,据杠杆的平衡条件得3G⋅2F=2G⋅3L在左右两边同时增加一个相同的钩码,则左右两边分别变成4G⋅2F,3G⋅3L而4G⋅2F<3G⋅3L所以杠杆向右倾斜。
(3)[3][4]由图C知,此时4×0.5N×3×0.5cm=3N×12×4×0.5cm即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
而此时,动力臂并不等于支点到动力作用点的距离,所以能证明甲同学的结论是错误的。
2.小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率,他记录的实验数据如下表。
九年级物理第十一章 简单机械和功单元综合测试(Word 版 含答案)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难)1.同学们在探究影响浮力大小的因素时,发现手中的弹簧测力计损坏了,聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码(每只重0.5N )替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。
以下是小强同学的实验操作,请你帮他完善该实验探究。
(1)将杠杆安装在支架上,静止时如图1所示,应将平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调节,使杠杆在水平位置平衡;(2)如图2甲所示,将重2N 的物体G 挂在A 点,两只钩码挂在B 点时,杠杆在水平位置平衡;(3)将物体G 部分浸入水中(如图2乙所示),两只钩码移到C 点时,杠杆在水平位置平衡;(4)将物体G 浸没于水中(如图2丙所示),两只钩码移到D 点时,杠杆在水平位置平衡;(5)将物体G 浸没于盐水中(如图2丁所示),两只钩码移到E 点时,杠杆在水平位置平衡。
分析与论证:分析比较(2)、(3)、(4)可得:物体G 所受浮力大小与______有关;分析比较(2)、(4)、(5)可得:物体G 所受浮力大小与有______关;由题中信息计算物体G 的体积V =______m 3,盐水的密度ρ=盐水______kg/m 3。
(331.010kg/m ρ=⨯水,g =10N/kg )【答案】右 物体排开液体的体积 液体的密度 1.0×10-4 1.125×103【解析】【分析】【详解】[1]杠杆在如图1位置平衡后,要使杠杆在水平位置重新平衡,应将平衡螺母向右调节。
[2]步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中,而钩码逐渐靠近支点,说明物体G 所受的浮力逐渐变大,所以可得物体G 所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
[3]步骤(4)(5)是让物体G 分别浸没在水中和盐水中,所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。
[4]由步骤(4)及杠杆的平衡条件得(G 物-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L ,(2N-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L所以F 浮=1N由阿基米德原理有,物体的体积43331N 10m 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ-====⨯⨯浮物排水 [5]由步骤(5)及杠杆的平衡条件得(2N-F 浮')⋅4L =1N ⋅3.5L 所以F 浮'=1.125N由阿基米德原理有,盐水的密度33431.125N 1.12510kg/m 10N/kg 10mF gV ρ-===⨯⨯浮盐水物' 2.小融和小侨利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
九年级物理上册第十一章简单机械和功单元综合测试(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小红在探究杠杆的平衡条件时,找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码,实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。
请回答下列问题:(1)实验前,小红先将杠杆调至水平位置平衡,这样操作的目的是______;(2)小红在实验中测得一组数据如下表,于是他立即得出了杠杆的平衡条件:“F1×L1=F2×L2”,你认为是否合理,并说明理由:______;F1/N L1/cm F2/N L2/cm2634(3)某次实验如图所示,杠杆平衡,则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______(选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”);(4)在上图中,保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变,钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,则钩码到支点的距离不应超过______cm。
【答案】便于直接测量力臂不合理,只有一组实验数据,得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时,为了便于直接测量力臂,我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时,我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性,实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示,弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂,是一个省力杠杆;而托盘天平是一个等臂杠杆,核桃夹是一个省力杠杆,筷子夹菜时相当于一个费力杠杆;所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm,每个钩码重均为0.5N,则图中钩码的总重力为0.5N63NG=⨯=弹簧测力计施加拉力的力臂L=⨯=2cm36cm右钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,弹簧测力计量程为5N,由杠杆平衡条件可知,钩码对杠杆施加拉力的最大力臂5N6cm10cm3NFLLG⨯===右左即钩码到支点的距离不应超过10cm。
九年级物理上册第十一章简单机械和功同步单元检测(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.某同学在河边玩耍时捡到一块石头:(1)将木杆的中点O悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除_____对杆平衡的影响;(2)将左端A与弹簧测力计相连,用细线把石头挂于OA的中点C,弹簧测力计竖直向上提起A端,使杆保持水平,测力计示数如图所示,则拉力大小为_____N;将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杆水平,记下弹簧测力计此时示数为2.7N;(3)通过计算,浸没后石头受到的浮力大小为_____N,石头的密度为_____kg/m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3);(4)若上述(2)步骤中,只是杆未保持水平,则测量结果_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8×103不变【解析】【分析】本题考查固体密度的测量。
【详解】(1)[1]将木杆的中点O悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除杠杆自重对杆平衡的影响。
(2)[2]如图弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小为4.2N。
(3)[3]根据杠杆的平衡条件以及C是OA的中点,可得122112F LF L==解得G=F1=2F2= 2×4.2N=8.4N而石头的质量8.4N=0.84kg10N/kgGmg==石石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杠杆水平,弹簧测力计此时示数为2.7N,再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C点的拉力为5.4N,则浸没后石头受到的浮力大小F 浮=G ﹣F =8.4N ﹣5.4N =3N[4]又F 浮=ρ液gV 排,所以43333N ==310m 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ-==⨯⨯⨯浮石排液 所以石块的密度33430.84kg =2.810kg/m 310m m V ρ-==⨯⨯石石石 (4)[5]若上述(2)步骤中,只是杠杆未保持水平,虽然力的作用线不在杠杆上,但是两个力的力的作用线的比值是不变的,所以不会影响最终的结果。
九年级物理上册 第十一章 简单机械和功单元测试题(Word 版 含解析)一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难)1.同学们在探究影响浮力大小的因素时,发现手中的弹簧测力计损坏了,聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码(每只重0.5N )替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。
以下是小强同学的实验操作,请你帮他完善该实验探究。
(1)将杠杆安装在支架上,静止时如图1所示,应将平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调节,使杠杆在水平位置平衡;(2)如图2甲所示,将重2N 的物体G 挂在A 点,两只钩码挂在B 点时,杠杆在水平位置平衡;(3)将物体G 部分浸入水中(如图2乙所示),两只钩码移到C 点时,杠杆在水平位置平衡;(4)将物体G 浸没于水中(如图2丙所示),两只钩码移到D 点时,杠杆在水平位置平衡; (5)将物体G 浸没于盐水中(如图2丁所示),两只钩码移到E 点时,杠杆在水平位置平衡。
分析与论证:分析比较(2)、(3)、(4)可得:物体G 所受浮力大小与______有关;分析比较(2)、(4)、(5)可得:物体G 所受浮力大小与有______关;由题中信息计算物体G 的体积V =______m 3,盐水的密度ρ=盐水______kg/m 3。
(331.010kg/m ρ=⨯水,g =10N/kg )【答案】右 物体排开液体的体积 液体的密度 1.0×10-4 1.125×103 【解析】 【分析】 【详解】[1]杠杆在如图1位置平衡后,要使杠杆在水平位置重新平衡,应将平衡螺母向右调节。
[2]步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中,而钩码逐渐靠近支点,说明物体G 所受的浮力逐渐变大,所以可得物体G 所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
[3]步骤(4)(5)是让物体G 分别浸没在水中和盐水中,所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。
[4]由步骤(4)及杠杆的平衡条件得(G 物-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L ,(2N-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L所以F 浮=1N由阿基米德原理有,物体的体积43331N 10m 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ-====⨯⨯浮物排水 [5]由步骤(5)及杠杆的平衡条件得 (2N-F 浮')⋅4L =1N ⋅3.5L所以F 浮'=1.125N由阿基米德原理有,盐水的密度33431.125N 1.12510kg/m 10N/kg 10mF gV ρ-===⨯⨯浮盐水物'2.小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点。
上海西延安中学物理八年级第十一章功和机械能单元训练一、选择题1.如图所示,O为轻质硬直杠杆OA的支点,在杠杆的A点悬挂着一个重物G,在B点施加一个方向始终与杠杆成ɑ角度的动力F,使杠杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中,下列表述正确的是()A.动力F始终在变大B.动力F先变大再变小C.杠杆始终为省力杠杆D.杠杆始终为费力杠杆2.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是()A.此滑轮组动滑轮的重力为 2NB.当G物=6N 时,机械效率约为η=66.7%C.同一滑轮组η随G物的增大而增大,最终将超过 100%D.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变3.如图人们用木棒撬石块,在C点沿不同方向施加作用力F1或F2或F3,这三个力的大小关()A .123F F F ==B .123F F F >>C .123F F F <<D .无 法 判断4.如图在水平力F 的作用下,使重为G 的木棒绕固定点沿逆时针方向转动,在棒与竖直方向的夹角θ逐渐增大的过程中,下列说法中正确的是( )A .拉力F 不变,F 的力臂变大B .拉力F 变大,F 的力臂变小C .重力G 不变,G 的力臂变小D .重力G 变小,G 的力臂变大5.如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,当杠杆静止时,弹簧测力计示数为10N ;若将弹簧测力计改为斜向上拉,使弹簧测力计的轴线与杠杆垂直,当杠杆静止时,弹簧测力计的示数A .大于10NB .小于10NC .等于10ND .无法判断6.如图所示,某同学用重为10N 的动滑轮匀速提升重为50N 的物体.不计摩擦,则该同学所用拉力F 的可能值是A .20NB .25NC .30ND .35N7.如图,粗细均匀木棒AB 长为1m ,水平放置在O 、O '两个支点上.已知AO 、O'B 长度均为0.25m 。
九年级物理上册第十一章简单机械和功单元综合测试(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.在探究”杠杆平衡条件”的实验中:(1)先把杠杆的中点支在支架上,停在图甲的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态。
为了消除杠杆______对实验的影响,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
然后在支点两侧挂钩码,移动钩码位置,让杠杆再一次在水平位置平衡,其目的是______;(2)探究过程中,在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。
根据多次测量的力和力臂,画出F和1L的图象如图乙(注意看清两个坐标的含义),由图可求出物体对杠杆拉力的力臂______m。
【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂 0.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中,杠杆处于静止状态,即是平衡状态。
[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响,应让杠杆在水平位置平衡,而图甲中,杠杆左端下沉,所以应向右移动平衡螺母。
[4]杠杆挂上钩码后,移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是:让力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂。
(2)[5]由图乙知,当杠杆右端受到的拉力F=3N时,其力臂L=1 m 6据杠杆的平衡条件有GL1=FL,2.5N⋅L1=3N×1 6 m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m2.如图所示是小明和小红利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于_______(选填“平衡”或“不平衡”)状态;调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响,同时方便___________;(2)杠杆平衡后,小明在左右两侧分别挂上如图乙所示的钩码,杠杆不能在水平位置平衡,在不增加钩码且不改变钩码悬挂点位置的前提下为了使杠杆重新在水平位置平衡,只需将____________即可;(3)为获得更多组数据,他们取下右侧钩码,小明和小红分别设计了两种实验方案,小明的方案如图丙所示,小红的方案如图丁所示。
上海中国中学物理第十一章简单机械和功单元综合测试(Word版含答案)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:(1)图甲中,杠杆静止时处于_________(选填“平衡”或“不平衡”)状态.为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆两端的平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)移。
(2)如图乙所示,在A 点挂 2 个重力均为 0.5N 的钩码,在B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为______________N。
(3)如图丙,保持A 点所挂砝码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B 点从a 位置转到b 位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力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(4)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中,拉力的力臂_________,弹簧测力计的示数__________(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)若要使图丁状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B 点 _____(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度。
(6)小华用如图戊装置进行探究,发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件,其原因是_____________________________________。
(7)小明用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为G 的钩码挂在杠杆A 处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,其移动的距离为s,则杠杆的机械效率η=__________(用题中字母表示)。
若将钩码移动到B 点,仍将它匀速提升h 的高度,则此时弹簧测力计的示数F'________(选填“>”“=”或“<”)F,杠杆此时的机械效率η´___________η(选择“>”、“=”或“<”)。
物理九年级上册第十一章简单机械和功单元检测(提高,Word版含解析)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率,他记录的实验数据如下表。
次数物重G/N绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离s/cm机械效率η/%1 1.00.510302 2.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息,组装图中小军使用的滑轮组______;(2)根据给出的实验数据,计算出第一次的机械效率并填入表格中______;(结果保留三位有效数字)(3)同一个滑轮组,在两次实验过程中机械效率不同,主要原因是______。
【答案】 66.7 两次提升的物重不同【解析】【分析】【详解】(1)[1]当钩码上升的高度为10cm时,绳自由端移动的距离为30cm,则绳子承担重物的段数30cm310cmsnh===绳子的段数是奇数,从动滑轮开始绕起,如图所示(2)[2]第一次的机械效率111111N0.1m100%100%100%66.7%0.5N0.3mW G hW F sη⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有1有1总(3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组,即绳重、摩擦、滑轮重是相同的,所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。
2.小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。
(1)他先测滑轮组的机械效率,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表:次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率率η140.1 1.80.3260.1 2.40.383%340.1 1.40.557%440.2 1.4 1.057%①在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计;②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数),第4次实验是用____图做的(选填“a”、“b”或“c”);③分析第1、3次实验数据可得结论:___________________;(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,每个钩码的质量为m,O为支点(支点处的摩擦不计)。
上海延安中学物理第十一章简单机械和功单元培优测试卷一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.同学们在学校的花园里散步时,看到校工师父在用剪刀修剪树枝,发现他在修剪较粗硬的树枝时,需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方,手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了,看到这里,同学们就讨论起来了:为什么这样使用,就会很容易剪断树枝呢?于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。
A:“探究杠杆的平衡条件”(1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于_____(选填“平衡”或“不平衡”)状态;此时,应将右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量_____(2)小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小为1F,发现1122F L F L≠,其原因是:______B:“探究杠杆的机械效率”如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点(支点处摩擦忽略不计)(3)他将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,拉力为1F,测得A、B两点上升的高度分别为1h、2h,则此次杠杆的机械效率为η=______(用物理量的符号表示)(4)他将2个钩码悬挂在C点,在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为2h,则弹簧测力计的示数将_______1F,此次拉力做的功将_____第一次做的功(选填“大于”“等于”或“小于”)【答案】平衡右力臂大小F1的力臂测量错误2112mghF h×100% 大于小于【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲所示的位置时,杠杆静止,所以杠杆处于平衡状态。
[2][3]图甲中,杠杆右高左低,说明杠杆的重心偏左,应将右端的平衡螺母向右调节,使重心在支点上,让杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。
(2)[4]图中,拉力1F的方向与水平杠杆不垂直,只有当力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论。
上海延安初级中学物理第十一章简单机械和功单元测试与练习(word解析版)一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:(1)图甲中,杠杆静止时处于_________(选填“平衡”或“不平衡”)状态.为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆两端的平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)移。
(2)如图乙所示,在A 点挂 2 个重力均为 0.5N 的钩码,在B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为______________N。
(3)如图丙,保持A 点所挂砝码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B 点从a 位置转到b 位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力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(4)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中,拉力的力臂_________,弹簧测力计的示数__________(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)若要使图丁状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B 点 _____(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度。
(6)小华用如图戊装置进行探究,发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件,其原因是_____________________________________。
(7)小明用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为G 的钩码挂在杠杆A 处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,其移动的距离为s,则杠杆的机械效率η=__________(用题中字母表示)。
若将钩码移动到B 点,仍将它匀速提升h 的高度,则此时弹簧测力计的示数F'________(选填“>”“=”或“<”)F,杠杆此时的机械效率η´___________η(选择“>”、“=”或“<”)。
【答案】平衡左 1.5 C 变小不变顺时针杠杆自重对杠杆平衡有影响Gh×100% > >Fs【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态;所以,图甲中实验前没挂钩码时,杠杆处于静止的平衡状态。
[2]由于杠杆左端上翘,调节时重心应向左移动,应将杠杆两端的平衡螺母向左移,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示,在刻度线A处挂两个钩码,在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置时,每个钩码为G=0.5N,每小格为L,根据杠杆的平衡条件知道,即2G×3L=F×2L2×0.5N×3L=F×2L解得F=1.5N(3)[4]将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件知道,拉力F与其力臂的乘积也是不变的。
故选C。
(4)[5][6]力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以拉力大小不变。
(5)[7]根据杠杆平衡条件知道,要使弹簧测力计读数减小,在阻力和阻力臂不变时,需要增大动力臂,当弹簧测力计与杠杆垂直时,动力臂最长,拉力最小,所以需要将弹簧测力计顺时针转动。
(6)[8]利用如图戊所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
(7)[9]由W W η=有总知道,将总重为 G 的钩码挂在杠杆 A 处时,杠杆的机械效率 W Gh W Fsη==有总 [10]由图示知道,将钩码移动到B 点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由1122Fl F l =知道,动力将增大,即F ′>F[11]将钩码移至B 点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,B 点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,所以机械效率变大,即η′>η2.小红在探究杠杆的平衡条件时,找来一个量程为5N 的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码,实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm 。
请回答下列问题:(1)实验前,小红先将杠杆调至水平位置平衡,这样操作的目的是______;(2)小红在实验中测得一组数据如下表,于是他立即得出了杠杆的平衡条件:“F 1×L 1=F 2×L 2”,你认为是否合理,并说明理由:______;F 1/NL 1/cm F 2/N L 2/cm 2 6 3 4(3)某次实验如图所示,杠杆平衡,则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______(选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”);(4)在上图中,保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变,钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,则钩码到支点的距离不应超过______cm 。
【答案】便于直接测量力臂 不合理,只有一组实验数据,得到的结论具有偶然性 核桃夹 10cm【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时,为了便于直接测量力臂,我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时,我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性,实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示,弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂,是一个省力杠杆;而托盘天平是一个等臂杠杆,核桃夹是一个省力杠杆,筷子夹菜时相当于一个费力杠杆;所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm ,每个钩码重均为0.5N ,则图中钩码的总重力为0.5N 63N G =⨯=弹簧测力计施加拉力的力臂2cm 36cm L =⨯=右 钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,弹簧测力计量程为5N ,由杠杆平衡条件可知,钩码对杠杆施加拉力的最大力臂5N 6cm 10cm 3NFL L G ⨯===右左 即钩码到支点的距离不应超过10cm 。
3.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,此时应将杠杆两侧的螺母同时向_____(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡。
如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆将______(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C 处竖直向上拉。
当弹簧测力计逐渐向右倾斜如图丙,杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(4)请在图丙中画出拉力F ′的力臂l 。
________【答案】右 逆时针 变大 不变【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)[2]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表l,如果在图中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,杠杆的左端为G l Gl⨯22=4杠杆的右端为G l Gl⨯3=3所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉,杠杆将逆时针转动。
(3)[3]乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力的力臂为OC,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆时(如图丙),拉力的力臂小于OC,拉力的力臂变小,拉力变大,弹簧测力计的示数将变大。
[4]根据杠杆平衡的条件,动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,因为杠杆始终保持水平平衡,钩码的重力和钩码的位置没有发生变化,所以弹簧测力计的拉力与其力臂的乘积将不变。
(4)[5]从支点向力的作用线做垂线,得到力臂,如图所示:4.如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_______(填“是”或“不是”)平衡状态;(2)如图乙所示,在A处挂三个钩码,在B处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡,若将杠杆A、B处的钩码同时向外移动一格,杠杆将__________(选填“保持不变”、“左端下降”或“右端下降”);(3)如图丙,取下B处钩码,改在C处用细绳竖直向上拉,使杠杆再次在水平位置平衡,则拉力F为____N(每个钩码重0.5N);若将细绳转到虚线位置时,仍使杠杆水平平衡,此时拉力F___(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是_______;(4)杠杆在生活中应用非常广泛,图丁是脚踩式垃圾桶的结构简图,则杠杆DEF 是_______(选填“省力杠杆”“费力杠杆”和“等臂杠杆”),此种杠杆的好处是_____。
【答案】是 左端下降 0.75 变大 拉力F 的力臂变短 费力杠杆 省距离【解析】【分析】【详解】(1)[1]如图甲所示,杠杆保持静止状态,是平衡状态。
(2)[2]假设一个钩码重力为G ,杠杆上一格为L ,在A 处挂三个钩码,在B 处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡,若将杠杆A 、B 处的钩码同时向外移动一格,则杠杆左端有339G L GL ⨯=右端有248G L GL ⨯=则98GL GL >杠杆会出现左端下降的情况。
(3)[3]假设杠杆上一格为L ,A 处力臂为2L ,C 处力臂为4L ,每个钩码重0.5N ,根据杠杆平衡条件有430.5N 2F L L ⨯=⨯⨯则C 处拉力F 为30.5N 20.75N 4L F L⨯⨯== [4][5]若将细绳转到虚线位置时,拉力F 的力臂变短,A 处的作用力、力臂不变,仍要使杠杆水平平衡,根据杠杆平衡条件可知,此时拉力F 将变大。
(6)[6][7]如图丁所示,脚踩式垃圾桶使用时,杠杆DEF 的动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆;费力杠杆的特点是费力省距离。
5.如图所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。
此时,应把杠杆两端的平衡螺母向______(左/右)调节,使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。
其目的是______;(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A 点处挂4个钩码,在B 点处挂6个钩码,杠杆恰好在原位置平衡。
于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:______(用字母表示)。
他这样得出的结论______(合理/不合理);原因是:______;(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。
其原因是:______。
【答案】左 减小了杠杆的自重对实验的影响 1122Fl F l 不合理 实验次数较少,得出的结论不具有普遍性 杠杆本身受到重力【解析】【分析】【详解】(1)[1]发现杠杆右端下沉,说明右端重,应该把杠杆两端的平衡螺母向左调。