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小梅在探究杠桿平衡

發布時間: 2021-03-28 11:04:11

1. 小明在做探究杠桿平衡條件的實驗時,先在杠桿兩側掛鉤碼進行實驗探究,再用彈簧測力計取代一側的鉤碼繼續

從支抄點到力的作用線的距離叫力襲臂,在杠桿兩側掛鉤碼,由於重力的方向是豎直向下的,力臂在杠桿上可以直接讀出,當用彈簧測力計拉,若彈簧測力計傾斜時,拉力不再與杠桿垂直,這樣力臂會發生變化,相應變短,根據杠桿的平衡條件,力會相應增大,才能使杠桿仍保持平衡,這樣做實驗可以加深學生對力臂的正確認識.
故選C.

2. 小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中,(1)實驗前,將杠桿中點置於支架上,當杠桿靜止時,發現杠桿左端

(1)杠桿重心右移,應將平衡螺母(左端和右端的均可)向右調節,直至重心移到支點處,使杠桿重力的力臂為零,這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響;力臂等於支點到力的作用線的距離,當杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來.
(2)設杠桿分度值是L,一個鉤碼重是G,所以4G×3L=nG×2L,所以n=6(個);如果再在A、B兩處各加掛一個鉤碼,5G×3L>7G×2L,所以杠桿左端下沉.
(3)設杠桿上每格長度是L,每個鉤碼的重力時0.5N,由杠桿平衡條件得:FALA=FCLC,則FB=

FALA
LC
=
0.5N×4×3L
2L
=3N,則C處彈簧測力計的示數是3N;由圖示可知,當彈簧測力計逐漸向右傾斜時,彈簧測力計拉力F的力臂LC變小,FA=4G,LA=3L保持不變,由杠桿平衡條件:FALA=FLC,可知彈簧測力計的拉力變大.
故答案為:(1)右;排除杠桿重力對實驗的影響;
(2)6;左
(3)3;變大;拉力F的力臂減小.

3. 在「研究杠桿平衡條件」實驗中,小梅同學的實驗步驟是:A.改變力和力臂的大小.多做幾次實驗,將數據填

(1)實驗之前應先調節平衡螺母使之在水平位置平衡,因此該同學漏掉的重要一步專是:調節杠桿兩端的屬螺母,使杠桿在水平位置平衡;
(2)若該步驟的序號為E,則正確的合理的實驗步驟順序是:ECBAD;
(3)在實驗過程中,每次杠桿在水平位置平衡的目的是為了:方便准確測量力臂;
故答案為:(1)調節杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡;
(2)ECBAD;
(3)方便准確測量力臂.

4. 小明在探究杠桿的平衡條件的實驗中,以杠桿中點為支點.(1)在調節杠桿平衡時,小明發現杠桿右端低左端

(1)右端低左端高,應將平衡螺母向較高的一端調節,應將杠桿右端的平衡螺母向左端調節,使杠桿在水平位置平衡;
(2)只有一次實驗總結實驗結論是不合理的,一次實驗很具有偶然性,要多進行幾次實驗,避免偶然性;
(3)力臂等於支點到力的作用線的距離,當杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來,因此第一種實驗方案更方便,此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直,能從杠桿上直接讀力臂;因為第一方案的動力臂要大於第二種方案的動力臂,根據杠桿的平衡條件,在阻力和阻力臂都相同的情況下,動力臂越大的越省力,所以,F1<F2
(4)杠桿處於靜止狀態或勻速轉動狀態都叫杠桿平衡,所以小海的說法是對的;
力臂等於支點到力的作用線的距離,在小紅的實驗方案中,當杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來.而小海實驗方案中的力臂不便於測量,所以,小紅的實驗方案好.
(5)圖丙中,杠桿的重心不在支點上,杠桿的重力對杠桿產生了影響,導致測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符.
(6)步驟一:從效果上看,我們可以認為各部分受到的重力作用集中於一點,這一點叫做物體的重心.當直尺平放在刀口(支點)上,平衡後,此處為重心;
步驟二:由於原來處於平衡,將質量為M1的物體掛在刻度尺左邊某一位置,則杠桿會左端下降,
所以根據F1L1與F2L2可知:在F1、L2不變的條件下,需要增加L2,L1減小,即向右移動刻度尺.
步驟三:根據杠桿平衡的條件動力×動力臂=阻力×阻力臂,可知G1L1=G×L2
即M1gL1=mgL2
所以直尺的質量m=

M1L1
L2

故答案為:(1)A;(2)僅憑一次實驗的數據得出的結論具有偶然性;(3)一;便於直接讀出力臂;<(4)對;便於直接讀出力臂;(5)杠桿的自重影響了杠桿平衡條件的探究;(6)重心;右;ML1/L2

5. 小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中所用的實驗器材有:杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量均為

(1)杠桿右端下沉,為了使它在水平位置平衡,應將杠桿兩端的平衡螺母向左調節;使杠桿在水平位置平衡的目的有兩個:一是避免杠桿重力對杠桿轉動的影響;二是便於測量力臂的長度;
(2)設杠桿的一個小格為L,一個鉤碼重為G,
圖甲中,由杠桿平衡條件得,4G×3L=nG×2L,
所以n=6(個),所以應在杠桿左邊B處掛6個相同的鉤碼;
(3)四個鉤碼的總質量m=4×50g=200g=0.2kg,總重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,設杠桿的一個小格為L,
由杠桿平衡條件得,2N×3L=F1×4L,
所以F1=1.5N;
圖乙中,彈簧測力計豎直向上拉杠桿時,拉力力臂為OC,彈簧測力計逐漸向左傾斜拉杠桿,拉力的力臂小於OC,拉力力臂變小,拉力變大,彈簧測力計示數變大;
(4)圖丙中,杠桿的重心不在支點上,杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響,導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大.
故答案為:(1)左;水平;力臂;(2)6個;(3)1.5;變大;拉力的力臂變小了;(4)杠桿自重的影響.

6. 小明在探究杠桿的平衡條件的實驗中,以杠桿中點為支點.(1)若杠桿左端低右端高,為使其在水平位置上靜

(1)左端低右端高,應將平衡螺母向較高的一端調節,即將左邊或右邊的平版衡螺母向右端調節,使杠桿在權水平位置平衡;
(2)只有一次實驗總結實驗結論是不合理的,一次實驗很具有偶然性,要多進行幾次實驗,避免偶然性;
(3)力臂等於支點到力的作用線的距離,當杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來,因此第一種實驗方案更方便,此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直,能從杠桿上直接讀力臂;因為第一方案的動力臂要大於第二種方案的動力臂,根據杠桿的平衡條件,在阻力和阻力臂都相同的情況下,動力臂越大的越省力,所以,F1<F2
(4)圖丙中,杠桿的重心不在支點上,杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響,導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大.
故答案為(1)右;(2)實驗次數太少,結論具有偶然性;(3)一;能從杠桿上直接讀力臂;<;(4)杠桿存在自重.

7. 小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中,(1)他將杠桿支到支架後發現杠桿左端偏高,為杠桿在水平位置平衡

(1)杠桿在水平位置平衡後,支點到力的作用點的距離就等於力臂,因此在此實驗中我們應首先調節杠桿在水平位置平衡,所以杠桿兩端的平衡螺母的作用為使杠桿在水平位置平衡;由於杠桿左端低左端高,所以應將杠桿左端的平衡螺母向左調節或將杠桿右端的平衡螺母向左調節;
(2)根據杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知:2×2=1×4;杠桿平衡後,小明在如圖甲所示的A位置掛上兩個鉤碼,可在B位置掛上4個鉤碼,使杠桿在水平位置平衡;他改用彈簧測力計在如圖乙所示的C位置斜向下拉,若每個鉤碼重1N.當杠桿在水平位置平衡時,由於拉力對應的力臂減小,因此測力計的示數將大於1N;
(3)①分析比較序號為①、②的兩次實驗數據可知,動力大小與動力臂大小有關.為分析動力大小與阻力臂的關系,需保持阻力大小和動力臂大小相同,因此應比較序號為①④的兩次實驗數據;
②因為序號③中F1L1=4×10=40而F2L2=2×10=20,∵F1L1≠F2L2,∴該組數據有誤.檢查後發現是測量動力臂時讀錯了,動力臂的實際值應為5cm.
故答案為:(1)左;(2)4;大於;(3)動力比大小;①④;③;5.

8. 如圖所示,小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中所用的實驗器材有:杠桿、支架、彈簧測力計、細線和若干個

(1)杠桿右端下沉,左端上翹,平衡螺母向上翹的左端移動,使杠桿在水平位置平衡;使杠桿在水平位置平衡最大的好處就是便於在杠桿上直接測量力臂;
(2)設一個鉤碼重為G,一格為L,根據杠桿平衡的條件,F1L1=F2L2,則有F1×4L=2G×2L,所以F1=G,即在E點處掛1個鉤碼;只通過一次測量,根據得出的數據就得出實驗結論,實驗數據太少,不具備普遍性,因此得出的結論不合理.故選A;
(3)如圖,設一個鉤碼重為G,一格為L,根據杠桿平衡的條件,F1L1=F2L2,則有F

9. 小明在探究「杠桿平衡條件」的實驗中:(1)小明發現杠桿右端低左端高,要使它在水平位置平衡,應將杠桿

(1)杠桿重心右移應將左端平衡螺母向左調節,直至重心移到支點處,使杠桿重力的力臂為零;杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上便於測量力臂大小;
(2)假設每小格長度1cm,
如圖杠桿左端F2=G×4=4G,L2=1cm×3=3cm,右端L1=1cm×4=4cm,根據F1L1=F2L2
F1=

F2L2
L1
=
4G×3cm
4cm
=3G.
故在杠桿左邊A處掛四個相同鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應在杠桿右邊B處掛同樣鉤碼3個;
(3)若拉力F向右傾斜時,此時F的力臂變短,根據杠桿的平衡條件,力變大;
(4)做實驗時,如圖丙所示的杠桿已達到平衡.當杠桿由圖乙的位置變成圖丙的位置時,其動力臂、阻力臂的比值是不變的,所以在阻力不變的情況下,動力是不變的.
(5)①有用功為W=Gh1,總功W=Fh2,則機械效率的表達式η=
W有
W總
×100%=
Gh2
Fh1
×100%.
②杠桿提升鉤碼時,對鉤碼做有用功,克服杠桿重做額外功,W+W=W
設杠桿重心升高的距離為h,所以,Gh1+Gh=Fh2,G不變,h1不變,G不變,
鉤碼從A點到C點,鉤碼還升高相同的高度,杠桿上旋的角度減小,杠桿升高的距離h變小,
所以Gh1+Gh變小,所以Fh2也變小.
根據η=
Gh1
Fh2
×100%,分母變小,分子不變,所以η變大.
故答案為:(1)左;測力臂;(2)3;(3)變大;力臂變小;(4)不變;(5)①
Gh2
Fh1
×100%;②變大.

10. 小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中,(1)實驗前他應先調節杠桿在水平位置平衡,其目的是______.(2)

(1)杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便於測量力臂大小,杠桿的重心通內過支點,可以消除容杠桿重對杠桿平衡的影響.
(2)設一個鉤碼重為G,杠桿上一個小格代表L,根據杠桿平衡條件得,杠桿的右端:2G×2L=4GL,
要使杠桿在水平位置平衡,杠桿的左端力和力臂的乘積也應該是4GL,所以在左邊B處第1格處掛4個鉤碼.
把B點作為動力作用點,此時動力臂為L,小於阻力臂2L,所以此時為費力杠桿;
(3)當彈簧測力計在圖乙所示的C位置斜向下拉時,力臂變小,即L1<4L,根據杠桿平衡條件得,2N×2L=F×L1,因為L1<4L,所以F>1N;
(4)將彈簧測力計作用在圖甲中的D點,只有當彈簧測力計豎直向上拉動時,力才和杠桿垂直,其力臂最大為4L,拉力才是最小的,根據杠桿平衡條件得,2N×2L=F×4L,可得拉力F=1N.
故答案為:(1)便於測量力臂大小,同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響;(2)4;費力;(3)大於;(4)豎直向上;1N.