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小梅在探究杠杆平衡

发布时间: 2021-03-28 11:04:11

1. 小明在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续

从支抄点到力的作用线的距离叫力袭臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,当用弹簧测力计拉,若弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大,才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识.
故选C.

2. 小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端

(1)杠杆重心右移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来.
(2)设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,所以4G×3L=nG×2L,所以n=6(个);如果再在A、B两处各加挂一个钩码,5G×3L>7G×2L,所以杠杆左端下沉.
(3)设杠杆上每格长度是L,每个钩码的重力时0.5N,由杠杆平衡条件得:FALA=FCLC,则FB=

FALA
LC
=
0.5N×4×3L
2L
=3N,则C处弹簧测力计的示数是3N;由图示可知,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,弹簧测力计拉力F的力臂LC变小,FA=4G,LA=3L保持不变,由杠杆平衡条件:FALA=FLC,可知弹簧测力计的拉力变大.
故答案为:(1)右;排除杠杆重力对实验的影响;
(2)6;左
(3)3;变大;拉力F的力臂减小.

3. 在“研究杠杆平衡条件”实验中,小梅同学的实验步骤是:A.改变力和力臂的大小.多做几次实验,将数据填

(1)实验之前应先调节平衡螺母使之在水平位置平衡,因此该同学漏掉的重要一步专是:调节杠杆两端的属螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)若该步骤的序号为E,则正确的合理的实验步骤顺序是:ECBAD;
(3)在实验过程中,每次杠杆在水平位置平衡的目的是为了:方便准确测量力臂;
故答案为:(1)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)ECBAD;
(3)方便准确测量力臂.

4. 小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点.(1)在调节杠杆平衡时,小明发现杠杆右端低左端

(1)右端低左端高,应将平衡螺母向较高的一端调节,应将杠杆右端的平衡螺母向左端调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,要多进行几次实验,避免偶然性;
(3)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第一种实验方案更方便,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,能从杠杆上直接读力臂;因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂越大的越省力,所以,F1<F2
(4)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡,所以小海的说法是对的;
力臂等于支点到力的作用线的距离,在小红的实验方案中,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来.而小海实验方案中的力臂不便于测量,所以,小红的实验方案好.
(5)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆产生了影响,导致测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.
(6)步骤一:从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.当直尺平放在刀口(支点)上,平衡后,此处为重心;
步骤二:由于原来处于平衡,将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置,则杠杆会左端下降,
所以根据F1L1与F2L2可知:在F1、L2不变的条件下,需要增加L2,L1减小,即向右移动刻度尺.
步骤三:根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,可知G1L1=G×L2
即M1gL1=mgL2
所以直尺的质量m=

M1L1
L2

故答案为:(1)A;(2)仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性;(3)一;便于直接读出力臂;<(4)对;便于直接读出力臂;(5)杠杆的自重影响了杠杆平衡条件的探究;(6)重心;右;ML1/L2

5. 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、细线和质量均为

(1)杠杆右端下沉,为了使它在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向左调节;使杠杆在水平位置平衡的目的有两个:一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响;二是便于测量力臂的长度;
(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,
图甲中,由杠杆平衡条件得,4G×3L=nG×2L,
所以n=6(个),所以应在杠杆左边B处挂6个相同的钩码;
(3)四个钩码的总质量m=4×50g=200g=0.2kg,总重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,设杠杆的一个小格为L,
由杠杆平衡条件得,2N×3L=F1×4L,
所以F1=1.5N;
图乙中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,弹簧测力计逐渐向左倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大;
(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
故答案为:(1)左;水平;力臂;(2)6个;(3)1.5;变大;拉力的力臂变小了;(4)杠杆自重的影响.

6. 小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点.(1)若杠杆左端低右端高,为使其在水平位置上静

(1)左端低右端高,应将平衡螺母向较高的一端调节,即将左边或右边的平版衡螺母向右端调节,使杠杆在权水平位置平衡;
(2)只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,要多进行几次实验,避免偶然性;
(3)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第一种实验方案更方便,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,能从杠杆上直接读力臂;因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂越大的越省力,所以,F1<F2
(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
故答案为(1)右;(2)实验次数太少,结论具有偶然性;(3)一;能从杠杆上直接读力臂;<;(4)杠杆存在自重.

7. 小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,(1)他将杠杆支到支架后发现杠杆左端偏高,为杠杆在水平位置平衡

(1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就等于力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡,所以杠杆两端的平衡螺母的作用为使杠杆在水平位置平衡;由于杠杆左端低左端高,所以应将杠杆左端的平衡螺母向左调节或将杠杆右端的平衡螺母向左调节;
(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知:2×2=1×4;杠杆平衡后,小明在如图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上4个钩码,使杠杆在水平位置平衡;他改用弹簧测力计在如图乙所示的C位置斜向下拉,若每个钩码重1N.当杠杆在水平位置平衡时,由于拉力对应的力臂减小,因此测力计的示数将大于1N;
(3)①分析比较序号为①、②的两次实验数据可知,动力大小与动力臂大小有关.为分析动力大小与阻力臂的关系,需保持阻力大小和动力臂大小相同,因此应比较序号为①④的两次实验数据;
②因为序号③中F1L1=4×10=40而F2L2=2×10=20,∵F1L1≠F2L2,∴该组数据有误.检查后发现是测量动力臂时读错了,动力臂的实际值应为5cm.
故答案为:(1)左;(2)4;大于;(3)动力比大小;①④;③;5.

8. 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、细线和若干个

(1)杠杆右端下沉,左端上翘,平衡螺母向上翘的左端移动,使杠杆在水平位置平衡;使杠杆在水平位置平衡最大的好处就是便于在杠杆上直接测量力臂;
(2)设一个钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,则有F1×4L=2G×2L,所以F1=G,即在E点处挂1个钩码;只通过一次测量,根据得出的数据就得出实验结论,实验数据太少,不具备普遍性,因此得出的结论不合理.故选A;
(3)如图,设一个钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,则有F

9. 小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中:(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆

(1)杠杆重心右移应将左端平衡螺母向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零;杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上便于测量力臂大小;
(2)假设每小格长度1cm,
如图杠杆左端F2=G×4=4G,L2=1cm×3=3cm,右端L1=1cm×4=4cm,根据F1L1=F2L2
F1=

F2L2
L1
=
4G×3cm
4cm
=3G.
故在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码3个;
(3)若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大;
(4)做实验时,如图丙所示的杠杆已达到平衡.当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时,其动力臂、阻力臂的比值是不变的,所以在阻力不变的情况下,动力是不变的.
(5)①有用功为W=Gh1,总功W=Fh2,则机械效率的表达式η=
W有
W总
×100%=
Gh2
Fh1
×100%.
②杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆重做额外功,W+W=W
设杠杆重心升高的距离为h,所以,Gh1+Gh=Fh2,G不变,h1不变,G不变,
钩码从A点到C点,钩码还升高相同的高度,杠杆上旋的角度减小,杠杆升高的距离h变小,
所以Gh1+Gh变小,所以Fh2也变小.
根据η=
Gh1
Fh2
×100%,分母变小,分子不变,所以η变大.
故答案为:(1)左;测力臂;(2)3;(3)变大;力臂变小;(4)不变;(5)①
Gh2
Fh1
×100%;②变大.

10. 小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,(1)实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡,其目的是______.(2)

(1)杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,杠杆的重心通内过支点,可以消除容杠杆重对杠杆平衡的影响.
(2)设一个钩码重为G,杠杆上一个小格代表L,根据杠杆平衡条件得,杠杆的右端:2G×2L=4GL,
要使杠杆在水平位置平衡,杠杆的左端力和力臂的乘积也应该是4GL,所以在左边B处第1格处挂4个钩码.
把B点作为动力作用点,此时动力臂为L,小于阻力臂2L,所以此时为费力杠杆;
(3)当弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉时,力臂变小,即L1<4L,根据杠杆平衡条件得,2N×2L=F×L1,因为L1<4L,所以F>1N;
(4)将弹簧测力计作用在图甲中的D点,只有当弹簧测力计竖直向上拉动时,力才和杠杆垂直,其力臂最大为4L,拉力才是最小的,根据杠杆平衡条件得,2N×2L=F×4L,可得拉力F=1N.
故答案为:(1)便于测量力臂大小,同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响;(2)4;费力;(3)大于;(4)竖直向上;1N.