题目内容

如图,O点是杠杆的支点,B点挂一重为100N的物体,力F作用于A点,使杠杆保持平衡.
(1)请分别画出F和G的力臂LF和LG
(2)用刻度尺量出两力臂的长度,并求出F的大小.
它们分别是:lF=________;lG=________;F=________.

解:(1)由图示杠杆可知,其支点在O点.重力竖直向下,从支点向重力的作用线引垂线,无法与重力的作用线相交,因此要向上反向延长重力的作用线后,再引垂线段.同理做出动力F的力臂.答案如下图:

(2)用刻度尺测出LF=3.00cm、LG=0.75cm(0.70~0.80cm均可).
根据动力×动力臂=阻力×阻力臂可得:
F?LF=G?LG
即F×3.00cm=100N×0.75cm
∴F=25N
故答案为:LF=3.00cm、LG=0.70~0.80cm、F=25N.
分析:(1)力臂指的是从支点到力的作用线的距离.找出支点,从支点向力的作用线引垂线段即可.若与力的作用线不能相交,就要延长力的作用线.
(2)用刻度尺量出两力臂的长度,根据杠杆的平衡条件求出动力的大小.
点评:本题考查了关于杠杆的两个重点题型--画力臂及杠杆平衡条件的应用,问题结合得很好,是一道好题.同时也体现了动力臂大于阻力臂时省力.
练习册系列答案
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小强在探究“杠杆的平衡条件”时,如图1所示:

下面是他所设计的探究“杠杆平衡条件”的步骤:
①把杠杆的中点支在支架上;
②把钩码挂在杠杆两边,改变钩码的位置使杠杆平衡;
③记下两边钩码受到的重力,并用尺量出它们的力臂,
分别填入实验数据的表格内;
④改变力和力臂的数值,做三次实验;
⑤求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值.
(1)该同学在
第①
第①
步漏掉了一个重要的步骤.这一步写完整应为
把杠杆的中点支在支架上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆水平平衡
把杠杆的中点支在支架上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆水平平衡

(2)下表是小强的实验记录,在这两组数据中,他发现实验有一组数据是错误的.经检查,结果是测量阻力臂时读错了,阻力臂的实际值应为
0.6
0.6
m.
实验序号 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m
1 2 0.3 1 0.4
2 1 0.4 2 0.2
(3)另一个同学小红根据实验现象得出的杠杆平衡条件是:“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”.为了说明这一结论并不正确,请你在图2所示的杠杠B点上画出需要对杠杠施加的力的示意图和这个力的力臂.
(4)如图3所示,绳子OO′悬吊着质量忽略不计的杠杆,在杆的a点挂上重物G,在O右侧某点b处挂上钩码.重 物G的质量及a到O的距离不变,要使杆保持水平,b点挂的钩码个数(各个钩码质量相同)和b到O的距离的关系是图4中哪一幅图.
小明和小红用图甲所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件:
(1)先把杠杆的中点支在支架上,杠杆停在如图甲所示的位置,此时杠杆处于
平衡
平衡
(填“平衡”或“不平衡”)状态.为了使杠杆在水平位置平衡,可以调节右端的 平衡螺母,使它向
 (填“左”或“右”)移动.
(2)如乙图,如果弹簧测力计从M位置转到N位置用力使杠杆在水平位置处 于平衡,弹簧测力计的示数将变
变大
变大
,这是因为
力臂变小
力臂变小

(3)小明用调节好的杠杆进行了一次实验,所得数据如表:
动力/N 阻力/N 动力臂/cm 阻力臂/cm
4 2 3 6
于是他得出了杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2.你认为他的结论可靠吗?
不可靠
不可靠
你的依据是
实验次数太少,结论不具普遍性
实验次数太少,结论不具普遍性

(4)小红用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却提醒她不要采用这种方式.这主要是以下哪种原因
D
D
(选填字母).
A.一个人无法独立操作     B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合       D.力和力臂数目过多
(5)如图丁所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一个“拉力--位移传感器”竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡.该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图戊所示.由图可知金属杆重
10
10
N.

(共5分)如下图甲所示,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,应把杠杆左端的平衡螺母向      (填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,达到水平平衡状态。

(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。于是小明便根据这次实验得出了杠杆的平衡条件为F1l1= F2l2。他这样

得出的结论是否合理?      ;理由是:                               

(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时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因可能是:

                             

(4)如图丙所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一个“拉力──距离传感器”竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图丙中图像所示。可知该金属杆重        N。

 

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