题目内容
【题目】探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,杠杆两端的螺母的作用是______。
(2)小亮用图甲所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知杠杆的平衡条件是:________.
实验次数 | 动力/N | 动力臂/m | 阻力/N | 阻力臂/m |
1 | 0.5 | 0.2 | 1.0 | 0.1 |
2 | 1.0 | 0.15 | 1.5 | 0.1 |
3 | 3.0 | 0.1 | 2.0 | 0.15 |
(3)小亮又用图乙所示装置进行实验,请在图中画出拉力F的力臂;
(_________)
弹簧测力计的读数应是______N。(一个钩码重0.5N)
(4)如图丙所示,小慧实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L1和L2,则2L1____3L2(选填“>”、“<”或“=”)。
(5)探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算,她用刻度尺测出L1和L2(如图丁所示),则游码的质量为_____g。
【答案】调节杠杆在水平位置平衡 动力×动力臂=阻力×阻力臂 2 >
【解析】
(1)[1]杠杆两端的螺母的作用是调节杠杆在水平位置平衡;
(2)[2]由表格中数据,
0.5N×0.2m=1N×0.1m;
1N×0.15m=1.5N×0.1m;
3N×0.1m=2N×0.15m;
可知杠杆的平衡条件为:
,
即:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(3)[3]过支点O向力的作用线作垂线,垂足与支点的距离,就是力臂,如下图:
[4]当弹簧测力计在斜向上拉(与水平方向成30°角),阻力臂是4格,OC为6格,动力臂是阻OC的一半,根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,此时动力臂等于0.5×6格=3格;
根据杠杆的平衡条件:
,得:
3×0.5N×4格=F2×3格
F2=2N;
(4)[5]根据杠杆的平衡条件:
设每个硬币的重量为G,则由图可得:
整理得:
2GL1>3GL2,
即
2L1>3L2.
(5)[6]以天平的刀口为杠杆的支点,天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右,游码的质量为m,
当游码位于零刻度线时,由杠杆的平衡条件得
m左g×L2+mg×L1=m右g×L2 ………… ①;
当游码位于最大值5克时,由杠杆的平衡条件得
(m左+5)g×L2=mg×L1+m右g×L2………………②;
由②﹣①得,
5×L2=mL1,
解得
。