人教版物理八年級下冊同步提優(yōu)訓練：12.1　杠桿 第2課時　探究杠桿的平衡條件及平衡條件的應用（含答案）

1、第1節(jié)杠桿 第2課時探究杠桿的平衡條件及平衡條件的應用題組1探究杠桿的平衡條件1.(2020自貢)如圖所示,小明利用刻度均勻的輕質杠桿進行探究杠桿的平衡條件實驗,已知每個鉤碼重0.5 N。(1)實驗前,將杠桿的中點置于支架上,當杠桿靜止時,發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,這時應將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調節(jié),直到杠桿在水平位置平衡。你認為實驗中讓杠桿在水平位置平衡的好處是 。(2)在圖甲中A點懸掛4個鉤碼,要使杠桿仍保持水平平衡,需在B點懸掛個鉤碼。(3)如圖圖乙所示,取走懸掛在B點的鉤碼,改用彈簧測力計在C點豎直向上拉,仍使杠桿在水平位置平衡,測力計的拉力為N;若在C點改變彈簧測力計拉力的方向,使

2、之斜向右上方,杠桿仍然在水平位置平衡,則測力計的讀數(shù)將(選填“變大”“變小”或“不變”),若此時斜向右上方的測力計與豎直方向間的夾角為60,杠桿在水平位置平衡時,測力計的讀數(shù)為N。2.(2021江西)探究名稱探究杠桿的平衡條件。猜想與假設猜想一:動力動力臂=阻力阻力臂。猜想二:動力支點到動力作用點的距離=阻力支點到阻力作用點的距離。設計實驗與進行實驗(1)如圖甲所示,應將杠桿兩端的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調節(jié),使杠桿在水平位置平衡。(2)如圖圖乙所示,小明同學掛上鉤碼并調節(jié)鉤碼的位置,使杠桿水平平衡,記錄的數(shù)據(jù)如圖下表。(3)改變鉤碼的和鉤碼的位置重復上述實驗兩次,記錄的數(shù)據(jù)如圖下表。

3、實驗人員實驗次數(shù)動力F1/NOB間距離/cm阻力F2/NOA間距離/cm小明11.050.51021.5101.01531.0102.05小紅和小明40.8151.01051.4151.010分析與論證根據(jù)小明同學的數(shù)據(jù)可驗證猜想(選填“一”“二”或“一和二”)是正確的,而小紅同學則認為小明同學每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點到力的作用點的距離,具有一定的特殊性,還可以改變動力或阻力的進行實驗。于是,小紅同學協(xié)助小明同學按圖丙方式進行實驗,獲得表中后兩組數(shù)據(jù)。綜合分析表中數(shù)據(jù)可驗證猜想是錯誤的。若要驗證另一種猜想是否正確,必須添加的測量工具是。通過以上探究,小明同學真正理解了力臂是支點到 的距離

4、。題組2杠桿平衡條件的計算3.如圖所示,杠桿在水平位置平衡,下列操作仍能使杠桿在水平位置保持平衡的是()A.兩側鉤碼同時向外移一格B.兩側鉤碼同時向內移一格C.左側的鉤碼向內移一格,右側減去一個鉤碼D.在兩側鉤碼下方,同時加掛一個相同的鉤碼4.(2020遂寧)小華發(fā)現(xiàn)一只蟲子在長50 cm、質量為10 g的刻度尺上向右爬行,她將刻度尺右端伸出水平課桌邊緣23 cm ,如圖所示,當蟲子爬行到距刻度尺右端3 cm處時,刻度尺剛好翻轉,由此計算出蟲子的質量約為(刻度尺的質量分布均勻,不考慮蟲子的長度)()A.1 gB.3 gC.7 gD.10 g5.(2021杭州改編)如圖所示,甲、乙兩人分別在A點

5、和B點共同扛起一根木料做橫向移動,已知該木料是質量分布均勻的圓柱體,質量為60 kg,體積為0.1 m3。此時木料恰好水平,其中AO=BO,O為木料的中點,以下說法中不正確的是(g取10 N/kg)()A.木料的密度為0.6103 kg/m3B.此時乙對木料的作用力為300 NC.當乙的作用點向O靠近時,F甲變小D.此木料對于兩人來說都是費力杠桿6.一個杠桿處于平衡狀態(tài),動力臂與阻力臂之比為51,則動力與阻力之比是,若此時杠桿受到的阻力是60 N,則杠桿受到的動力為N。7.汽車超載是當前發(fā)生交通事故的重要原因之一,全國各地設置了許多超載監(jiān)測站加強監(jiān)管。如圖所示,一輛兩軸貨車正在水平地面上設置的

6、某種電子地磅秤上稱重。先讓貨車前輪單獨開上電子地磅秤,其讀數(shù)為8 t;前輪駛離電子地磅秤,再讓后輪單獨開上電子地磅秤,其讀數(shù)為9 t。國家規(guī)定兩軸貨車限載車貨總重18 t,請你通過計算分析該貨車是否超載。8.(2021南充)如圖甲所示,AB為輕質杠桿,AC為輕質硬棒且與力傳感器相連,圖乙是物體M從A點開始向右勻速運動過程中力傳感器讀數(shù)大小與時間的關系圖象,則物體M的質量大小為g;已知OA的長度為30 cm,OB足夠長,AC能承受的最大彈力大小為15 N,若要桿不斷,物體M從A點開始運動的時間最長為s。(g取10 N/kg)答案第1節(jié)杠桿 第2課時探究杠桿的平衡條件及平衡條件的應用1.(1)右避

7、免杠桿自重對實驗的影響,便于測量力臂(2)2(3)1變大22.設計實驗與進行實驗 (1)左(3)數(shù)量分析與論證 一和二方向二三角板(刻度尺)力的作用線3.C解： 設一個鉤碼的重力為G,杠桿上一個格的長度為L,原來杠桿處于平衡狀態(tài),則有2G3L=3G2L。兩側鉤碼各向外移一格,左邊力與力臂的乘積為2G4L=8GL,右邊力與力臂的乘積為3G3L=9GL,8GL3GL,杠桿左端下沉,故B錯誤;左側的鉤碼向內移一格,右側減去一個鉤碼,左邊力與力臂的乘積為2G2L=4GL,右邊力與力臂的乘積為2G2L=4GL,4GL=4GL,杠桿平衡,故C正確;在兩側鉤碼下方,同時加掛一個相同的鉤碼,左邊力與力臂的乘積

8、為3G3L=9GL,右邊力與力臂的乘積為4G2L=8GL,9GL8GL,杠桿左端下沉,故D錯誤。4.A解： 由題意可知,刻度尺的重心在25 cm處,刻度尺剛好翻轉時與桌沿的接觸點為支點,則刻度尺重力的力臂:l1=25 cm-23 cm=2 cm;蟲子重力的力臂:l2=23 cm-3 cm=20 cm;由杠桿的平衡條件F1l1=F2l2及重力公式G=mg得:m尺gl1=m蟲gl2,即m尺l1=m蟲l2,代入數(shù)據(jù)得10 g2 cm=m蟲20 cm,解得m蟲=1 g。5.D解： (1)由題知木料質量為60 kg,體積為0.1 m3,代入密度公式得:=mV=60kg0.1m3=0.6103 kg/m3

9、。(2)木料重力為G=mg=60 kg10 N/kg=600 N;以A為支點,由杠桿平衡條件F1l1=F2l2得:F乙AB=GAO,即F乙=GAOAB=600N2=300 N。(3)當乙的作用點向O靠近時,此時作用點記為B;以A為支點,由杠桿平衡條件F1l1=F2l2得:F乙AB=GAO,即F乙=GAOAB;當乙向O點靠近,AB減小,G與AO不變,則F乙變大;因為木料處于平衡狀態(tài),故所受合力為零,則有F乙+F甲=G;因F乙變大,所以F甲變小。(4)相對于甲來說,支點在B點,動力的作用點在A點,阻力即木料的重力,作用點在O點,所以動力臂大于阻力臂,為省力杠桿,對于乙也一樣。6.1512解： 杠桿

10、的動力臂與阻力臂之比為51,根據(jù)杠桿的平衡條件有F1F2=l2l1=15,此杠桿受到的阻力F2=60 N,根據(jù)杠桿的平衡條件可得,F15=60 N1,解得F1=12 N。7.貨車前輪開上地磅秤時,以后輪為支點,如圖圖甲所示,根據(jù)杠桿的平衡條件得,F前l(fā)=G車l1,貨車后輪開上地磅秤時,以前輪為支點,如圖圖乙所示,根據(jù)杠桿的平衡條件得,F后l=G車l1,+,得G車=F前+F后,依題意G車=G前+G后,則m車=m前+m后=8 t+9 t=17 t18 t,所以貨車沒有超載。8.100012.5解： (1)由圖甲知,當M在A點時,對傳感器的壓力大小等于物體的重力,由圖乙知,物體的重力:G=10 N,則物體的質量:m=Gg=10N10 N/kg=1 kg=1000 g。(2)當M運動到支點O時,對傳感器的壓力為0,由圖乙知,此時t=5 s,所以物體M的速度:v=lOAt=30cm5 s=6 cm/s。由圖乙