人教版物理八年級(jí)下冊(cè)同步提優(yōu)訓(xùn)練：12.1　杠桿 第2課時(shí)　探究杠桿的平衡條件及平衡條件的應(yīng)用（含答案）

1、第1節(jié)杠桿 第2課時(shí)探究杠桿的平衡條件及平衡條件的應(yīng)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(zhì)杠桿進(jìn)行探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn),已知每個(gè)鉤碼重0.5 N。(1)實(shí)驗(yàn)前,將杠桿的中點(diǎn)置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡。你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中讓杠桿在水平位置平衡的好處是 。(2)在圖甲中A點(diǎn)懸掛4個(gè)鉤碼,要使杠桿仍保持水平平衡,需在B點(diǎn)懸掛個(gè)鉤碼。(3)如圖圖乙所示,取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼,改用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉,仍使杠桿在水平位置平衡,測(cè)力計(jì)的拉力為N;若在C點(diǎn)改變彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)的讀數(shù)將(選填“變大”“變小”或“不變”),若此時(shí)斜向右上方的測(cè)力計(jì)與豎直方向間的夾角為60,杠桿在水平位置平衡時(shí),測(cè)力計(jì)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(shè)猜想一:動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂。猜想二:動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(1)如圖甲所示,應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。(2)如圖圖乙所示,小明同學(xué)掛上鉤碼并調(diào)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次,記錄的數(shù)據(jù)如圖下表。

3、實(shí)驗(yàn)人員實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)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(xué)的數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想(選填“一”“二”或“一和二”)是正確的,而小紅同學(xué)則認(rèn)為小明同學(xué)每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,具有一定的特殊性,還可以改變動(dòng)力或阻力的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。于是,小紅同學(xué)協(xié)助小明同學(xué)按圖丙方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獲得表中后兩組數(shù)據(jù)。綜合分析表中數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想是錯(cuò)誤的。若要驗(yàn)證另一種猜想是否正確,必須添加的測(cè)量工具是。通過(guò)以上探究,小明同學(xué)真正理解了力臂是支點(diǎn)到 的距離

4、。題組2杠桿平衡條件的計(jì)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(cè)鉤碼同時(shí)向外移一格B.兩側(cè)鉤碼同時(shí)向內(nèi)移一格C.左側(cè)的鉤碼向內(nèi)移一格,右側(cè)減去一個(gè)鉤碼D.在兩側(cè)鉤碼下方,同時(shí)加掛一個(gè)相同的鉤碼4.(2020遂寧)小華發(fā)現(xiàn)一只蟲子在長(zhǎng)50 cm、質(zhì)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(dāng)蟲子爬行到距刻度尺右端3 cm處時(shí),刻度尺剛好翻轉(zhuǎn),由此計(jì)算出蟲子的質(zhì)量約為(刻度尺的質(zhì)量分布均勻,不考慮蟲子的長(zhǎng)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(diǎn)

5、和B點(diǎn)共同扛起一根木料做橫向移動(dòng),已知該木料是質(zhì)量分布均勻的圓柱體,質(zhì)量為60 kg,體積為0.1 m3。此時(shí)木料恰好水平,其中AO=BO,O為木料的中點(diǎn),以下說(shuō)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(shí)乙對(duì)木料的作用力為300 NC.當(dāng)乙的作用點(diǎn)向O靠近時(shí),F甲變小D.此木料對(duì)于兩人來(lái)說(shuō)都是費(fèi)力杠桿6.一個(gè)杠桿處于平衡狀態(tài),動(dòng)力臂與阻力臂之比為51,則動(dòng)力與阻力之比是,若此時(shí)杠桿受到的阻力是60 N,則杠桿受到的動(dòng)力為N。7.汽車超載是當(dāng)前發(fā)生交通事故的重要原因之一,全國(guó)各地設(shè)置了許多超載監(jiān)測(cè)站加強(qiáng)監(jiān)管。如圖所示,一輛兩軸貨車正在水平地面上設(shè)置的

6、某種電子地磅秤上稱重。先讓貨車前輪單獨(dú)開(kāi)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(dú)開(kāi)上電子地磅秤,其讀數(shù)為9 t。國(guó)家規(guī)定兩軸貨車限載車貨總重18 t,請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算分析該貨車是否超載。8.(2021南充)如圖甲所示,AB為輕質(zhì)杠桿,AC為輕質(zhì)硬棒且與力傳感器相連,圖乙是物體M從A點(diǎn)開(kāi)始向右勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中力傳感器讀數(shù)大小與時(shí)間的關(guān)系圖象,則物體M的質(zhì)量大小為g;已知OA的長(zhǎng)度為30 cm,OB足夠長(zhǎng),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(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)為s。(g取10 N/kg)答案第1節(jié)杠桿 第2課時(shí)探究杠桿的平衡條件及平衡條件的應(yīng)用1.(1)右避

7、免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,便于測(cè)量力臂(2)2(3)1變大22.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn) (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(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G,杠桿上一個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),原來(lái)杠桿處于平衡狀態(tài),則有2G3L=3G2L。兩側(cè)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(cuò)誤;左側(cè)的鉤碼向內(nèi)移一格,右側(cè)減去一個(gè)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(cè)鉤碼下方,同時(shí)加掛一個(gè)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(cuò)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(zhuǎn)時(shí)與桌沿的接觸點(diǎn)為支點(diǎn),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(zhì)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(diǎn),由杠桿平衡條件F1l1=F2l2得:F乙AB=GAO,即F乙=GAOAB=600N2=300 N。(3)當(dāng)乙的作用點(diǎn)向O靠近時(shí),此時(shí)作用點(diǎn)記為B;以A為支點(diǎn),由杠桿平衡條件F1l1=F2l2得:F乙AB=GAO,即F乙=GAOAB;當(dāng)乙向O點(diǎn)靠近,AB減小,G與AO不變,則F乙變大;因?yàn)槟玖咸幱谄胶鉅顟B(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(duì)于甲來(lái)說(shuō),支點(diǎn)在B點(diǎn),動(dòng)力的作用點(diǎn)在A點(diǎn),阻力即木料的重力,作用點(diǎn)在O點(diǎn),所以動(dòng)力臂大于阻力臂,為省力杠桿,對(duì)于乙也一樣。6.1512解： 杠桿

10、的動(dòng)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(kāi)上地磅秤時(shí),以后輪為支點(diǎn),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(kāi)上地磅秤時(shí),以前輪為支點(diǎn),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(méi)有超載。8.100012.5解： (1)由圖甲知,當(dāng)M在A點(diǎn)時(shí),對(duì)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(zhì)量:m=Gg=10N10 N/kg=1 kg=1000 g。(2)當(dāng)M運(yùn)動(dòng)到支點(diǎn)O時(shí),對(duì)傳感器的壓力為0,由圖乙知,此時(shí)t=5 s,所以物體M的速度:v=lOAt=30cm5 s=6 cm/s。由圖乙