《杠杆的二次平衡进阶》杠杆的二次平衡进阶 - 人教版中考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《杠杆的二次平衡进阶》杠杆的二次平衡进阶

1单选题

图中,杠杆调平衡后,将两个体积相同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B处,杠杆仍然平衡.则两重物重力大小之比G_A:G_B={_ _};若要将两重物同时浸没在水中,则杠杆的{_ _}端将上升.

A
3:5;左
B
3:5;右
C
3:4;左
D
3:4;右

题目答案

A

答案解析

分析:

设一格的距离为L,根据杠杆平衡的条件即可求出两重物重力大小之比;

将两个物体G_A、G_B同时浸没在水中后,对杠杆的拉力F等于重力和浮力的差,根据G_A×L_A与G_B×L_B的大小关系判断杠杆是否平衡.

解答:

解:根据图示可知,L_A=5L,L_B=3L;

由杠杆平衡条件G_A×L_A=G_B×L_B可得,两重物重力大小之比G_A:G_B=L_B:L_A=3L:5L=3:5;

物体浸入水中时,对杠杆的拉力F=G-F_浮,因为两个物体的体积相等,都同时浸没在水中,所以它们受到的浮力相等,即F_浮A=F_浮B;

杠杆A端:(G_A-F_浮A)×L_A=G_A×L_A-F_浮A×L_A,杠杆B端:(G_B-F_浮B)×L_B=G_B×L_B-F_浮B×L_B,

由L_A>L_B可得,F_浮A×L_A>F_浮B×L_B.

因为G_A×L_A=G_B×L_B,F_浮A×L_A>F_浮B×L_B,所以(G_A×L_A-F_浮A×L_A)<(G_B×L_B-F_浮B×L_B),因此杠杆的右端下降,左端上升.

故答案为:3:5;左,所以选A.

点评:

此题考查了对杠杆平衡条件的应用和阿基米德原理的应用,考查了学生综合分析处理物理问题的能力.

2单选题

某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件,如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L$_1$和L$_2$的大小,他测力臂的方法是___的.如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动,则杠杆___ .

A
错误;向右倾斜
B
错误;向左倾斜
C
正确;向右倾斜
D
正确;向左倾斜

题目答案

A

答案解析

分析:

①几个硬币放在杠杆上,杠杆在水平位置平衡,几个硬币的重心在硬币平面圆心的直线上,作用在杠杆上的力的作用线通过平面圆的圆心,力臂是从支点到平面圆心的距离.

②可以采用极端的方法,两端硬币远离支点移动相同的距离,当杠杆左端的硬币移动到最左端时,右端硬币到离右端还有一段距离,杠杆的右端会下沉.

解答:

解:①硬币放在杠杆上,杠杆在水平位置平衡,硬币作用在杠杆上的力通过硬币平面圆心,力臂是从最下面平面圆心到支点的距离,力臂测量错误.

②如果将两边的硬币以相同速度同时匀速做远离支点的运动,在相同时间内,左端的硬币先离开杠杆,右端的硬币仍然在杠杆上,杠杆会向右倾斜.

故选A.

点评:

本题还主要考查了力臂的问题,力臂是力的作用线到支点的距离,而不是力的作用点到支点的距离.

3单选题

如图所示,将体积相同的物体G$_1$、G$_2$分别挂在杠杆的两端,杠杆处于平衡状态.若将两个物体G$_1$、G$_2$同时浸没在水中,则(  )

A
杠杆仍能保持平衡
B
杠杆不能平衡,A端下沉
C
杠杆不能平衡,B端下沉
D
无法确定杠杆的状态

题目答案

C

答案解析

分析:

(1)根据杠杆的平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂,即G$_1$×L$_1$=G$_2$×L$_2$;

(2)将两个物体G$_1$、G$_2$同时浸没在水中后,对杠杆的拉力F等于重力和浮力的差,根据F$_1$×L$_1$与F$_2$×L$_2$的大小关系判断杠杆是否平衡.

解答:

解:(1)物体没有浸入水中时,根据杠杆平衡条件有G$_1$×L$_1$=G$_2$×L$_2$,由图可见L$_1$>L$_2$,∴G$_1$<G$_2$.

(2)物体浸入水中时,对杠杆的拉力F=G-F_浮,因为两个物体的体积相等,都同时浸没在水中,所以它们受到的浮力相等,即F_浮1=F_浮2;

(3)杠杆A端:(G$_1$-F_浮1)×L$_1$=G$_1$×L$_1$-F_浮1×L$_1$,杠杆B端:(G$_2$-F_浮2)×L$_2$=G$_2$×L$_2$-F_浮2×L$_2$,

由L$_1$>L$_2$,∴F_浮1×L$_1$>F_浮2×L$_2$.

(4)∵G$_1$×L$_1$=G$_2$×L$_2$,F_浮1×L$_1$>F_浮2×L$_2$

∴(G$_1$×L$_1$-F_浮1×L$_1$)<(G$_2$×L$_2$-F_浮2×L$_2$)

因此杠杆的右(B)端下降.

故选C.

点评:

本题虽为选择题,但涉及杠杆的平衡、浮力的判断,考查了学生综合分析处理物理问题的能力.

4多选题

在探究杠杆平衡条件的时候,小明在均匀木板中间挖孔,孔中插一金属杆,固定在铁架台上,木板可以围绕中间自由转动.每个钩码的质量为200g,A、B、C、D、E、F为挂钩,已知AB=BO=OC=CD,ABOCD的连线与EDF的连线垂直.现在B处挂两个钩码,D处挂一个钩码,木板在水平位置平衡(如图所示).下列做法能使木板重新平衡的是(  )

A
在B、D两处各加挂一个钩码
B
在B处加挂2个钩码、D处加挂一个钩码
C
B处挂两个钩码不变,把D处的一个钩码挂在E处
D
B处挂两个钩码不变,把D处的一个钩码挂在F处

题目答案

BCD

答案解析

分析:

(1)符合杠杆平衡条件F$_1$l$_1$=F$_2$l$_2$,杠杆平衡,不符合杠杆平衡条件,力和力臂乘积大的一端下沉.

(2)力臂是从支点到力的作用线的距离,把钩码挂在E处、F处杠杆水平平衡时,力臂均和钩码挂在D处的力臂相等.

解答:

解:设AB=BO=OC=CD=L,每个钩码的重力为G.

A.在B、D两处各加挂一个钩码时,杠杆左侧力与力臂的积为3G×L,右侧力与力臂的积为2G×2L,因3G×L≠2G×2L,所以木板不会平衡,故A错误;

B.在B处加挂2个钩码、D处加挂一个钩码时,杠杆左侧力与力臂的积为4G×L,右侧力与力臂的积为2G×2L,因4G×L=2G×2L,所以木板会平衡,故B正确;

CD.把D处的一个钩码挂在E处或F处,杠杆右侧的力臂不变,仍为OD长,杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等,所以木板会平衡,故CD正确.

故选BCD.

点评:

本题考查了杠杆平衡条件的应用,杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等,不能只看力或只看力臂.