八年级物理杠杆的平衡条件练习

发布 2020-03-14 10:51:28 阅读 7086

泸粤版八年级物理杠杆的平衡条件同步测试。

智能归例。题型一会确认并画出杠杆的动力臂和阻力臂。

例如图甲所示,杠杆oa处于平衡状态,在图中分别画出力f1和f2对支点0的力臂l1和l2。

闯关点拨再次提醒:画力臂时必须注意力臂是“支点到力的作用线的距离”,而不是“支点到力的作用点的距离”。

答如图乙所示

变形题1] 如下图甲所示,杠杆oa在力f1、f2的作用下处于静止状态,l2是力f2的力臂.在图中画出力f1的力臂l1和力f2.

闯关点拨根据已知的力臂画力时,力的作用线应与力臂垂直,且要注意力的作用点应画在杠杆上.

答如上图乙所示。

变形题2] 如下图甲所示的钢丝钳,其中a为剪钢丝处,b为手的用力点,o为转动轴,图乙为单侧钳柄及相连部分示意图,请在图乙中画出剪钢丝时的动力f1、阻力f2、动力l1、阻力臂l2 。

闯关点拨动力作用在b点,方向竖直向下,阻力作用在a点,方向竖直向下。表示f1的线段应比表示f2的线段短一些,因为钢丝钳是省力杠杆.

答如图丙所示。

题型二有关**杠杆平衡条件的实验题。

例1 某同学用如图8-1所示装置验证杠杆的平衡条件,所用的4只钩码每只质量都是50g,在图示情况时,杠杆ab处于水平平衡状态,这时弹簧秤的读数为2.80n.设f1的力臂为l1,f2的力臂l2,则 .若在杠杆左端钩码下方增加一个相同的钩码,重新调节弹簧秤对杠杆右端拉力的方向后,使杠杆ab再次恢复水平平衡,则这时弹簧秤的拉力与对应力臂的乘积应是未增加钩码前弹簧秤的拉力与对应力臂乘积的___倍.

闯关点拨图所示的杠杆平衡时,应满足f1l1=f2l2,则. 增加钩码后,再次平衡时,由杠杆的平衡条件得f1ˊl1ˊ=f2ˊl2ˊ,那么。

答 7/10 5/4

例2 在如图8-2所示的实验装置中:

①实验前没有挂钩码时,发现杠杆左端下倾,应将杠杆右端螺母向___左或右)边旋一些,使杠杆在水平位置平衡。

②实验时只有8个相同的钩码,杠杆上每格等距,当在a点挂4个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?

请设计两种方案)

答。闯关点拨解题的关键是依据杠杆的平衡条件,看左、右两边的力和力臂的乘积是否相等.

解 (1)右 (2)①2个钩码挂在“6”处;②3个钩码挂在“4” 处.

题型三有关杠杆的动态平衡问题。

例1 如图8-3所示,用始终与杠杆垂直的力f,将杠杆缓慢地由位置a拉至位置b,阻力g的力臂 ,动力f 。(填“变大”或“变小”“不变”)

闯关点拨关键是要先弄清哪些是不变量,哪些是改变量,再根据杠杆的平衡条件作出判断。

分析和解分别画出杠杆在a、b两位置的阻力g的力臂可看出,阻力臂lg将变大,由于f的方向始终与杠杆垂直,所以f的力臂始终等于杠杆长,故f的力臂lf不变。根据公式。

答变大变大。

变形题] 如图8-4所示,一根重木棒在水平动力(拉力)f的作用下以 o点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为l,动力与动力臂的乘积为 m,则( )

a.f增大,l增大,m增大

b.f增大,l减小,m减小。

c.f增大,l减小,m增大

d.f减小,l增大,m增大。

分析和解如图中由竖直位置转到水平位置的过程中,动力臂l逐渐减小,而木棒的重不变,重力的力臂lg逐渐增大.由杠杆的平衡条件m=fl=glg,而水平动力f=,由上述两式可知m增大,l减小,f增大。

答选c例2 如图8-5所示,o为杠杆ac的支点,在o处挂一小球,ao=ob=bc,为使杠杆在水平位置平衡,画出施加在杠杆上最小动力f1的力臂l1:,并标出f1的方向。

闯关点拨由杠杆的平衡条件:f1l1=f2l2知,在阻力和阻力臂不变的情况下,要想用的动力最小,则要求动力臂最大。

动力臂最长的条件:①作用在杠杆上的动力的作用点离支点最远;②动力的方向与支点跟作用点的连线垂直.

解最小动力f1应在离支点最远的c点,最长的动力臂应为oc,f1的方向应垂直于oc向上,如图 8-6所示.

题型四杠杆平衡条件的应用。

例1 如图8-7所示是一个指甲刀的示意图,它由三个杠杆abc和oed组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是( )

a.三个杠杆都是省力杠杆

b.三个杠杆都是费力杠杆。

c.ab是省力杠杆,ob是费力杠杆。

d.ab是费力杠杆,ob是省力杠杆。

闯关点拨根据杠杆的平衡条件,省力杠杆的特点是l1>l2 ,费力杠杆的特点是l1<l2.

分析和解对abc杠杆,b是支点,由图中不难看出动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;对obd杠杆,o是支点,阻力作用与d,动力作用于b,故动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;对oed杠杆,阻力作用于d,动力作用于e,故动力臂小于阻力臂,为费力杠杆.

答选c变形题] 如图8-8是自卸车的示意图,车厢部分视为杠杆,则下列分析正确的是( )

a.b点是支点,液压杆施的力是动力,货物重是阻力 b.b点是支点,物体a放在车厢前部可省力。

c.c点是支点,物体a放在车厢后部可省力d.c点是支点,物体a放在车厢前部可省力。

分析和解在卸车时,车厢(杠杆)将绕着图中c点(支点)转动,而使车厢(杠杆)转动的动力是液压杆施的竖直向上的力,阻碍车厢(杠杆)转动的阻力是竖直向下的货物重力。若要使杠杆省力(即动力<阻力),应有ca<cb,也就是说货物a应放在车厢后部。

答选c例2 一把杆秤不计自重,提纽到秤钩距离是4cm,秤砣质量250g.用来称质量是2kg的物体,秤砣应离提纽多远,秤杆才平衡?若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量多少kg的物体?(如图8-9所示)

闯关点拨杆秤也是一个杠杆.提纽处看作杠杆支点.若将重物对杆的力看作动力f1,物体离提纽的距离就是动力臂l1;则秤砣对杆的力就是阻力f2,秤砣离提纽的距离是阻力臂l2.(如图8-10所示)

解由于物体和秤砣对杠杆的力分别等于各自的重力,根据杠杆平衡条件:f1l1=f2l2,

得 m1g l1 = m2g l2

2kg×g ×4cm = 0.25kg ×g×l2 l2=32cm

即称2kg物体时秤砣离提纽32cm.

当阻力臂最大时,称量物体质量最大.l2 '=56cm

由f'1'l1=f2 l'2,得m1'g l1 = m2g l2' m1'×g×4cm = 0.25kg×g×56cm

m1'=3.5 kg

即秤的最大称量是3.5kg.

答称2kg物体时秤砣离提纽32cm,秤的最大称量是3.5kg.

例3 一根杠杆两端挂有等重的实心铜块和铁块,当它们都浸没在水中时,杠杆恰好平衡,现将铜块和铁块同时从水中取出,则杠杆将( )

a.铜块端向下运动b.铁块端向下运动。

c.杠杆仍然平衡d.条件不足,无法判断。

闯关点拨铜块和铁块浸没在水中时,竖直方向上受到竖直向下的重力g、竖直向上的浮力f浮。和杠杆向上的拉力f.由力的平衡关系可分别求出铜块和铁块所受的拉力.

解 f铜=g铜-f浮铜=g铜-水**铜 ……

f铁=g铁-f浮铁=g铁-水**铁 ……

根据密度关系可得:

v铜==,v铁==

代入①、②两式可得:

f铜=g铜-=g铜(1-)…

f铁=g铁-=g铁(1-)…

铜块与铁块浸没在水中时杠杆平衡,则由杠杆平衡条件可得: f铜·l1=f铁·l2.

由③式与④式可知,∵ g铜=g铁,铜>铁。

f铜>f铁。因此l1<l2 即铜块的力臂小于铁块的力臂。

则由水中取出铜块和铁块,在不受浮力作用时:g铜·l1<g铁·l2.

说明铁块这端应向下转动。

答选b智能训练

基础知识训练。

1.作用在杠杆上的动力为50n,阻力为600n,杠杆恰好平衡,则杠杆的动力臂和阻力臂之比为 。(题型四)

2.如图8-11所示,杠杆每小格的长度相等,质量不计,以o为支点.杠杆的左端挂有物体m,支点右边的a处挂钩码,杠杆平衡.若将支点移到b点,要使杠杆重新平衡,在a点应挂个相同的钩码。 (题型三)

3.如图8-12所示,ab为一根质量不计的细棒,用绳在o处吊起,当a、b两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡.若oa=0.8m,ob0.4m,甲的质量为10kg,则乙的质量为 kg.(题型四)

4.下列工具中,属于省力杠杆的是 ( 题型四)

a.夹邮票用的镊子。

b.理发师修剪头发用的剪刀。

c.剪铁丝用的钢丝钳d.钓鱼用的鱼竿。

5.如图8-13所示的杠杆中,动力的力臂用l表示,图中所画力臂正确的是( )题型一)

6.在图8-14中画出力f1和f2 的力臂.(题型一)

7.如图8-15,工人师傅用吊车搬运集装箱。集装箱重g =2×104n,支撑杆对吊车臂的支持力为f.在图中画出集装箱所受重力的图示和支持力f对转动点o的力臂。 (题型一)

8.工人剪铁皮时,有时用两根铁管套在剪刀柄上(如图8-16),这是什么道理?(题型四)

9.在研究“杠杆的平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。他们经过实验,获得了下述数据:

于是,他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题?

题型三)10.图8-17中,ob为轻质杠杆,oa=60cm,ab=20cm。在杠杆的b端挂一个所受重力为60n的重物,要使杠杆在水平位置上平衡,在a点加一个多大的竖直向上的拉力?

题型四)综合提高训练。

1.如图8-18所示,aob为一轻质杠杆(杠杆自重忽略不计),o为支点,oa=ob,在杠杆的b端挂一重20n的重物,要使杠杆平衡,则在a端施加的力f至少为n。

八年级物理杠杆的平衡条件

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