九年级上册第十一章 简单机械和功(提升篇)(Word版 含解析)
一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难) 1.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)图甲中,杠杆静止时处于_________(选填“平衡”或“不平衡”)状态.为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆两端的平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)移。 (2)如图乙所示,在 A 点挂 2 个重力均为 0.5N 的钩码,在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为______________N。
(3)如图丙,保持 A 点所挂砝码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕 B 点从 a 位置转到 b 位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力 F 与其力臂的乘积变化情况是______________。
A.一直变小 B.一直变大 C.一直不变 D.先变小后变大
(4)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中, 拉力的力臂_________,弹簧测力计的示数__________(均选填“变大”、“变小”
或“不变”)。
(5)若要使图丁状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕 B 点 _____(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度。
(6)小华用如图戊装置进行探究,发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件,其原因是_____________________________________。
(7)小明用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为 G 的钩码挂在杠杆 A 处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为 h,弹簧测力计的示数为 F,其移动的距离为 s,则杠杆的机械效率 η=__________(用题中字母表示)。若将钩码移动到 B 点, 仍将它匀速提升 h 的高度,则此时弹簧测力计的示数 F'________(选填“>”“=”或“<”)F,杠杆此时的机械效率η′___________η(选择“>”、“=”或“<”)。
【答案】平衡 左 1.5 C 变小 不变 顺时针 杠杆自重对杠杆平衡有影响
Gh×100% > > Fs【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态;所以,图甲中实验前没挂钩码时,杠杆处于静止的平衡状态。
[2]由于杠杆左端上翘,调节时重心应向左移动,应将杠杆两端的平衡螺母向左移,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示,在刻度线A处挂两个钩码,在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置时,每个钩码为G=0.5N,每小格为L,根据杠杆的平衡条件知道,即
2G×3L=F×2L 2×0.5N×3L=F×2L
解得F=1.5N
(3)[4]将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件知道,拉力F与其力臂的乘积也是不变的。 故选C。
(4)[5][6]力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以拉力大小不变。
(5)[7]根据杠杆平衡条件知道,要使弹簧测力计读数减小,在阻力和阻力臂不变时,需要增大动力臂,当弹簧测力计与杠杆垂直时,动力臂最长,拉力最小,所以需要将弹簧测力计顺时针转动。
(6)[8]利用如图戊所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。 (7)[9]由??W有知道,将总重为 G 的钩码挂在杠杆 A 处时,杠杆的机械效率 W总??W有W总?Gh Fs[10]由图示知道,将钩码移动到B点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由Fl11?F2l2知道,动力将增大,即
F′>F
[11]将钩码移至B点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,B点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,所以机械效率变大,即
η′>η
2.小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验,已知纡个钩码重0.5N。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置半衡。 (2)在图甲中的A点悬挂4个钩码,要使杠杆仍保持水平位置平衡,需在B点悬挂_______个钩码。
(3)如图乙所示,取走悬挂在B点的钩码,改用弾簧测力计在C点竖直向上拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的拉力为__________N;若在C点改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的读数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。 【答案】右 3 1.5 变大 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]杠杆在使用前左端下沉,说明左侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节。 (2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:FALA=FBLB,得
4G×3L=FB×4L
解得
FB=3G