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用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验. (1)实验开始时,杠杆的位置如图...

用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验.

(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示.为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 _______ 移动(选填“左”或“右”).

(2)如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码,在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F2 _____ F1(选填“>”、“=”或“<”,下同);再将弹簧测力计斜向右拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F3 _____ F1

(3)得到实验结论后,利用图乙所示的装置,只借助杠杆上刻度线,右侧只使用弹簧测力计,左侧只悬挂重物,若弹簧测力计的量程是0 ~ 2.5N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 ____N.

 

(1)右 (2)> > (3)5 【解析】杠杆的平衡条件实验时,开始实验前调节横梁平衡,通过调节平衡螺母来调节,方法是哪端高,平衡螺母向哪端调节,图中甲杠杆的右端高,故应将杠杆的平衡螺母向右移动;如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码,在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,示数为F2,因F1的力臂大于F2的力臂,故数F2大于 F1;若再将弹簧测力计斜向右拉,杠杆在水平位置平衡时,示数为F3,此时F3的力臂小于F1的力臂,故F3 大于F1.得到实验结论后,利用图乙所示的装置,只借助杠杆上刻度线,右侧只使用弹簧测力计,左侧只悬挂重物,若弹簧测力计的量程是0 ~ 2.5N,当杠杆在水平位置平衡时,若悬挂的重物最重则重物力臂是弹簧测力计力臂的1/5,故重物最重为5×2.5N=12.5N.  
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考点分析:
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小明在探究杠杆的平衡条件实验中,所用的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.

(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,调节平衡螺母,使杠杆水平平衡;实验中,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于在杠杆上直接测量______

(2)实验过程中,将钩码悬挂于图中A点,保持阻力、阻力臂不变,在支点O右侧不同位置,用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力),使杠杆水平平衡,测出每一组动力臂L1和对应的动力F1,并记录在表中.请根据表中数据,在坐标系中绘制出L1F1的图象,根据图象中实验数据可知,当L10.6m时,F1______N.

(3)实验中小明发现,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,弹簧测力计的拉力会变大,原因是______

 

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从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰(如图甲)或人下蹲弯曲膝盖(如图乙)把它搬起来,哪种方法好呢?下面就建立模型说明这个问题.把脊柱简化为杠杆如图丙所示,脊柱可绕骶骨(轴)O转动,腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点,其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变,搬箱子拉力F2作用在肩关节B点,在B点挂一重物代替箱子.用测力计沿F1方向拉,使模型静止,可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小.接着,改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α,多次实验得出结论.

1)在丙图中画出F2力臂L2

2)当α角增大时,L2    (变大/不变/变小),F1     (变大/不变/变小).

3)如果考虑到人上半身的重力,那么腰背部肌肉的实际拉力将比丙图中F1  (大/小).

4)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态,由以下分析可得,   (甲/乙)图中的姿势比较正确.

 

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请在图中用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求人力往下拉绳使重物升起。

 

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如下图,质量分布不均匀的长方形物体放在水平地面上,A点是它的重心,如果用力只使物体的一端稍微离开地面,在物体上画出所施加最小力的示意图及其力臂,并标明支点O

 

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如图所示杠杆中,O为支点,请画出图中力F1和F2的力臂L1和L2

 

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