1. 如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费力杠杆的是 (
D
)

A.撬棒
B.羊角锤
C.核桃夹
D.食品夹
答案:1. D
解析:
【分析】要判断杠杆是否为费力杠杆,需比较杠杆使用时动力臂和阻力臂的大小:动力臂小于阻力臂的是费力杠杆,动力臂大于阻力臂的是省力杠杆。逐个分析选项:A撬棒、B羊角锤、C核桃夹在使用时,动力臂均大于阻力臂,属于省力杠杆;D食品夹在使用时,手施加动力的力臂小于食物对夹子的阻力臂,属于费力杠杆,由此可得出答案。
【解析】根据杠杆的分类规则:动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆。对各选项分析如下:
A.撬棒:使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B.羊角锤:使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C.核桃夹:使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
D.食品夹:使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
综上,答案选D。
【答案】D
【知识点】杠杆分类、费力杠杆
【点评】本题考查杠杆类型的判断,核心是掌握动力臂与阻力臂的大小关系对杠杆类型的影响,属于初中物理基础知识点,是常见的基础题型。
【难度系数】0.7
2. 如图所示,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好平衡。如果钩码的质量均为50 g,在A、B两处再各加1个钩码,那么(
C
)
A.杠杆仍平衡
B.杠杆的左端向下倾
C.杠杆的右端向下倾
D.无法确定杠杆是否平衡

(第2题图)
答案:2. C
解析:
【分析】
要判断杠杆是否平衡,需依据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂($F_1L_1=F_2L_2$)。首先根据初始平衡状态确定A、B两点的力臂关系,再计算A、B各增加1个钩码后,左右两侧的力矩,通过比较力矩大小判断杠杆的倾斜方向。
【解析】
设每个钩码重力为$G$,杠杆每格长度为$L$。
1. 初始平衡状态:A处挂2个钩码,力$F_A=2G$,力臂$L_A=2L$;B处挂1个钩码,力$F_B=1G$,力臂$L_B=4L$,此时$2G×2L=1G×4L$,杠杆平衡,可得力臂关系$L_B=2L_A$。
2. 各加1个钩码后:A处力变为$F_A'=3G$,左侧力矩为$F_A'×L_A=3G×2L=6GL$;B处力变为$F_B'=2G$,右侧力矩为$F_B'×L_B=2G×4L=8GL$。
3. 力矩比较:$8GL>6GL$,右侧力矩更大,因此杠杆右端向下倾。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,核心是正确确定力臂并计算力矩,属于基础的杠杆平衡分析题,需牢记平衡条件并灵活应用。
【难度系数】
0.6
3.《墨经》最早记载了秤的原理,它将被称物品叫作“重”,砝码叫作“权”,支点到“重”的距离叫作“本”,支点到“权”的距离叫作“标”(如图所示)。下列说法中正确的是 (
D
)
A.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”
B.“权”小于“重”时,B端一定上扬
C.增大“重”时,应更换更小的“权”
D.增大“重”时,应把“权”向A端移动

(第3题图)
答案:3. D
解析:
【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用,首先明确杠杆平衡原理:动力×动力臂=阻力×阻力臂。本题中,“权”的重力为动力,对应力臂是“标”;“重”的重力为阻力,对应力臂是“本”,平衡时满足关系:$G_{权}×标 = G_{重}×本$。接下来结合该公式逐一分析各选项的正误。
【解析】根据杠杆平衡条件$G_{权}×标 = G_{重}×本$分析:
选项A:若“权”小于“重”,即$G_{权}<G_{重}$,由公式可得$标=\frac{G_{重}×本}{G_{权}}$,因为$G_{权}$更小,所以$标>本$,而非“标一定小于本”,A错误。
选项B:“权”小于“重”时,只有当$标<本$时,B端才会上扬;若$标>本$,则A端上扬,并非“B端一定上扬”,B错误。
选项C:增大“重”(即$G_{重}$变大)时,为保持平衡,根据公式可增大“权”或增大“标”;若更换更小的“权”,则$G_{权}$变小,左边$G_{权}×标$会更小,无法平衡,C错误。
选项D:增大“重”时,$G_{重}$变大,“本”不变,需增大“标”才能保持平衡;将“权”向A端移动,支点到权的距离(标)会变大,满足平衡条件,D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件
【点评】本题结合古代秤的原理考查杠杆平衡条件的应用,关键是明确各物理量对应的力和力臂,利用平衡公式分析选项即可,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
4. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,所用的实验装置如图所示。
(1)实验前,发现杠杆左端下倾,应将杠杆右端的平衡螺母向
右
(选填“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,杠杆上的刻度线等距。当在A点挂4个钩码时,怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?(请设计两种方案)
①
在D处挂4个钩码
;②
在E处挂3个钩码
。
(3)在实验中,小明猜想:杠杆的平衡条件可能是动力+动力臂=阻力+阻力臂。小华猜想:杠杆的平衡条件可能是动力×动力臂=阻力×阻力臂。他们通过实验获得了一组数据,如下表所示。


根据上表中的数据,他们都认为自己的猜想是正确的。你认为,他们实验验证的过程中存在什么问题?答:
实验次数太少,一次实验数据有偶然性,不能得出普遍规律
。
答案:4. (1)右 (2)①在D处挂4个钩码 ②在E处挂3个钩码 (3)实验次数太少,一次实验数据有偶然性,不能得出普遍规律
解析:
【分析】
这是“探究杠杆的平衡条件”的实验题,解题思路如下:
1. 实验前杠杆调平:杠杆左端下倾说明左侧偏重,平衡螺母应向杠杆上翘的一侧(右侧)调节,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂。
2. 杠杆平衡条件应用:根据杠杆平衡原理$F_1L_1=F_2L_2$,结合A点挂4个钩码的条件,计算其他位置需挂钩码的数量,满足平衡条件即可设计两种方案。
3. 实验结论普遍性:探究物理规律需多次实验避免偶然性,仅一次实验数据得出的结论不具普遍性,存在偶然性。
【解析】
(1)实验前调节杠杆平衡时,平衡螺母向杠杆上翘的一端调节。杠杆左端下倾,右端上翘,因此应将右端的平衡螺母向右旋一些,使杠杆在水平位置平衡。
(2)设每个钩码重力为$G$,每格长度为$L$,A点力臂为$3L$,则A点力与力臂的乘积为$4G×3L=12GL$。根据杠杆平衡条件$F_2L_2=12GL$,设计两种方案:
① 若选D点(力臂为$3L$),需挂钩码数为$12GL÷(G×3L)=4$,即D处挂4个钩码;
② 若选E点(力臂为$4L$),需挂钩码数为$12GL÷(G×4L)=3$,即E处挂3个钩码。
(3)探究物理规律时,需多次实验避免偶然性。小明和小华仅用一次实验数据就得出结论,实验次数太少,结论具有偶然性,无法得出普遍规律。
【答案】
(1)右
(2)①在D处挂4个钩码 ②在E处挂3个钩码
(3)实验次数太少,一次实验数据有偶然性,不能得出普遍规律
【知识点】
杠杆的平衡条件、实验探究的基本方法
【点评】
本题围绕“探究杠杆的平衡条件”实验展开,考查实验前调平操作、杠杆平衡条件应用及实验结论的普遍性,是初中力学基础实验题,注重实验操作与原理的理解,难度适中。
【难度系数】
0.6