8.(易错题)如图所示为我国古代《墨经》最早记述的秤的杠杆原理,此时杠杆处于平衡状态,下列相关说法错误的是(

A.“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力
B.“权”“重”增加相同的质量,A端会上扬
C.增大“重”时,若要保持平衡,则应把“权”向A端适当移动
D.若将提纽O向B端移动一些,则杆秤测量范围变大
B
)A.“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力
B.“权”“重”增加相同的质量,A端会上扬
C.增大“重”时,若要保持平衡,则应把“权”向A端适当移动
D.若将提纽O向B端移动一些,则杆秤测量范围变大
答案
8. B [易错分析]根据力和力臂的乘积大小来判断杠杆的动态问题。杠杆原本是平衡的,即“权”ד标”=“重”ד本”。假设左右两侧增加的质量均为m,则左侧动力与动力臂的乘积增加量为mד标”,右侧阻力与阻力臂的乘积增加量为mד本”,因“标”>“本”,则mד标”>mד本”,即(“权”+m)ד标”>(“重”+m)ד本”,所以A端会下沉。
解析
【分析】
首先明确杆秤是利用杠杆原理工作的,平衡条件为“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。其中“权”是作用在杠杆上的动力,对应的力臂是“标”;“重”是阻力,对应的力臂是“本”。接下来逐一分析各选项,判断说法的正误,最终找出错误选项。
【解析】
杆秤的杠杆平衡条件为:权×标 = 重×本。
选项A:“标”是“权”的力臂,“本”是“重”的力臂,“权”和“重”是作用在杠杆上的力,该说法正确。
选项B:假设“权”“重”各增加相同质量m,则左侧力矩变为(权+m)×标,右侧力矩变为(重+m)×本。因为“标>本”,所以m×标>m×本,因此(权+m)×标 > (重+m)×本,杠杆左侧(A端)力矩更大,A端会下沉,而非上扬,该说法错误。
选项C:增大“重”时,右侧力矩增大,为保持杠杆平衡,需增大左侧力矩,即增大“权”的力臂“标”,所以应把“权”向A端移动,该说法正确。
选项D:提纽O向B端移动时,“本”(“重”的力臂)变小,根据平衡条件,在“权”和“标”足够的情况下,可测量更大的“重”,因此杆秤测量范围变大,该说法正确。
综上,错误选项为B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,属于易错题,易错点在于分析“权”“重”增加相同质量时的力矩变化,需牢记力矩是力与力臂的乘积,不能直接认为增加相同质量后杠杆仍平衡,需通过比较力矩增量判断杠杆状态。
【难度系数】
0.4
首先明确杆秤是利用杠杆原理工作的,平衡条件为“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。其中“权”是作用在杠杆上的动力,对应的力臂是“标”;“重”是阻力,对应的力臂是“本”。接下来逐一分析各选项,判断说法的正误,最终找出错误选项。
【解析】
杆秤的杠杆平衡条件为:权×标 = 重×本。
选项A:“标”是“权”的力臂,“本”是“重”的力臂,“权”和“重”是作用在杠杆上的力,该说法正确。
选项B:假设“权”“重”各增加相同质量m,则左侧力矩变为(权+m)×标,右侧力矩变为(重+m)×本。因为“标>本”,所以m×标>m×本,因此(权+m)×标 > (重+m)×本,杠杆左侧(A端)力矩更大,A端会下沉,而非上扬,该说法错误。
选项C:增大“重”时,右侧力矩增大,为保持杠杆平衡,需增大左侧力矩,即增大“权”的力臂“标”,所以应把“权”向A端移动,该说法正确。
选项D:提纽O向B端移动时,“本”(“重”的力臂)变小,根据平衡条件,在“权”和“标”足够的情况下,可测量更大的“重”,因此杆秤测量范围变大,该说法正确。
综上,错误选项为B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,属于易错题,易错点在于分析“权”“重”增加相同质量时的力矩变化,需牢记力矩是力与力臂的乘积,不能直接认为增加相同质量后杠杆仍平衡,需通过比较力矩增量判断杠杆状态。
【难度系数】
0.4
9. 如图所示,一根轻质且长度为1.8 m的直杠杆,在其左端A处挂重为10 N的物体,右端B处挂重为50 N的物体后,能在水平位置保持平衡,此时$OA:OB=$

5:1
。若将B端所挂物体重力改变为30 N,两端物体仍挂在原处,则支点应移到离A点1.35
m处,杠杆能再次水平平衡。答案
9. 5 : 1 1.35
解析
【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用,解题思路是利用杠杆平衡公式$F_1L_1=F_2L_2$,结合杠杆总长度不变的条件分步计算:首先根据初始平衡时的力与力臂关系,求出$OA$和$OB$的比值;再当B端重力改变后,设新支点到A点的距离,重新利用平衡公式列方程求解新的力臂。
【解析】
1. 初始平衡状态:根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,左端力$F_A=10N$,力臂为$OA$;右端力$F_B=50N$,力臂为$OB$,因此:
$F_A · OA = F_B · OB$
代入数值:$10N × OA = 50N × OB$,可得$\frac{OA}{OB}=\frac{50}{10}=\frac{5}{1}$,即$OA:OB=5:1$。
2. B端重力改变后的平衡:设新支点到A点的距离为$L$,则支点到B点的距离为$1.8m - L$,此时B端重力$F_B'=30N$,再次根据杠杆平衡条件:
$F_A · L = F_B' · (1.8m - L)$
代入数值:$10N × L = 30N × (1.8m - L)$
展开计算:$10L = 54 - 30L$,移项得$40L=54$,解得$L=1.35m$。
【答案】
5:1;1.35
【知识点】
杠杆平衡条件的应用
【点评】
本题是杠杆平衡条件的基础应用,核心是明确力与对应力臂的关系,通过列方程求解即可,属于难度较低的基础题型,适合巩固杠杆平衡的基本应用。
【难度系数】
0.7
本题考查杠杆平衡条件的应用,解题思路是利用杠杆平衡公式$F_1L_1=F_2L_2$,结合杠杆总长度不变的条件分步计算:首先根据初始平衡时的力与力臂关系,求出$OA$和$OB$的比值;再当B端重力改变后,设新支点到A点的距离,重新利用平衡公式列方程求解新的力臂。
【解析】
1. 初始平衡状态:根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,左端力$F_A=10N$,力臂为$OA$;右端力$F_B=50N$,力臂为$OB$,因此:
$F_A · OA = F_B · OB$
代入数值:$10N × OA = 50N × OB$,可得$\frac{OA}{OB}=\frac{50}{10}=\frac{5}{1}$,即$OA:OB=5:1$。
2. B端重力改变后的平衡:设新支点到A点的距离为$L$,则支点到B点的距离为$1.8m - L$,此时B端重力$F_B'=30N$,再次根据杠杆平衡条件:
$F_A · L = F_B' · (1.8m - L)$
代入数值:$10N × L = 30N × (1.8m - L)$
展开计算:$10L = 54 - 30L$,移项得$40L=54$,解得$L=1.35m$。
【答案】
5:1;1.35
【知识点】
杠杆平衡条件的应用
【点评】
本题是杠杆平衡条件的基础应用,核心是明确力与对应力臂的关系,通过列方程求解即可,属于难度较低的基础题型,适合巩固杠杆平衡的基本应用。
【难度系数】
0.7
10. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)安装好杠杆,如图甲杠杆静止,此时杠杆处于
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A点挂3个钩码,在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡后,记录
(3)为得到普遍规律,在做完(2)的实验后,还需要进行的实验是① 保持
(4)如图丙所示,在C点悬挂3个质量为50 g的钩码,在D点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为
(1)安装好杠杆,如图甲杠杆静止,此时杠杆处于
平衡
状态;为使杠杆在水平位置平衡,应适当向右
调节杠杆两端的平衡螺母。(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A点挂3个钩码,在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡后,记录
弹簧测力计的示数
。保持钩码和弹簧测力计的位置不变,改变钩码的数量,重复实验。(3)为得到普遍规律,在做完(2)的实验后,还需要进行的实验是① 保持
钩码数量和位置
不变,改变弹簧测力计的位置
,重复实验;② 保持弹簧测力计的位置和钩码的数量
不变,改变钩码的位置
,重复实验。(4)如图丙所示,在C点悬挂3个质量为50 g的钩码,在D点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为
1.125
N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,弹簧测力计示数F与其力臂的乘积的变化情况是不变
(变大/不变/变小)。(g取10 N/kg)答案
10. (1) 平衡 右 (2) 弹簧测力计的示数 (3) ① 钩码数量和位置 弹簧测力计的位置 ② 弹簧测力计的位置和钩码的数量 钩码的位置 (4) 1.125 不变
解析
【分析】
本题围绕“探究杠杆的平衡条件”实验展开,需结合杠杆平衡状态判断、平衡螺母调节规则、实验数据记录要求、多次实验目的及杠杆平衡条件分析:
1. 杠杆静止时处于平衡状态,平衡螺母遵循“左低右调、右低左调”的调节规则;
2. 实验需记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,本题中弹簧测力计拉力为动力,需记录其示数;
3. 多次实验为得到普遍规律,需保持部分量不变、改变另一部分量,避免偶然性;
4. 利用杠杆平衡条件计算拉力,转动弹簧测力计时,阻力和阻力臂不变,拉力与力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,据此判断乘积变化。
【解析】
(1)杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动,图甲中杠杆静止,因此处于平衡状态;图甲杠杆左端下沉,说明左侧较重,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。
(2)探究杠杆平衡条件时,需记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,本题中A点钩码的拉力为阻力,B点弹簧测力计的拉力为动力,因此需记录弹簧测力计的示数。
(3)为避免实验偶然性,得到普遍规律,需多次实验改变不同变量:①保持钩码数量和位置(即阻力和阻力臂)不变,改变弹簧测力计的位置(动力臂);②保持弹簧测力计的位置和钩码的数量(即动力和动力)不变,改变钩码的位置(阻力臂)。
(4)计算拉力:C点钩码总质量m=3×50g=150g=0.15kg,总重力G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N;设杠杆每小格长度为L,根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,得F×4L=1.5N×3L,解得F=(1.5N×3L)/4L=1.125N;弹簧测力计转动时,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,拉力与其力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,因此乘积不变。
【答案】
(1) 平衡;右 (2) 弹簧测力计的示数 (3) ① 钩码数量和位置;弹簧测力计的位置 ② 弹簧测力计的位置和钩码的数量;钩码的位置 (4) 1.125;不变
【知识点】
探究杠杆平衡条件实验,杠杆平衡条件,重力计算
【点评】
本题为探究杠杆平衡条件的基础实验题,全面考查实验操作、数据记录、多次实验目的及杠杆平衡条件的应用,注重对实验细节和原理的理解,难度适中,适合巩固杠杆相关知识。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究杠杆的平衡条件”实验展开,需结合杠杆平衡状态判断、平衡螺母调节规则、实验数据记录要求、多次实验目的及杠杆平衡条件分析:
1. 杠杆静止时处于平衡状态,平衡螺母遵循“左低右调、右低左调”的调节规则;
2. 实验需记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,本题中弹簧测力计拉力为动力,需记录其示数;
3. 多次实验为得到普遍规律,需保持部分量不变、改变另一部分量,避免偶然性;
4. 利用杠杆平衡条件计算拉力,转动弹簧测力计时,阻力和阻力臂不变,拉力与力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,据此判断乘积变化。
【解析】
(1)杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动,图甲中杠杆静止,因此处于平衡状态;图甲杠杆左端下沉,说明左侧较重,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。
(2)探究杠杆平衡条件时,需记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,本题中A点钩码的拉力为阻力,B点弹簧测力计的拉力为动力,因此需记录弹簧测力计的示数。
(3)为避免实验偶然性,得到普遍规律,需多次实验改变不同变量:①保持钩码数量和位置(即阻力和阻力臂)不变,改变弹簧测力计的位置(动力臂);②保持弹簧测力计的位置和钩码的数量(即动力和动力)不变,改变钩码的位置(阻力臂)。
(4)计算拉力:C点钩码总质量m=3×50g=150g=0.15kg,总重力G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N;设杠杆每小格长度为L,根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,得F×4L=1.5N×3L,解得F=(1.5N×3L)/4L=1.125N;弹簧测力计转动时,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,拉力与其力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,因此乘积不变。
【答案】
(1) 平衡;右 (2) 弹簧测力计的示数 (3) ① 钩码数量和位置;弹簧测力计的位置 ② 弹簧测力计的位置和钩码的数量;钩码的位置 (4) 1.125;不变
【知识点】
探究杠杆平衡条件实验,杠杆平衡条件,重力计算
【点评】
本题为探究杠杆平衡条件的基础实验题,全面考查实验操作、数据记录、多次实验目的及杠杆平衡条件的应用,注重对实验细节和原理的理解,难度适中,适合巩固杠杆相关知识。
【难度系数】
0.6
11. 一根均匀铁丝AB,在中点O用一细绳将它悬挂起来,铁丝保持平衡。若将OB这一段弯折一下,使B点和O点重合,如图所示,则此时铁丝将(

A.保持平衡
B.长端向下倾斜
C.短端向下倾斜
D.未知铁丝原长,无法判断
B
)A.保持平衡
B.长端向下倾斜
C.短端向下倾斜
D.未知铁丝原长,无法判断
答案
11. B
解析
【分析】
要判断铁丝的倾斜方向,需结合杠杆平衡条件分析。首先明确均匀铁丝初始平衡的原因,再分析弯折OB段后重心位置的变化,进而判断力臂的改变,最终通过力矩大小判断铁丝倾斜方向。
【解析】
1. 初始平衡状态:均匀铁丝AB的中点为O,因此AO与OB长度相等,两段铁丝的重力均为G,且各自的重心在自身中点处。此时AO的力臂为$\frac{AO}{2}$,OB的力臂为$\frac{OB}{2}$,根据杠杆平衡条件,$G×\frac{AO}{2}=G×\frac{OB}{2}$,铁丝保持平衡。
2. 弯折OB后的状态:将OB弯折使B与O重合后,OB段的重心向O点靠近,此时OB段的重心到O点的水平力臂小于原$\frac{OB}{2}$的长度,设为$L_2'$;而AO段的力臂仍为$\frac{AO}{2}$,且$AO=OB$,因此左边力矩为$G×\frac{AO}{2}$,右边力矩为$G×L_2'$。由于$\frac{AO}{2} > L_2'$,故左边力矩大于右边力矩,铁丝将向长端(AO端)向下倾斜。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件,重心
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实际应用,核心是理解铁丝弯折后,OB段重心位置变化导致力臂改变,需准确分析力臂对力矩的影响,避免仅考虑重力而误判平衡。
【难度系数】
0.5
要判断铁丝的倾斜方向,需结合杠杆平衡条件分析。首先明确均匀铁丝初始平衡的原因,再分析弯折OB段后重心位置的变化,进而判断力臂的改变,最终通过力矩大小判断铁丝倾斜方向。
【解析】
1. 初始平衡状态:均匀铁丝AB的中点为O,因此AO与OB长度相等,两段铁丝的重力均为G,且各自的重心在自身中点处。此时AO的力臂为$\frac{AO}{2}$,OB的力臂为$\frac{OB}{2}$,根据杠杆平衡条件,$G×\frac{AO}{2}=G×\frac{OB}{2}$,铁丝保持平衡。
2. 弯折OB后的状态:将OB弯折使B与O重合后,OB段的重心向O点靠近,此时OB段的重心到O点的水平力臂小于原$\frac{OB}{2}$的长度,设为$L_2'$;而AO段的力臂仍为$\frac{AO}{2}$,且$AO=OB$,因此左边力矩为$G×\frac{AO}{2}$,右边力矩为$G×L_2'$。由于$\frac{AO}{2} > L_2'$,故左边力矩大于右边力矩,铁丝将向长端(AO端)向下倾斜。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件,重心
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实际应用,核心是理解铁丝弯折后,OB段重心位置变化导致力臂改变,需准确分析力臂对力矩的影响,避免仅考虑重力而误判平衡。
【难度系数】
0.5
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