内容正文:
精练08 杠杆相关问题
(本专题包括杠杆静态平衡、动态平衡、最小力分析)
【知识储备】
一、杠杆
(1)杠杆
①定义:一根硬棒,在力的作用下如果能够绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
②杠杆五要素:
支点O:杠杆绕着转动的点;
动力F1:使杠杆转动的力;
阻力F2:阻碍杠杆转动的力;
动力臂l1:支点到动力作用线的距离;
阻力臂l2:支点到阻力作用线的距离。
(2)杠杆的平衡条件
①杠杆平衡:当有两个力或几个力作用在杠杆上,若杠杆保持静止或匀速转动,则杠杆平衡。
②平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂即F1L1=F2L2
(5)注意:①杠杆可以是直的,也可以是弯的。②动力和阻力使杠杆的转动方向刚好相反。决定杠杆转动的是力和力臂的乘积大小。③要使动力最小,必须使动力臂最长(如下两图所示)。④实际应用中要分清五要素,在列平衡式求解。
【专题精炼】
一.选择题(共5小题)
1.(2022•绍兴模拟)如图所示,足够长的杠杆上放着质量不相等(m1>m2)的两个球,杠杆在水平位置平衡,若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间,则杠杆( )
A.仍平衡 B.大球那端下沉
C.小球那端下沉 D.无法确定
2.(2021•鹿城区校级三模)如图是在粗糙水平地面上的密度均匀长方体物块,O为重力作用点,用始终垂直于AB边的拉力,使物体匀速绕B点向右转动到虚线位置的过程,下列能正确表示拉力随时间变化的是( )
A. B.
C. D.
3.(2023•鹿城区校级一模)为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”,农业专家自制轻质拔草器,如图所示,将拔草器左下端的叉子插入植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起。若拔同一植株,手施力最小的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2021•海曙区模拟)如图甲所示的力学装置,杠杆OAB始终在水平位置保持平衡,O为杠杆的支点,OB=20A,竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上,下端连接杠杆的A点,竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定,水箱的质量为0.8kg,底面积为200cm2,不计杠杆、细杆及连接处的重力,力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小,图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像,则( )
A.物体M的密度为0.6×103kg/m3
B.当传感器示数为0N时,加水质量为1.4kg
C.当加水质量为1.8kg时,容器对桌面的压强为1900Pa
D.加水质量为2kg时,水对水箱底部的压力为31N
5.(2021秋•江北区期末)有一质量分布不均匀的木条,质量为2.4kg,长度为AB,C为木条上的点,ACAB.现将两台完全相同的托盘天平甲、乙放在水平地面上,再将此木条支放在两秤上,B端支放在乙秤上,C点支放在甲秤上,此时甲秤的示数是0.8kg,如图所示。则欲使乙秤的示数变为0,应将甲秤向右移动的距离是(支放木条的支架重不计)( )
A.AB B.AB C.AB D.AB
二.填空题(共6小题)
6.(2022•温州模拟)如图所示,两个完全相同的托盘秤甲和乙放在水平地面上,托盘秤的自重为9N,底面积为150cm2.木条AB质量分布不均匀(粗细忽略不计),A、B是木条两端,C、D是木条上的两个点,AD=BD,AC=DC.A端放在甲上,B端放在乙上,A、B下方各垫有一个大小和质量不计的小木块,甲的示数是6N,乙的示数是18N.则甲对地面的压强是 Pa;若此时用细线系住A端,竖直向上拉细线,使A端缓慢上升,此过程中乙的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);若移动甲,让C点放在甲上,则乙的示数是 N。
7.(2021•新昌县模拟)如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直且OA=2AB,在OA的中点处挂一个G=10N重物,杠杆重力及摩擦均不计。若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止。如图甲所示,那么,此时F甲= ;若动力F乙始终与OA垂直,将杠杆由水平位置匀速向上提升重物,如图乙所示,则F乙的大小变化是 (选填“变大”、“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”);若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向,在此过程中OA始终保持水平静止,如图丙所示。请在答题纸上画出动力F丙随时间t的变化趋势。
8.(2021•绍兴模拟)如图所示,杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中,杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动,长度AC=CD=DB,左端重物G=12N.当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时,杠杆容易绕 (选填“C”或“D”)点翻转,为使杠杆AB保持水平位置平衡,拉力F1= N的最小值,最大值F2= N.(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
9.