内容正文:
专题16 杠杆的动态平衡问题专题突破
考点解读
(1)杠杆的平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成公式F1l1=F2l2
(2)杠杆的动态变化问题
杠杆的动态变化情况中,一般阻力大小不发生变化,但会出现动力臂、阻力臂中其中之一发生变化,或者两者同时变化,导致动力的变化。所以在解题中,先找到支点、作用力及对应的力臂,根据杠杆的平衡条件的变形式进行分析,由于阻力保持不变,所示只需要分析阻力臂和动力臂的比值的(3)杠杆的再平衡
杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。
①比较末状态时力和力臂的乘积是否相等:若相等则继续平衡;若不相等,哪端乘积大,哪端下沉,另一端上升。
②直接比较两端力和力臂的乘积的减小量或增加量是否相等而判断。
注意:若力臂的关系未知,则可通过杠杆的初始状态的平衡关系来确定。
考点训练
一.选择题(共14小题)
1.笔记本电脑在人们日常生活中起着重要的作用,如图所示是一个笔记本电脑的侧面图,用与电脑屏幕始终垂直的力F匀速掀开屏幕到竖直位置的过程中力F( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变小后变大
2.一根轻质杠杆两端分别挂着质量不等的两铁块,如图所示,此时杠杆静止。若将铁块1浸没于水中,同时将铁块2浸没于酒精中,则下列说法正确的是( )(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
A.杠杆仍然平衡 B.左端下沉,右端上升
C.左端上升,右端下沉 D.无法确定
3.如图所示,小明探究杠杆的平衡条件,挂钩码前,调节杠杆在水平位置平衡,杠杆上每格距离相等,当A点挂4个钩码时,B点挂3个钩码时,杠杆处于水平平衡。若杠杆两边同时加一个相同钩码,则杠杆( )
A.杠杆仍处于水平平衡状态
B.杠杆右端下沉
C.杠杆左端下沉
D.无法判断杠杆是否处于平衡
4.如图所示,一根粗细均匀的钢棒放在水平地面上,钢棒左端拴绳,用力F在左端竖直向上提绳,在右端离开水平地面前,力F跟提升高度h的关系的图象是下列的( )
A. B.
C. D.
5.如图一轻质杠杆OA的中点挂有一重物,在A端施加一个始终在竖直方向的力F,在将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的大小变化( )
A.先变大后变小 B.一直变大
C.一直变小 D.不变
6.如图,杠杆AO可绕O转动,B为OA中点,在B点挂一重为G的物体,用始终与OA垂直的力F抬起杠杆。下列说法不正确的是( )
A.动力F的力臂始终不变
B.若把F变为始终竖直向上,则旋转过程中,它的大小不变
C.力F先增大后减小
D.旋转过程中阻力与阻力臂的乘积一直变大
7.如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,用细线将重物悬挂在A点,在B点作用竖直向上的拉力F,则在保持杠杆水平静止的情况下,下列说法错误的是( )
A.拉力F的大小为物重的2倍
B.当悬挂点左移时,F将减小
C.若F改为沿图中虚线方向施力,F将增大
D.若物重增加2N,F的大小增加1N
8.旅行箱整体可视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆末端。在A点沿虚线方向向上施加拉力P,旅行箱在图所示位置静止。要使作用在A点的拉力减小,且旅行箱仍保持静止,下列操作中可行的是( )
A.缩短拉杆的长度
B.沿水平方向向右拉,如图中①方向所示
C.垂直拉杆方向向上拉,如图中②方向所示
D.将箱内轻的物品靠近O点摆放,使重心上升
9.如图所示,设作用在A端的力F始终与杆垂直,把挂有重物的杠杆从图示位置慢慢转动到水平位置的过程中,力F的大小将( )
A.逐渐变小 B.先变小,后变大
C.逐渐变大 D.先变大,后变小
10.如图1所示,轻质杠杆可绕O转动,A点悬挂一重物M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止。保持F方向不变,F的力臂记为l,改变B点位置,F与()的关系图像为图2中的①;将M从A移至P,再重复上述步骤,F与()的关系图像为图2中的( )
A.① B.② C.③ D.④
11.如图所示,轻质杠杆可绕O点无摩擦转动,在A端用轻质细绳悬挂一质量为200g的物体M,同时在B点施加一个始终垂直于杠杆的拉力FB,杠杆绕O点匀速转动到虚线位置,OB=2m,AB=1m。下列错误的是( )(g=10N/kg,≈1.7)
A.此过程中,拉力FB先变小后变大
B.此过程中,FB最大值为3N
C.杠杆缓慢拉至与墙面夹角为30°时,FB=1.5N
D.杠杆绕O点缓慢转动到水平位置时拉力FB做的功约为5.1J
12.如图所示,质地均匀的圆柱体,OA为圆柱体横截面的直径,在拉力F1或F2的作用下(F1与F2与OA的夹角大小始终不变),由实线位置匀速转到虚线所示位置,整个过程中,圆柱体在转动过程中不打滑,在下列分析正确的是( )
A.拉力F2省力些
B.