内容正文:
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
课时1 杠杆和杠杆平衡条件
课后作业---《少年班》
01杠杆
1 如图,开瓶盖的起子是杠杆。开瓶盖时杠杆的支点、动力和阻力,表示正确的是( C )
(第1题图)
A
B
C
D
C
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2 真情境 生活物理 如图所示,由脚踏式垃圾桶的示意图可以看出,踩下脚踏A就能使盖子打开。有两个杠杆:第一个杠杆是: ABO ,支点是: B ;第二个杠杆是: A'B'O' ,支点是: A' 。
(第2题图)
解析:杠杆ABO在使用过程中,绕固定点B转动,支点是B;杠杆A'B'O'在使用过程中,绕固定点A'转动,支点是A'。
ABO
B
A'B'O'
A'
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3 链教材 P80动手动脑学物理第2题改编如图是使用钳子剪铁丝的示意图。请在图中画出支点O、动力F1的力臂l1和在A点的阻力F2。
(第3题图) (第3题答图)
答案:如答图所示
(第3题答图)
解析:用钳子剪铁丝时,钳子绕着中间的点转动,该点即为支点O;由支点O向F1的作用线作垂线,则垂线段l1就为F1的力臂;与F1相对应的,在A点阻碍杠杆转动的力是阻力F2,方向竖直向上,如答图所示。
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杠杆力臂的画法
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02杠杆的平衡条件
4 [2022·四川乐山中考]周末,爸爸领着小梅玩跷跷板,当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是( B )
A
B
C
D
解析:爸爸的重力大于小梅的重力,所以爸爸对杠杆的作用力大;由杠杆的平衡条件可知,要使跷跷板在水平方向上保持平衡,则小梅到跷跷板支点的距离与爸爸到支点的距离的比值应等于爸爸的重力与小梅的重力的比值,所以,最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是B。
B
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5 [2022·江苏徐州中考节选]在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图甲所示,杠杆上每一格的长度为5 cm,在杠杆左边挂钩码,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂为 25 cm;
解析:(1)题图甲中,杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂在杠杆上,弹簧测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度,由于每一格的长度为5 cm,共5个格,所以动力臂l1=5 cm×5=25 cm。
(第5题图)
25
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(2)如果要用弹簧测力计向上拉,需要对图甲所示的实验设计进行的调整是 将弹簧测力计移到支点左侧第5个格处 ;
解析:(2)钩码的作用效果是使杠杆逆时针转动,所以要使杠杆在水平位置平衡,且要使弹簧测力计向上拉,需将弹簧测力计移到杠杆支点左侧第5个格处。
(第5题图)
将弹簧测力计移到支点左侧第5个格处
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(3)如图乙所示,当杠杆绕支点转动时,杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3,请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大? F2与其力臂的乘积最大 。
解析:(3)作用在A点的三个力虽然大小相等,但F1、F3对应的力臂比较小,所以F1、F3与其力臂的乘积相对较小,而F2的力臂最大,F2与其力臂的乘积最大,所以对杠杆转动的作用最大。
(第5题图)
F2
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6 如图所示,在杠杆AB上挂了一个重力为G的物体。为使杠杆在图中的位置静止,请在杠杆上画出最小的动力F1和阻力F2。
(第6题图) (第6题答图)
答案:如答图所示
(第6题答图)
易错点:不能正确理解动力和阻力的概念
解析:根据杠杆的平衡条件的变形公式F1=,在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,要使动力最小,动力臂需最长。由题图知,OB比OA长,所以OB作为动力臂最长,过B点向上作OB的垂线并在垂线末端标上箭头,记为F1;物体对杠杆的拉力为阻力F2,方向竖直向下,如答图所示。
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易错总结
无论动力、阻力都是作用在杠杆上的力,它们的作用点都在杠杆上。题中的阻力不是物体的重力,重力作用在物体上,而阻力作用在杠杆上。
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7 如图所示是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是( D )
A.“标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.增大“重”时,应增大“标”
(第7题图)
D
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解析:在使用时,“权”“重”给秤的力相当于动力和阻力,秤围绕提纽处的O转动,O是支点;支点到动力、阻力的距离“标”“本”相当于力臂,故A、B错误;“权”小于“重”时,若“标”大于“本”,根据杠杆平衡条件,“权”ד标”=“重”ד本”可能成立,所以“权”小于“重”时,杠杆可能在水平位置平衡,故C错误;根据杠杆平衡条件可知,增大“重”时,由于“权”和“本”不变,应把“标”变大,故D正确。
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