内容正文:
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
微专题❺ 杠杆的动态平衡分析
1 [2022·福建福州康桥中学期末]某同学把一根蜡烛截成长短不同的两段,竖立在轻质杠杆的两边(支点在中点)。调整蜡烛位置使杠杆水平平衡,如图所示。若同时点燃蜡烛(设燃烧速度相同),则杠杆( A )
A.左端下沉 B.右端下沉
C.仍保持平衡 D.条件不足,无法判断
(第1题图)
A
保分班
解析:由题图可知,m左蜡>m右蜡,即G左蜡>G右蜡;由G左蜡L左=G右蜡L右可得,L左<L右。蜡烛燃烧速度相同,过一段时间后,蜡烛减少的质量Δm相同,减少的重力ΔG相同,此时左边:(G左蜡-ΔG)L左,右边:(G右蜡-ΔG)L右,由于G左蜡L左=}G右蜡L右,因此(G左蜡-ΔG)L左-(G右蜡-ΔG)L右=G左蜡L左-G右蜡L右-ΔGL左+ΔGL右=ΔGL右-ΔGL左,由于L左<L右,因此ΔGL右-ΔGL左>0,即(G左蜡-ΔG)L左-(G右蜡-ΔG)L右>0,所以左端下沉。故选A。
保分班
2 [2022·重庆南渝中学期末]如图所示,杠杆OA的B点挂着一重物,A端与滑块M相连,OA始终在水平位置保持静止,那么在滑块M从圆弧形架的P点缓慢滑至Q点的过程中,绳对A端拉力的大小将( D )
(第2题图)
D
A.保持不变 B.逐渐增大
C.逐渐减小 D.先变小后变大
解析:在滑块M从P点逐渐滑到Q点的过程中,杠杆始终在水平位置静止,物体的重力大小不变,则阻力大小不变,阻力臂也不变;拉力的力臂先变大后变小(当MA垂直于OA时,拉力的力臂最大);由F1l1=F2l2,可得F1=,所以拉力先变小后变大。故选D。
保分班
3 [2022·广西南宁模拟]如图所示,力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,杠杆在F作用下由图示位置缓缓拉到水平位置,在这个过程中,拉力F的变化情况是( B )
(第3题图)
A.不变 B.变大
C.变小 D.先变小后变大
B
保分班
解析:细线对杠杆的拉力F2大小等于物体的重力大小,即F2=G,重力不变,所以阻力F2不变;杠杆在F作用下由题图位置缓缓拉到水平位置,在这个过程中,动力臂的长度没有变化,细线对杠杆的拉力F2的大小没有变化,而阻力臂l2却逐渐增大;由F1l1=F2l2,可得F=F1=,所以拉力F在这个过程中逐渐变大。故选B。
保分班
4 [2022·贵州贵阳模拟]一根轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的中点挂一重物G,在杠杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,如图所示,在杠杆从图所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中,动力F1和它的力臂l1、阻力F2和它的力臂l2的变化情况是( D )
(第4题图)
D
A.F1增大,l1增大
B.F1减小,l1增大
C.F2不变,l2减小
D.F2不变,l2增大
保分班
解析:在杠杆从题图所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中,支点到力F1作用线的垂直距离变短,即动力臂l1减小;支点到阻力作用线的垂直距离变长,即阻力臂l2增大;由F1l1=F2l2,可得F1=,因为动力臂减小、阻力臂增大、阻力不变,所以动力F增大。故选D。
保分班
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