内容正文:
专题22 动态杠杆的分析
1、杠杆及五要素
(1)定义:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
(2)五要素:
支点(O):杠杆绕着转动的固定点;
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)当杠杆处于静止或匀速转动状态时,我们就说杠杆平衡了。
(2)杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即。
方法 动态杠杆的分析方法
1.杠杆在转动的过程中,动力臂、阻力臂发生变化,从而引起动力变化。此类题关键是要找到杠杆的五要素,画出动力及动力臂、阻力及阻力臂,比较转动过程中力臂的变化,再根据杠杆平衡条件得出动力的变化情况。
2.一般情况,杠杆在转动过程中有两个量是不变的,只要找出另外两个变化量之间的关系就能解决问题。
一、填空题
1.斜拉索大桥的结构进行简化可构建如图所示的模型,在压力F1不变时,为减小钢索承受的拉力F2,可适当 (选填“增加”或“减小”)钢索连接塔桥的高度。
2.一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,先后用如图所示的两种方法将其一端抬离地面,则甲方法中的动力臂 (大于/等于/小于)乙方法中的动力臂,F甲 (>/=/<)F乙。
3.如图所示,用始终与车厢挡板垂直的力F将车厢挡板从由图示位置转到A位置的过程中,重力G的力臂 ,力F的力臂 ,力F的大小 。(均选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变大后变小”或“先变小后变大”)
4.如图所示的轻质杠杆中OB=2AB,所挂物体G重为12N,在A点施加竖直向上的力F使杠杆在水平位置平衡,此时F的大小为 N,若将杠杆逆时针缓慢转动30,且力F始终与杠杆垂直,在这个过程中F将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
5.如图,工人把一罐装满油的油桶由水平位置匀速提起到甲图所示的位置。图乙是工人抬油桶的简化示意图,整个过程中,力F始终竖直向上。抬油桶时小车相当于 (省力/费力/等臂)杠杆,抬油桶的过程中,F (变大/变小/不变)。
6.如图所示,OB为一轻质杠杆,O为支点,OA=0.3m,OB=0.4m,将重30N的物体悬挂在B点,当杠杆在水平位置平衡时,在A点需加 N的拉力,这是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。若手斜向右上方拉动仍使杠杆在水平位置平衡,则手受到的拉力 (选填“变大”或“不变”或“变小”)
7.如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直,加在B点的动力F1由竖直向上的位置沿逆时针方向转到水平向左的位置,动力F1的大小变化情况是 (选填“变小”“变大”“先变小后变大”“先变大后变小”)。
8.如图所示,轻质杠杆OA的中点处悬挂重为110N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小为 N。保持F的方向始终与OA垂直,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的力臂将 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),力F的大小将 。
9.如图所示,高、重1100N的均匀圆柱形木柱M,截面半径为,将它竖直放在水平地面上时,木柱对地面的压力与地面对它的支持力是一对 力;若要使木柱的a点离开地面,至少需要 N的力。
10.古代的战争中,常常利用图中所示杠杆投掷“石弹”。在“投弹”时作用在A点的力沿 方向时最小(选填“F1”、“ F2”或“F3”)。已知石球重120N,AO∶AB=1∶6,则作用在A点力的最小值为 N(不计杠杆自重及摩擦)。
11.轻质杠杆OABC能够绕O点转动,已知,,在B点用细线悬挂重G为100N的物体,为了使杠杆在如图所示的位置平衡,在杠杆上C点所施加最小的动力为 N。
二、单选题
12.小丽停放自行车时,要用力将后轮略微提起,在如图所示的自行车上的四个点中,提起后轮最省力的点是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
13.物理学的许多概念来自于生产生活,人们对力的认识也是从日常生活开始的。下列对力学知识认识正确的是( )
A.微小压强计是利用连通器原理工作的
B.鸡蛋碰碗,蛋破了而碗不破,说明蛋受到碗施加的力大于碗受到蛋施加的力
C.探究“重力与质量的关系”实验时,使弹簧测力计的弹簧伸长的力与钩码的重力是相互作用力
D.为使杠杆在水平位置平衡,在B点施加的最小力应该沿BM方向
14.如图所示,AOB为轻质杠杆,B端用细线挂一重物G,在A端分别施