内容正文:
专题训练 杠杆平衡的探究
类型一 杠杆平衡的实验探究
1. (2022·徐州)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1) 如图甲所示,安装杠杆时,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 右 调节.
(2) 如图乙,杠杆上每一小格的长度为5cm,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.
右
25
(3) 如果要用弹簧测力计向上拉,需要对图乙所示的实验设计进行的调整是 将测力计移到左端第5个小格处 .
(4) 如图丙所示,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,为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大?答: F2与其力臂的乘积最大 .
将
测力计移到左端第5个小格处
F2与其力臂的乘积最大
类型二 杠杆平衡的动态问题
2. 如图所示,轻质杠杆OA的B点挂着重物G,A端用细绳挂在圆弧形架EF上,此时OA恰好水平,且A点与圆弧形架EF的圆心重合.在绳AM的M端从E点缓慢滑到F点的过程中,绳对A点拉力的大小将( B )
A. 逐渐变小 B. 先变小再变大
C. 逐渐变大 D. 先变大再变小
B
3. (2022·镇江)如图甲所示,轻质杠杆可绕O点转动,A点悬挂一重为12N的物体M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止,已知OA=AB=BC,则F= 6 N.保持杠杆水平静止,将F的作用点从B移至C,此过程中F方向保持不变,F的力臂记为l,则F的大小变 小 ,F与的关系图线为图乙中的①;将M从A移至B,再重复上述步骤,F与的关系图线为图乙中的 ② (填序号).
6
小
②
类型三 杠杆平衡的最小力问题
4. (2022·烟台期末)“节约用水,人人有责”,我们应养成随手关闭水龙头的好习惯.水龙头手柄可视为如图所示杠杆,O为支点,F为阻力,分别沿图示的三个方向用力关闭水龙头,下列说法正确的是( B )
A. 沿F1方向最省力
B. 沿F2方向最省力
C. 沿F3方向最省力
D. 三个方向力一样大
B
5. 如图所示,用杠杆提重物,O为支点.请画出在A点使杠杆平衡的最小动力F、F的力臂l以及物体M所受重力的示意图.
类型四 杠杆平衡的图像描述
6. (2022·无锡江阴校级模拟)如图甲所示,长为1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑滑环,用竖直向上的测力计(图中未画出)拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示,则杆的重力为 100 N,滑环的重力为 50 N.
100
50
7. (2022·大连西岗期末)水平地面上有一根铁棒,在其一端施加拉力F,将其缓慢竖起来,如图所示.若拉力F的方向始终与铁棒垂直,铁棒重力的力臂为l,则在将铁棒竖起来的过程中,F与l的关系图像是( A )
A
类型五 杠杆平衡的应用
8. (2022·龙岩新罗校级期中)如图所示,小猴与小兔一起发现一个胡萝卜,想要平分,小猴找来一个小石块支起胡萝卜,使其水平平衡,小猴要左侧部分,小兔要右侧部分,则获取胡萝卜的情形是( A )
A. 小猴多 B. 小兔多
C. 二者一样多 D. 无法判定
A
9. (2022·扬州)某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A为人体重心所在位置.此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示,不计墙壁对手掌的摩擦力.(g取10N/kg)
(1) 以O为支点,请在图中作出动力F的力臂l.
(2) 该同学质量为50kg,则墙壁对人的支撑力约为 187.5 N.
(3) 若增大脚尖与墙壁间的距离,手臂仍然水平支撑在墙壁上,则支撑力F如何变化? 变大 ,并说明理由: 动力臂会减小,阻力臂会增大,阻力(人的重力)大小不变,根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大 .
187.5
变大
动力臂会减小,阻力臂会增大,阻力(人的重力)
大小不变,根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大
$$