6.5 探究杠杆的平衡条件－第3课时 杠杆平衡的综合能力题专训 课时训练 2023－2024学年沪粤版物理八年级下册

第六章　力和机械 沪粤版八年级下 6.5 探究杠杆的平衡条件 第3课时　杠杆平衡的综合能力题专训 课时训练 知识点 杠杆动态变化问题 1.重为G的均匀木棒竖直悬挂于O点，在其下端始终施一水平方向拉力F，让木棒沿逆时针方向缓慢旋转到水平位置。在转动的过程中（　　） A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变小 C.动力F逐渐变大 D.动力F逐渐减小 （第1题） 当木棒在竖直位置时，F的力臂是木棒的长度，当木棒转过一定角度后，力与木棒不再垂直，所以动力臂变小，故A不符合题意；杠杆在转动的过程中符合杠杆的平衡条件，即阻力为木棒的重力，大小不变，木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角度后，阻力臂变大，故B不符合题意；根据杠杆的平衡条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，而动力臂减小，所以动力逐渐变大，故C符合题意，D不符合题意。 【答案】C 【点拨】 2.[2023·保定期末]如图所示，轻质杠杆OA的中点通过细线悬挂一个重力为60 N的物体，在A端施加一竖直向上的拉力F，杠杆在水平位置平衡，下列有关说法错误的是（　　） A.此杠杆为省力杠杆 B.使杠杆逆时针转动的力是拉力F C.保持拉力F的方向不变，将杠杆从实线 位置缓慢上升到虚线位置，拉力F将减小 D.杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小 为 30 N （第2题） 杠杆在水平位置平衡，此时从图中可知，动力臂比阻力臂长，则此杠杆是省力杠杆，故A正确；由图和题意可知，使杠杆逆时针转动的力是拉力F，下面所挂物体对杠杆的拉力是阻力，故B正确；当保持拉力F的方向不变，将杠杆从实线位置缓慢上升到虚线位置，由于阻力大小不变，动力臂和阻力臂的比值也不变，故拉力F大小也不变，故C错误；杠杆处于水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件可知F×L＝G×L，所以拉力F的大小为 30 N，故D正确。 【答案】C 【点拨】 3.如图甲所示的独轮车是生活中搬运泥土的轻便工具，某次搬运泥土时，车体和泥土的总重力G＝1 000 N。图乙为独轮车被抬起到某位置静止时的示意图，A为动力作用点。已知：OA＝1.2 m，C为OB连线上一点，此时OC＝0.3 m，OB＝1 m。 （2）图乙所示位置时，手需要提供的最小拉力F为 　250　⁠N；若继续向上拉动，所需最小拉力将 　变小　⁠（填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）为了更轻便，可以把车厢内泥土适当向 　左　⁠ （填“左”或“右”）移。 250　 变小　 左　 （1）独轮车可看成是一个 　省力　⁠（填“省力”或“费力”）杠杆。 省力　 （1）因为独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。 （2）根据杠杆的平衡条件，在阻力和阻力臂不变的情况下，当动力臂最长时，最省力，故在A点沿垂直于OA的方向向上用力时，动力臂最长，最省力，可得F×OA＝G×OC，则F＝＝＝250 N。 【点拨】 若继续向上拉动，动力臂不变（等于OA），阻力臂（重力的力臂）减小，阻力G不变，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，所需最小拉力将变小。 （3）为了更轻便，可以把车内泥土适当向左移动，减小阻力臂，阻力和动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力也会减小，能达到省力的目的。 4. [新问题情境] [2023·南京中华中学期中]如图所示，人的头颅也可以被看成杠杆，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力。A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点，拉力的方向始终垂直于OB，低头过程中，拉力逐渐 　增大　⁠（填“增大”“减小”或“不变”）；若头颅质量为4.5 kg，OA∶OB＝5∶1，当他低头角度θ＝30°时，肌肉对B点的拉力是 　112.5　⁠N。（g取10 N/kg） 增大　 112.5　 低头过程中，头颅重力（即阻力）的力臂变大，在重力、动力臂OB不变的情况下，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2 可知，动力（肌肉拉力）会增大。当低头角度θ＝30°时，由于实际头颅重力G＝mg＝4.5 kg×10 N/kg＝45 N，阻力臂L2＝OA，动力臂L1＝OB ，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，肌肉对B点的拉力F1＝＝＝45 N×2.5＝112.5 N。 【点拨】 5. [新考查角度]如图所示，杠杆上分别站着大人和小孩（G大人＞G小孩），且在水平位置平衡，杠杆自重不计。如果两人同时以大小相等的速度向支点移动。则杠杆将（　　） A.不能平衡，小孩那端下沉 B.不能平衡，大人那端下沉 C.仍能平衡 D.条件不够，无法判断 （第5题） 两人移动前，杠杆在水平位置平衡，设大人到支点的距离为L1，小孩到支点的距离为L2。根据杠杆的平衡条件有 G大人L1＝G小孩L2，两人以相同的速度同时向支点移动，则在相同的时间内通过的路程相等，设都为s。则移动后，有G大人（L1－s）＝G大人L1