内容正文:
6.5 杠杆
考点01 杠杆的定义及其五要素
1.如图所示,是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。这也是一个杠杆,那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点对应位置正确的是( )
A.A﹣B﹣C B.A﹣C﹣B C.B﹣C﹣A D.C﹣A﹣B
【答案】B
【解析】人们日常生活中用起子开瓶盖时,手作用在C点向上用力,即动力,此时起子绕A点转动,所以这个杠杆的支点是A点,瓶盖对B点施加的向下的力阻碍杠杆向上转动,即阻力,所以阻力作用点是B点,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.(1)如图甲所示的弹簧测力计的示数是 N;
(2)如图乙所示,OC与斜面平行,OB与水平地面垂直,OA与斜面垂直。静止在斜面上的物块,受到的重力的方向沿着 (选填“OA”“OB”或“OC”)方向;
(3)如图丙所示,一拉杆旅行箱在力F作用下保持静止状态,图中O为支点,AB与水平线OB垂直,AB与F共线。则图中的线段 (选填“OA”“OB”或“AB”)表示力F的力臂。
【答案】 3.4 OB OB
【解析】(1)[1]弹簧测力计的一大格表示1N,里面有5个小格,其分度值为0.2N,测力计的示数为3.4N。
(2)[2]因为重力的方向是竖直向下的,图中OB的方向是与水平地面垂直,是竖直方向。
(3)[3]如图,拉杆箱是一个杠杆,O是支点,拉力F是动力,把拉力F的作用线延长为FB,过支点O向FB作垂线,则OB是拉力F的力臂。
3.如图所示,当人们钓鱼时,钓鱼竿可看成是一个杠杆。能正确表示其支点O、动力F1和阻力F2的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题干中图可知,钓鱼竿钓鱼时,支点O是下面手与鱼竿接触的位置,动力F1是上面手施加的力,方向是垂直钓鱼竿向上的,阻力F2为鱼线对鱼竿竖直向下的拉力,作用点在钓鱼竿上。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.如图所示,当行李手推车前轮遇到障碍物A时,推车人向下压扶手,这时手推车可看作杠杆,支点在 点填字母。当后轮遇到障碍物时,推车人向上提扶手,这时支点是 点。
【答案】 C B
【解析】[1]当前轮遇障碍物A时,顾客向下按扶把,这时手推车可看成杠杆,支点是C点。
[2]当后轮遇到障碍物A时,顾客向上提把,这时支点是B点。
考点02 探究杠杆平衡条件
5.如图所示,小南所在的实验小组利用实验室的器材“探究杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,用刻度尺测得杠杆相邻刻线间的距离l=5.00cm;将杠杆安装到支架上后静止如图甲所示,此时杠杆 (“是”或“不是”)处于平衡状态,小南将杠杆调节到水平位置平衡,是为了 ;
(2)小明开始实验探究,将钩码用细线悬挂在杠杆左侧。在杠杆右侧用弹簧测力计拉住杠杆,使杠杆处于水平平衡状态,此过程中应该注意使弹簧测力计的拉线沿 方向;
(3)小南按照正确的操作完成一次探究后,杠杆位置如图乙所示,A点所挂钩码的数量n=2;A点与转轴O点的距离l1=3l,弹簧测力计悬挂点B与转轴O点的距离l2=2l;若一个钩码的质量为100g,根据杠杆的平衡条件,可以知道弹簧测力计的示数F= N;(g取10N/kg)
(4)小华在图乙的基础上保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置转到b位置时,杠杆仍然保持水平平衡,如图丙所示,则此时弹簧测力计的示数F1= F(选填“>”、“<”或“=”);
(5)图丁是猴子和兔子分胡萝卜的两张漫画,看似取得了皆大欢喜的结果,但实际上猴子分得的胡萝卜重力 (选填“>”、“<”或“=”)兔子分得的萝卜重力,这是因为 。
【答案】 是 消除杠杆自重对实验的影响 竖直 3 > > 萝卜粗的一端力臂较小
【解析】(1)[1]物体处于平衡状态时,总保持静止或匀速转动状态;将杠杆安装到支架上后静止,,因此杠杆是处于平衡状态。
[2]调平衡前杠杆左高右低,说明杠杆的重心在右端,因此小南将杠杆调节到水平位置平衡,是为了使杠杆的重心落在支点上,消除杠杆自重对实验的影响。
(2)[3]在杠杆右侧用弹簧测力计拉住杠杆,使杠杆处于水平平衡状态,此过程中应该注意使弹簧测力计的拉线沿竖直方向,此时拉力的方向与杠杆垂直,拉力的力臂落在杠杆上,便于在杠杆上测力拉力的力臂。
(3)[4]由杠杆的平衡条件可得
代入数据可得
解得F=3N。
(4)[5]如果改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,根据杠杆的平衡条件可知,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡。
(5)[6][7]由图可知,萝卜被支起,处于平衡状态,根据杠杆平衡条件可知
萝卜粗的一端力臂较小,萝卜细的一端力臂较大,因此萝卜粗的一端的重力大于细的一端的重力,即猴子分得的胡萝卜重力大于兔子分得的萝卜重力。
6.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,每个钩码重为0.5N(钩码个数若干)。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移;调节水平平衡的目的是 ;
(2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点的钩码同时远离支点O移动一格,则杠杆 (选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持水平平衡”);
(3)如图丙中杠杆每个小格长度均为5cm,在C点竖直悬挂4个钩码,当在D点用力F拉杠杆。此时杠杆的类型与 (选填“筷子”、“老虎钳”或“托盘天平”)相同;
(4)如图丁所示,杠杆在水平位置始终保持平衡,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,拉力大小会 (选填“不变”或“先变小后变大”、“先变大后变小”);
(5)某同学按照图乙的数据得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符合,原因是实验过程中 。
A.没有改变力的大小
B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点
D.实验次数较少,结论具有偶然性
【答案】 左 便于直接读出力臂 6 右端下沉 托盘天平 先变小后变大 B
【解析】(1)[1]如图甲所示,杠杆向右倾斜,表明右边要重一些,所以向左调节平衡螺母。
[2]使杠杆在水平位置平衡,为了直接在杠杆上读出力臂的长度。
(2)[3]如图乙所示,A点距离支点有3格,在A点挂4个钩码,B点距离支点2格,由杠杆平衡原理得:3格×4个钩码=2格×6个钩码,所以应在B点挂6个钩码。
[4]将A、B两点的钩码同时远离支点O移动一格,则A点距离支点有4格,B点距离支点3格,由杠杆平衡原理得
4格×4个钩码<3格×6个钩码
所以杠杆向右端倾斜。
(3)[5]由图丙可以看出,C点距离支点2格,D点距离支点4格,力F与杠杆成30°角,力F的力臂是由支点向力F作垂线段,由三角函数可求力F的力臂是2格长度,所以动力臂等于阻力臂,故此时为等臂杠杆,与托盘天平原理相同。
(4)[6]当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,力臂先变长后变短,由杠杆平衡原理可得,弹簧测力计拉力应先变小后变大。
(5)[7]某同学得出的结论与杠杆平衡条件不符合,是因为力的方向始终是垂直与杠杆竖直向下,没有改变,故选B。
7.如图所示是小红和小华同学探究“杠杆平衡的条件”的几个实验情景:
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个质量均为50g的钩码;
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,则测力计的示数如何变化? ;
(4)实验结束后,小华联想到生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)、秤砣D组成(O点为刻度的起点)。如图丁所示是用杆秤称量货物时的情景。
①在称量货物时,使用提纽 (选填“B”或“C”),该杆秤的称量范围更大;
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损,称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏 (选填“大”或“小”)。
【答案】 达到 右 3 先变小后变大 C 大
【解析】(1)[1]静止状态和匀速直线运动状态都属于平衡状态,故此时杠杆达到平衡状态。
[2]图中杠杆向左端下沉,因此应将杠杆右端的平衡螺母向右调节。
(2)[3]图乙,为了让杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件可得
2G×3L=nG×2L
解得
n=3
故应在B点挂3个质量均为50g的钩码。
(3)[4]当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力的动力臂先变长后变短,而阻力与阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力会先变小后变大,故测力计的示数先变小后变大。
(4)①[5]由图丁可知,使用提纽C比使用提纽B时距离货物更近,即阻力臂更短,则秤砣的力臂变大,故此时杆秤的量程范围更大。
②[6]如果秤砣D由磨损,秤砣的重力变小,使杠杆平衡秤砣的力臂变大,对应的刻度值就会变大,所以杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏大。
考点03 杠杆作图
8.如图,作出图中F1的力臂l1及重物A的重力的示意图。
【答案】
【解析】重物的重心在物体的几何重心,重力的方向是竖直向下的,从作用点起沿竖直向下的方向,画一条带箭头的线段;O点是杠杆的支点,延长并画出F1的作用线,从支点向拉力F1作用线作垂线,即是其力臂,如图所示:
9.如图,物体在杠杆AOBC作用下如图位置静止(O为支点),试画出作用在C点使杠杆在图示位置平衡的最小动力F1的示意图。
【答案】
【解析】根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂大小都不变,要找最小的动力,必须要找出最长的动力臂,由题意可知最长的力臂是过O点连接OC,然后在过C点作OC的垂线,该条线即是最小的力的作用线,如下图所示
10.如图所示为匀速打开垃圾桶盖时的简化图。若动力作用在A点上,O点为支点,B点为桶盖重心位置,请画出桶盖受到重力G的示意图,作用在A点的最小动力F的示意图。
【答案】
【解析】重力的方向是竖直向下的,图中B为桶盖的重心,从B画竖直向下的有向线段,用G表示,由图知,以OA为动力臂是最长的力臂,根据杠杆平衡条件可知,此时动力最小,过A点作垂直于OA向上的作用力,即最小的动力F。如图所示:
11.下图是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力的力臂和阻力。(忽略摩擦,保留作图痕迹)
【答案】
【解析】把F1的作用线向下延长,过O点做F1的延长线的垂线,就是动力的力臂;阻力F2垂直于支持面向上,如图所示:
12.如图所示,质量忽略不计的硬棒AC可以绕O点转动,AB=BO=OC。在A、C两点分别挂一个物体,此时硬棒AC刚好在如图所示的位置静止。忽略绳重及支点处摩擦。
(1)画出图示位置硬棒两边受到的力FA和力臂lA和FC和力臂lC ;
(2)若在A点挂的物体的重力为200N,则在C点挂的物体的质量是 kg(g取10N/kg);
【答案】 40
【解析】(1)[1]如图所示该杠杆以O为支点,A、C分别受力作用点,受到的拉力方向沿绳子向下,力臂与对应的拉力垂直,故如下图
(2)[2]由数学知识可得
根据公式可得
由①②得
代入数据得
再根据可得C点挂的物体的质量为
考点04 杠杆相关计算
13.某轻质杠杆平衡时,动力臂l1为0.5米,阻力臂l2为1米,阻力F2的大小为50牛,求动力F1的大小。
【答案】100N
【解析】解:根据杠杆的平衡条件得
代入数据得
解得
答:动力F1为100N。
14.如图所示,如图所示的轻质杠杆OB,O为支点,OB长40厘米,AB长10厘米,B端所挂物体重为60牛,求:
(1)在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小和方向。
(2)若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物,求重物的悬挂点离O点的距离。
【答案】(1)80牛,方向竖直向上;(2)9厘米
【解析】解:(1)在A点用力使杠杆水平平衡,当力的方向与杆垂直时力的力臂最大,此时有最小力,结合支点位置可判断得力的方向是垂直于杆且方向向上,即竖直向上。
根据杠杆平衡条件得
代数据得
可求得
(2)若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物
可求得距离为
答:(1)在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小是80N,方向竖直向上;
(2)若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物,重物的悬挂点离O点的距离为9厘米。
15.如图所示,轻质杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中,杠杆AD能以B点或C点为支点在水平面内转动。AB=2BC=2CD=0.6m,D端挂有一重物,现在A点施加一个竖直向下力 F, 使得杠杆保持水平平衡。求:
(1)若重物为12N,能保持杠杆水平平衡的最大力F1。
(2)若重物为6N,能保持杠杆水平平衡的最小值F2。
(3)若施加在杠杆上的力F在某一范围内变化,能使得杠杆保持水平平衡,且这个范围内的力最大变化量,求重物的重力G。
【答案】(1)12N;(2)2N;(3)24N
【解析】解:(1)由题可知,当支点为B点时,对应的阻力臂最长为
对应的动力臂为AB=0.6m最短,此时对应的动力最大,根据杠杆的平衡条件
代入数值可得
解得
(2)由题可知,当支点为C点时,对应的阻力臂为CD=0.3m最短,对应的动力臂最长为
此时对应的动力最小, 根据杠杆的平衡条件
代入数值可得
解得
(3)当支点为C时,对应的动力最小,此时动力臂为阻力臂的3倍,则最小的动力为
当支点为B时,对应的动力最大,此时动力臂等于阻力臂,则最大的动力为
由于
即
解得。
答:(1)若重物为12N,能保持杠杆水平平衡的最大力为12N;
(2)若重物为6N,能保持杠杆水平平衡的最小值为2N;
(3)重物的重力G为24N。
16.如图所示,均匀木棒AB的长L=10m,两根竖直钢绳的上端同定在天花板上,下端分别悬在木棒上的CD两点,且AC=BD,钢绳上连接有测力计a和b,可显示钢绳受到的拉力大小。如图甲所示,当演员站在木棒的中点O时,测力计a、b的示数均为F=500N;当演员悬于木棒的最右端时,如图乙所示,测力计a的示数恰为零。已知演员重力G1=600N,木棒始终保持水平,g取10N/kg。求:
(1)木棒的重力G2;
(2)BD的长度;
(3)甲图中若木棒上的D点随测力计b一起向右平移一段距离,请推导出杠杆平衡状态下,测力计a的示数的变化情况。
【答案】(1)400N;(2)2m;(3)测力计a的示数增大
【解析】解:(1)图甲中,整体处于平衡状态,把木棒和演员看成是一个整体,整体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力的作用,根据三力平衡可得
代入数据得
解得,木棒的重力为
(2)当演员悬于木棒的最右端时,以D为支点,测力计a的示数恰为零,根据杠杆的平衡条件可知
代入数据可得
解得BD的长度为
(3)以C点为支点,D点向右移动一段距离,作用在D的力的力臂变大,阻力和阻力臂不变,此时杠杆受力平衡,作用在D的力变小。杠杆和演员整体处于静止状态,根据力的平衡可得
由于Fb变小,G总不变,所以Fa增大。
答:(1)木棒的重力为400N;
(2)BD的长度为2m;
(3)经分析推导,测力计a的示数增大。
考点05 杠杆应用
17.如图1是一种健身器械,AOB可视为一个杠杆,O是它的支点。
(1)小明用力向下拉杠杆时,重物被抬起。此时AOB是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆;
(2)他想更容易抬起重物,应该将手 (选填“靠近”或“远离”)O点,这是因为增大了 ;
(3)在图2中画出F1的力臂 。
【答案】 省力 远离 动力臂
【解析】(1)[1]因为AOB的动力臂大于阻力臂,所以AOB是省力杠杆。
(2)[2][3]由杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大时越省力,所以手应该远离O点,这样可以增大动力臂。
(3)[4]以O为支点,F1的方向是竖直向下,从支点O作动力F1作用线的垂线段l1即为F1的力臂,如图所示:
18.图所示的核桃夹属于 杠杆。若手握的位置不变,将核桃从B孔移至A孔中,会更容易夹碎核桃,这是因为:由杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可知,当 不变时, ,所以更易夹碎核桃。
【答案】 省力 动力和动力臂的乘积 阻力臂变短,产生的阻力更大
【解析】[1]核桃夹工作时动力臂比阻力臂长,因此是省力杠杆。
[2][3]由图知,核桃夹的支点在最左端,核桃分别放在A、B两孔时,作用于B处比A处的力臂更长,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2知,当动力和动力臂的乘积不变时,阻力臂越短,则阻力越大,故A孔更容易夹碎核桃。
19.如图所示,用手扣紧不锈钢碗夹器后,可抓取滚烫的菜碗。该碗夹器在使用时属于( )
A.省力杠杆 B.等臂杠杆 C.费力杠杆 D.无法确定
【答案】C
【解析】杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂;当动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;当动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,是等臂杠杆。不锈钢夹碗器在使用时,动力臂小于阻力臂,符合费力杠杆的特征。
故选C。
20.桔槔是中国古代一项伟大的发明。如图是古人利用桔槔从井里汲水的示意图,在它的前端A处用一根轻质细杆系一个水桶,在后端B处绑一块配重的石块,为支点且。汲水时,先缓慢向下拉杆;装水后,缓慢向上提杆。配重石块质量为30kg,桶重20N,桔槔的自重及摩擦不计。(g取)
(1)当人沿AC方向向下拉杆时,桔槔是 杠杆;若移动支架,以为支点,则拉力的大小将 ;
(2)向上提杆时人不施力,只借助配重石块,一次最多可以提起 kg水;
(3)为满足不同场合的提水需求,可以更换配重石块。若汲水时,向下拉杆的力为,装满水后,水和桶总重为200N,向上提桶的力为,当和的大小相等时,配重石块质量应为 kg。
【答案】(1)省力 变大 (2)8 (3)33
【解析】(1)向下拉绳放下空桶时,在A端的力为动力,B端的力为阻力,动力臂O1C大于阻力臂O1D,属于省力杠杆;若移动支架,以O2为支点,阻力的大小不变,拉力的力臂减小,而阻力臂变大,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大。
(2)向上提杆时人不施力,杠杆与水平方向的夹角不断变化,,只借助配重石块,根据杠杆的平衡条件可得
解得
(3)若汲水时,向下拉杆的力为,装满水后,水和桶总重为200N,向上提桶的力为,当和的大小相等时,根据杠杆的平衡条件可得,下拉时,由于杠杆支点两侧与是平面的夹角相等,则有
向上提水时有
联立以上两式解得
21.如图是搬运泥土的独轮车,独轮车属于 杠杆(选填“省力”或“费力”)。设车箱和泥土的总重,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的力臂是 m,小新用竖直向上的 N的力才能把独轮车抬起。
【答案】 省力 1.6 300
【解析】[1]独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
[2][3]由图可知动力作用在点时,支点在轮轴处,因此轮轴处到作用线的距离即F的力臂是l1=1.6m,重力的力臂l2=0.4m,由杠杆平衡条件得,竖直向上的力F为
22.使用杠杆,有时可以省力,有时又会费力。下列关于杠杆的分析,正确的是( )
A.费力的杠杆,可以省距离 B.省力的杠杆,可以省距离
C.费力的杠杆,不能省距离 D.省力的杠杆,不能费距离
【答案】A
【解析】AC.费力杠杆的动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,费力但省距离,故A正确,C错误;
BD.省力杠杆的动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,省力但费距离,故BD错误。
故选A。
一、单选题
1.如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,,用细线将重物悬挂在A点,在B点作用竖直向上的拉力F。则在保持杠杆水平静止的情况下( )
A.拉力F的大小为物重的2倍
B.当悬挂点左移时,F将减小
C.若物重增加2N,F的大小也增加2N
D.若F改为沿图中虚线方向施力,F将增大
【答案】D
【解析】
A.由图可知,OA=AB,阻力的力臂为动力力臂的一半,根据杠杆的平衡条件
F×OB=G×OA
可知,拉力F的大小为物重的二分之一,故A错误;
B.当悬挂点左移时,动力臂、阻力不变,阻力臂变大,则动力F将变大,故B错误;
C.若物重增加2N,根据杠杆的平衡条件可知,F的变化量为
故C错误;
D.保持杠杆在水平位置平衡,将拉力F转至虚线位置时,拉力的力臂变小,因为阻力与阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可知,拉力变大,故D正确。
故选D。
2.如图所示,杠杆上分别站着大人和小孩(G大人>G小孩)。最初杠杆保持水平状态,杠杆的自重不计,如果两人以大小相同的速度向支点O移动,则杠杆将( )
A.仍能平衡 B.大人那一端下沉
C.小孩那一端下沉 D.无法确定
【答案】C
【解析】
已知G大人>G小孩,最初杠杆保持水平状态,即大人的力臂小于小孩的力臂;两人以相同的速度向支点运动,即相等的时间内运动的路程
ΔL1=ΔL2
则
G大人ΔL1>G小孩ΔL2
即大人那边,重力×力臂减小的快;原来杠杆平衡,力和力臂的乘积相等,现在大人这边力和力臂的乘积减小的快,使得小孩那边力和力臂的乘积大,故杠杆不再平衡,小孩那边将下沉,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.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( )
A.“标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B.图中的点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,端一定上扬
D.增大“重”时,应把“权”向端移
【答案】D
【解析】
A.“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力,故A错误;
B.杠杆绕着O转动,故O为支点,故B错误;
C.“权”小于“重”时,端可能上扬,因为杠杆平衡原理可知,平衡不仅与力有关还与力臂有关,故C错误;
D.增大“重”时,重与OB的乘积变大,在权不变的情况下可以增大标,故应把“权”向端移,故D正确。
故选D。
4.如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终竖直向上的作用力F,使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将( )
A.一直是不变的 B.一直是变小的
C.先变大,后变小 D.先变小,后变大
【答案】A
【解析】
将杠杆缓慢地由OA位置拉到水平位置时,根据三角形知识可知,动力臂与阻力臂的比值不变,阻力为杠杆的重力,保持不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力的大小不变。故A符合题意,BCD符合题意。
答案A。
二、填空题
5.如图所示,有一根均匀铁棒,长为L,OA=,重力G=900N,为了不使这根铁棒的B端下沉,所需外力F至少应为______N,若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F′应为______N。
【答案】 400 450
【解析】
[1]为了不使这根铁棒的B端下沉,此时杠杆的支点是A,动力臂为
阻力臂为
根据杠杆的平衡条件可得
所以
[2]微微抬起这根铁棒的B端,此时支点是C,动力臂为
阻力臂为
根据杠杆的平衡条件可得
所以
6.如图所示,为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时AB部分水平,此时F______(是/不是/不一定是)最小的拉力,保持重物静止不动。使绳绕A点从如图位置沿虚线CD顺时针转动时F______ (变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大),F与其力臂的乘积______ (变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大)
【答案】 不是 先变小后变大 不变
【解析】
[1]阻力和阻力臂不变,动力臂越大,动力越小,连接OA,此时OA是最长动力臂,动力与OA垂直时,动力最小,如图所示:
此时AB部分水平,此时F不是最小力。
[2][3]已知阻力(物重)不变,阻力臂不变;由杠杆的平衡条件
F动l动=F阻l阻
知在F阻l阻不变的情况下,F与对应力臂的乘积不变,动力臂越长越省力;因此以OA为动力臂时,动力F最小;由图可知:当绳从图示位置沿顺时针方向旋转时,力F先变小后变大。
7.如图所示,杆秤秤砣的质量为0.2千克,杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时,被测物和秤砣到秤纽的距离分别为5厘米、20厘米,则被测物的质量为___________千克。若秤砣有缺损时,则被测物的真实质量值___________杆秤所示的质量值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
【答案】 0.8 小于
【解析】[1]如图所示:
由杠杆的平衡条件得到
G1LOA=G2LOB
m1gLOA=m2gLOB
m1=
[2]若秤砣有缺损,m2减小,而G1LOA不变,所以LOB要变大,杆秤所示的质量值要偏大。
8.如图甲所示,长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,则杠杆的重力为______N,滑环的重力为______N。
【答案】 100 50
【解析】
[1] [2] 由图甲可知,金属杆是粗细均匀的一只杠杆,重心在杠杆的中点,当s1m时,动力臂是阻力臂的二倍;
由图乙可知,此时的动力F=100N,根据F1L1=F2L2可知
(F-G滑)L1=GL2
即
100N-G滑=G-------①
根据图乙可知,s=0.1m时,F′=550N,L1=0.1m,L2=0.5m
根据F1L1=F2L2可知
(F′-G滑)L1′=GL2
即
550N-G滑=5G-------②
联立①②可得
G滑=50N,G=100N
9.小金将长为0.6m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端 A 挂一个40N 的物体,肩上支点O 离后端 A 为0.2m,他用手压住前端 B 使木棒保持水平平衡,如图所示,小金的质量为50kg,则此时肩对木棒的支持力大小为______N,人对地面的压力大小为______N(g10N /kg)。
【答案】 60 540
【解析】
[1]由题意可知,此杠杆以O为支点,动力为手对木棒B端的压力F,阻力大小等于物重G,根据杠杆的平衡条件有
FOB GOA
代入数据有
F0.4m=40N0.2m
解得F 20N,即手压木棒的压力大小为20N,木棒处于静止状态,由受力分析及力的平衡条件可得,木棒对肩的压力大小为
F压=F+G=20N+40N=60N
因木棒对肩的压力与肩对木棒的支持力是一对相互作用力,大小相等,故肩对木棒的支持力大小为60N。
[2]由题意可知,小金的重力为
G=mg=50kg10N/kg=500N
对整体受力分析有,整体受到向下的重力和向上的地面支持力F支,因整体受力平衡,
又因地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,故人对地面的压力大小为540N。
三、作图题
10.如图所示,支点为O的杠杆在力F1和F2的作用下处于静止状态,请作出力F1的力臂L1和力臂L2的力F2。
【答案】
【解析】
杠杆中,力臂是过支点与力的作用线的垂线,力F1的力臂L1和力臂L2的力F2如图所示:
11.轻质杠杆OA在如图所示的位置保持静止,请在图中画出阻力F2的力臂l2和作用在A点的最小动力F1
【答案】
【解析】
过支点O作阻力作用的垂线段l2,O到A点的距离最大,这是最长的动力臂,则力作用在杠杆的最右端时拉力最小,过A点作垂直于杠杆向上的力,即为最小拉力F1的示意图,如图所示;
12.如图所示,一群人正在利用自拍杆用手机进行自拍。自拍杆可以看成一个杠杆(O为支点),请你在图中画出阻力F2的力臂l2,并画出施加在A点的最小动力。
【答案】
【解析】
过O点作阻力F2的垂线,即为阻力F2对支点O的力臂l2;在阻力、阻力臂一定的情况下,要使动力最小,动力臂需要最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向上,当支点与动力作用点的距离作为动力臂时,动力臂是最长的,这时动力垂直这个动力臂OA,由此作出F1;如下图所示。
四、实验题
13.根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆 _____(选填“是”或“不是”)平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 _____调节(选填“左”或“右”)。
(2)要使图乙中杠杆在水平位置平衡,应在a处挂同样的钩码 _____个。
(3)小明同学通过对数据分析后得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离;与小组同学交流后,小华同学为了证明他的结论是错误的,于是做了如图丙的实验.将弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,仍使杠杆在水平位置静止时,则弹簧测力计的示数将 _____(选填“变大”、“不变”或“变小”)。此实验 _____(选填“能”或”不能”)说明小明结论是错误的。
(4)而小军同学则利用图丁进行探究实验,测量出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因可能是 _____。
(5)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了 _____。
A.减小摩擦
B.获取多组实验数据归纳出物理规律
C.多次测量取平均值减小误差
D.使每组数据更准确
【答案】 是 右 1 变大 能 没有考虑杠杆自身重力对实验的影响 B
【解析】(1)[1]物体处于静止状态或匀速转动状态时,处于平衡状态。由于图甲中的杠杆静止在图中所示位置,是平衡状态。
[2]根据杠杆平衡调节原则“右低将平衡螺母左调,左低将平衡螺母右调”,由图知道,杠杆的重心在支点左边,所以,应将平衡螺母右调,使重心右移,杠杆才能平衡。
(2)[3]设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡条件知道
F1×L1=F2×L2
即
2G×2L=nG×4L
解得n=1,即应在a处挂同样的钩码1个。
(3)[4][5]当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计拉力F的力臂变小,由杠杆平衡条件知道
F1×L1=F2×L2
实验,弹簧测力计的拉力变大;从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂;从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂,因此这个实验能说明小明的结论错误。
(4)[6]丁图杠杆受三个力:弹簧测力计对杠杆的拉力、杠杆重力、钩码对杠杆的拉力,但是小军没有考虑杠杆自身重力对实验的影响。
(5)[7]本实验多次测量的目的主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律,避免实验结论的偶然性和特殊性。
故选B。
14.如图甲所示,若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀,每个钩码均重1牛。
(1)在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码______个;
(2)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,弹簧测力计的示数为________牛;
(3)当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),其原因是:_________。
【答案】 3 6 变大 “动力×动力臂”不变,阻力臂变短了,阻力变大
【解析】(1)[1]设杠杆每一小格的长度为l,杠杆在水平位置平衡,据杠杆的平衡条件知
4N×3l=n×1N×4l
解得
n=3
那么应在B处挂3个相同的钩码。
(2)[2]杠杆水平位置平衡时有
4N×3l=F×2l
解得
F=6N
即弹簧测力计在C处竖直向上拉时,示数为6N。
(3)[3][4]弹簧测力计在C处由竖直向上拉变成逐渐向右倾斜的过程中,拉力对应的力臂(即阻力臂)变小,而动力及动力臂不变,那么拉力(即阻力)会变大。
五、计算题
15.如图所示,如图所示的轻质杠杆OB,O为支点,OB长40厘米,AB长10厘米,B端所挂物体重为60牛,求:
(1)在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小和方向。
(2)若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物,求重物的悬挂点离O点的距离。
【答案】(1)80牛,方向竖直向上;(2)9厘米
【解析】
解:(1)在A点用力使杠杆水平平衡,当力的方向与杆垂直时力的力臂最大,此时有最小力,结合支点位置可判断得力的方向是垂直于杆且方向向上,即竖直向上。
根据杠杆平衡条件得
代数据得
可求得
(2)若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物
可求得距离为
答:(1)在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小是80N,方向竖直向上;
(2)若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物,重物的悬挂点离O点的距离为9厘米。
16.如图所示,一根轻质直杠杆在水平位置保持平衡,左端挂100牛的物体G1,其力臂为0.6米,右端挂200牛的物体G2,求:
(1)右端物体G2的力臂;
(2)若在右端增加200牛的物体,要使杠杆再次水平平衡,支点应向哪端移动多少距离。
【答案】(1)0.3m;(2)支点应向右端移动0.12m
【解析】
解:(1)杠杆水平平衡时,由杠杆的平衡条件知道
则右端物体的力臂
(2)若在右端增加200牛的物体,则右端力与力臂的乘积变大,要使杠杆水平方向再次水平平衡,应减小右侧力与力臂的乘积,增大左侧力与力臂的乘积,所以,支点应向右端移动,设支点向右端移动的距离为,由杠杆的平衡条件知道
即
解得,即支点应向右端移动0.12m的距离。
答:(1)右端物体的力臂为0.3m;
(2)若在右端增加200牛的物体,要使杠杆再次水平平衡,支点应向右端移动0.12m的距离。
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6.5 杠杆
考点01 杠杆的定义及其五要素
1.如图所示,是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。这也是一个杠杆,那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点对应位置正确的是( )
A.A﹣B﹣C B.A﹣C﹣B C.B﹣C﹣A D.C﹣A﹣B
2.(1)如图甲所示的弹簧测力计的示数是 N;
(2)如图乙所示,OC与斜面平行,OB与水平地面垂直,OA与斜面垂直。静止在斜面上的物块,受到的重力的方向沿着 (选填“OA”“OB”或“OC”)方向;
(3)如图丙所示,一拉杆旅行箱在力F作用下保持静止状态,图中O为支点,AB与水平线OB垂直,AB与F共线。则图中的线段 (选填“OA”“OB”或“AB”)表示力F的力臂。
3.如图所示,当人们钓鱼时,钓鱼竿可看成是一个杠杆。能正确表示其支点O、动力F1和阻力F2的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,当行李手推车前轮遇到障碍物A时,推车人向下压扶手,这时手推车可看作杠杆,支点在 点填字母。当后轮遇到障碍物时,推车人向上提扶手,这时支点是 点。
考点02 探究杠杆平衡条件
5.如图所示,小南所在的实验小组利用实验室的器材“探究杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,用刻度尺测得杠杆相邻刻线间的距离l=5.00cm;将杠杆安装到支架上后静止如图甲所示,此时杠杆 (“是”或“不是”)处于平衡状态,小南将杠杆调节到水平位置平衡,是为了 ;
(2)小明开始实验探究,将钩码用细线悬挂在杠杆左侧。在杠杆右侧用弹簧测力计拉住杠杆,使杠杆处于水平平衡状态,此过程中应该注意使弹簧测力计的拉线沿 方向;
(3)小南按照正确的操作完成一次探究后,杠杆位置如图乙所示,A点所挂钩码的数量n=2;A点与转轴O点的距离l1=3l,弹簧测力计悬挂点B与转轴O点的距离l2=2l;若一个钩码的质量为100g,根据杠杆的平衡条件,可以知道弹簧测力计的示数F= N;(g取10N/kg)
(4)小华在图乙的基础上保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置转到b位置时,杠杆仍然保持水平平衡,如图丙所示,则此时弹簧测力计的示数F1= F(选填“>”、“<”或“=”);
(5)图丁是猴子和兔子分胡萝卜的两张漫画,看似取得了皆大欢喜的结果,但实际上猴子分得的胡萝卜重力 (选填“>”、“<”或“=”)兔子分得的萝卜重力,这是因为 。
6.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,每个钩码重为0.5N(钩码个数若干)。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移;调节水平平衡的目的是 ;
(2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点的钩码同时远离支点O移动一格,则杠杆 (选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持水平平衡”);
(3)如图丙中杠杆每个小格长度均为5cm,在C点竖直悬挂4个钩码,当在D点用力F拉杠杆。此时杠杆的类型与 (选填“筷子”、“老虎钳”或“托盘天平”)相同;
(4)如图丁所示,杠杆在水平位置始终保持平衡,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,拉力大小会 (选填“不变”或“先变小后变大”、“先变大后变小”);
(5)某同学按照图乙的数据得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符合,原因是实验过程中 。
A.没有改变力的大小
B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点
D.实验次数较少,结论具有偶然性
7.如图所示是小红和小华同学探究“杠杆平衡的条件”的几个实验情景:
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个质量均为50g的钩码;
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,则测力计的示数如何变化? ;
(4)实验结束后,小华联想到生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)、秤砣D组成(O点为刻度的起点)。如图丁所示是用杆秤称量货物时的情景。
①在称量货物时,使用提纽 (选填“B”或“C”),该杆秤的称量范围更大;
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损,称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏 (选填“大”或“小”)。
考点03 杠杆作图
8.如图,作出图中F1的力臂l1及重物A的重力的示意图。
9.如图,物体在杠杆AOBC作用下如图位置静止(O为支点),试画出作用在C点使杠杆在图示位置平衡的最小动力F1的示意图。
10.如图所示为匀速打开垃圾桶盖时的简化图。若动力作用在A点上,O点为支点,B点为桶盖重心位置,请画出桶盖受到重力G的示意图,作用在A点的最小动力F的示意图。
11.下图是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力的力臂和阻力。(忽略摩擦,保留作图痕迹)
12.如图所示,质量忽略不计的硬棒AC可以绕O点转动,AB=BO=OC。在A、C两点分别挂一个物体,此时硬棒AC刚好在如图所示的位置静止。忽略绳重及支点处摩擦。
(1)画出图示位置硬棒两边受到的力FA和力臂lA和FC和力臂lC ;
(2)若在A点挂的物体的重力为200N,则在C点挂的物体的质量是 kg(g取10N/kg);
考点04 杠杆相关计算
13.某轻质杠杆平衡时,动力臂l1为0.5米,阻力臂l2为1米,阻力F2的大小为50牛,求动力F1的大小。
14.如图所示,如图所示的轻质杠杆OB,O为支点,OB长40厘米,AB长10厘米,B端所挂物体重为60牛,求:
(1)在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小和方向。
(2)若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物,求重物的悬挂点离O点的距离。
15.如图所示,轻质杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中,杠杆AD能以B点或C点为支点在水平面内转动。AB=2BC=2CD=0.6m,D端挂有一重物,现在A点施加一个竖直向下力 F, 使得杠杆保持水平平衡。求:
(1)若重物为12N,能保持杠杆水平平衡的最大力F1。
(2)若重物为6N,能保持杠杆水平平衡的最小值F2。
(3)若施加在杠杆上的力F在某一范围内变化,能使得杠杆保持水平平衡,且这个范围内的力最大变化量,求重物的重力G。
16.如图所示,均匀木棒AB的长L=10m,两根竖直钢绳的上端同定在天花板上,下端分别悬在木棒上的CD两点,且AC=BD,钢绳上连接有测力计a和b,可显示钢绳受到的拉力大小。如图甲所示,当演员站在木棒的中点O时,测力计a、b的示数均为F=500N;当演员悬于木棒的最右端时,如图乙所示,测力计a的示数恰为零。已知演员重力G1=600N,木棒始终保持水平,g取10N/kg。求:
(1)木棒的重力G2;
(2)BD的长度;
(3)甲图中若木棒上的D点随测力计b一起向右平移一段距离,请推导出杠杆平衡状态下,测力计a的示数的变化情况。
考点05 杠杆应用
17.如图1是一种健身器械,AOB可视为一个杠杆,O是它的支点。
(1)小明用力向下拉杠杆时,重物被抬起。此时AOB是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆;
(2)他想更容易抬起重物,应该将手 (选填“靠近”或“远离”)O点,这是因为增大了 ;
(3)在图2中画出F1的力臂 。
18.图所示的核桃夹属于 杠杆。若手握的位置不变,将核桃从B孔移至A孔中,会更容易夹碎核桃,这是因为:由杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可知,当 不变时, ,所以更易夹碎核桃。
19.如图所示,用手扣紧不锈钢碗夹器后,可抓取滚烫的菜碗。该碗夹器在使用时属于( )
A.省力杠杆 B.等臂杠杆 C.费力杠杆 D.无法确定
20.桔槔是中国古代一项伟大的发明。如图是古人利用桔槔从井里汲水的示意图,在它的前端A处用一根轻质细杆系一个水桶,在后端B处绑一块配重的石块,为支点且。汲水时,先缓慢向下拉杆;装水后,缓慢向上提杆。配重石块质量为30kg,桶重20N,桔槔的自重及摩擦不计。(g取)
(1)当人沿AC方向向下拉杆时,桔槔是 杠杆;若移动支架,以为支点,则拉力的大小将 ;
(2)向上提杆时人不施力,只借助配重石块,一次最多可以提起 kg水;
(3)为满足不同场合的提水需求,可以更换配重石块。若汲水时,向下拉杆的力为,装满水后,水和桶总重为200N,向上提桶的力为,当和的大小相等时,配重石块质量应为 kg。
21.如图是搬运泥土的独轮车,独轮车属于 杠杆(选填“省力”或“费力”)。设车箱和泥土的总重,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的力臂是 m,小新用竖直向上的 N的力才能把独轮车抬起。
22.使用杠杆,有时可以省力,有时又会费力。下列关于杠杆的分析,正确的是( )
A.费力的杠杆,可以省距离 B.省力的杠杆,可以省距离
C.费力的杠杆,不能省距离 D.省力的杠杆,不能费距离
一、单选题
1.如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,,用细线将重物悬挂在A点,在B点作用竖直向上的拉力F。则在保持杠杆水平静止的情况下( )
A.拉力F的大小为物重的2倍
B.当悬挂点左移时,F将减小
C.若物重增加2N,F的大小也增加2N
D.若F改为沿图中虚线方向施力,F将增大
2.如图所示,杠杆上分别站着大人和小孩(G大人>G小孩)。最初杠杆保持水平状态,杠杆的自重不计,如果两人以大小相同的速度向支点O移动,则杠杆将( )
A.仍能平衡 B.大人那一端下沉
C.小孩那一端下沉 D.无法确定
3.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( )
A.“标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B.图中的点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,端一定上扬
D.增大“重”时,应把“权”向端移
4.如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终竖直向上的作用力F,使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将( )
A.一直是不变的 B.一直是变小的
C.先变大,后变小 D.先变小,后变大
二、填空题
5.如图所示,有一根均匀铁棒,长为L,OA=,重力G=900N,为了不使这根铁棒的B端下沉,所需外力F至少应为______N,若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F′应为______N。
6.如图所示,为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时AB部分水平,此时F______(是/不是/不一定是)最小的拉力,保持重物静止不动。使绳绕A点从如图位置沿虚线CD顺时针转动时F______ (变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大),F与其力臂的乘积______ (变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大)
7.如图所示,杆秤秤砣的质量为0.2千克,杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时,被测物和秤砣到秤纽的距离分别为5厘米、20厘米,则被测物的质量为___________千克。若秤砣有缺损时,则被测物的真实质量值___________杆秤所示的质量值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
8.如图甲所示,长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,则杠杆的重力为______N,滑环的重力为______N。
9.小金将长为0.6m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端 A 挂一个40N 的物体,肩上支点O 离后端 A 为0.2m,他用手压住前端 B 使木棒保持水平平衡,如图所示,小金的质量为50kg,则此时肩对木棒的支持力大小为______N,人对地面的压力大小为______N(g10N /kg)。
三、作图题
10.如图所示,支点为O的杠杆在力F1和F2的作用下处于静止状态,请作出力F1的力臂L1和力臂L2的力F2。
11.轻质杠杆OA在如图所示的位置保持静止,请在图中画出阻力F2的力臂l2和作用在A点的最小动力F1
12.如图所示,一群人正在利用自拍杆用手机进行自拍。自拍杆可以看成一个杠杆(O为支点),请你在图中画出阻力F2的力臂l2,并画出施加在A点的最小动力。
四、实验题
13.根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆 _____(选填“是”或“不是”)平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 _____调节(选填“左”或“右”)。
(2)要使图乙中杠杆在水平位置平衡,应在a处挂同样的钩码 _____个。
(3)小明同学通过对数据分析后得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离;与小组同学交流后,小华同学为了证明他的结论是错误的,于是做了如图丙的实验.将弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,仍使杠杆在水平位置静止时,则弹簧测力计的示数将 _____(选填“变大”、“不变”或“变小”)。此实验 _____(选填“能”或”不能”)说明小明结论是错误的。
(4)而小军同学则利用图丁进行探究实验,测量出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因可能是 _____。
(5)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了 _____。
A.减小摩擦
B.获取多组实验数据归纳出物理规律
C.多次测量取平均值减小误差
D.使每组数据更准确
14.如图甲所示,若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀,每个钩码均重1牛。
(1)在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码______个;
(2)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,弹簧测力计的示数为________牛;
(3)当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),其原因是:_________。
五、计算题
15.如图所示,如图所示的轻质杠杆OB,O为支点,OB长40厘米,AB长10厘米,B端所挂物体重为60牛,求:
(1)在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小和方向。
(2)若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物,求重物的悬挂点离O点的距离。
16.如图所示,一根轻质直杠杆在水平位置保持平衡,左端挂100牛的物体G1,其力臂为0.6米,右端挂200牛的物体G2,求:
(1)右端物体G2的力臂;
(2)若在右端增加200牛的物体,要使杠杆再次水平平衡,支点应向哪端移动多少距离。
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