内容正文:
null经典提优
19.如图所示
F
解析:过支点O作动力F作用线的垂线段,即为动力臂飞;
阻力F2与阻力臂2垂直且作用点在杠杆上,方向向上
第2课时杠杆的平衡条件
知识导引
1.静止匀速转动一定2.动力×动力臂=阻力X阻力
臂F1L1=F2l2
课堂作业
1.50解析:根据杠杆平衡条件可得,F11=F2L2,则F2=
F4_20NX10cm=50N.
2
4 cm
2.1:415解析:杠杆平衡时,根据杠杆平衡条件F=
F&可得,景一会=1:4:此杠杆受到的阻方是60N,期
F=×2=60NX-15N
3.D解析:设一个钩码的重力为G,杠杆上一格的长度为
L.两侧钩码同时向支点移动一格,此时3G×L≠2G×2L,
A不符合题意;两侧钩码下方同时加挂一个钩码,此时4G×
2L≠3G×3L,B不符合题意;左侧加挂一个钩码,右侧加挂
两个钩码,此时4G×2L≠4GX3L,C不符合题意;左侧取下
一个钩码,右侧钩码向左移动一格,此时2G×2L=2G×2L,
D符合题意,
4.D解析:力臂是支点到力的作用线的距离,“权”相当于
砝码,表示杠杆受到的动力,把秤的支点到“权”的距离称为
“标”,在物理中,我们把它称为动力臂;“重”就是重物,表示
杠杆受到的阻力,把秤的支点到“重”的距离称为“本”,在物
理中,我们把它称为阻力臂.因此“标”“本”表示力臂,“权”
“重”表示力,A错误;题图中的B点为阻力的作用点,杠杆的
支点是O点,B错误;根据杠杆平衡条件可知,“权”ד标”
“重”ד本”,当“权”小于“重”时,“标”可能大于“本”,杠杆可
能在水平位置平衡,所以A端不一定上扬,C错误;增大“重
时,由于“权”和“本”不变,根据杠杆平衡条件可知,应使“标
变大,即把“权”向A端移,D正确.
5.A解析:将弹簧测力计绕B点从α位置转动到b位置的
过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂
的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的
平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的.A正确
6.由杠杆平衡条件可得,Fh=F2,则F=业=
90N×0.2m=30N
0.6m
课后作业
7.C解析:力臂是指支点到力的作用线的距离,在探究杠
杆平衡条件时,为了便于测量力臂,实验时使杠杆在水平位
置平衡,把钩码对杠杆竖直向下的力作为动力和阻力,此时
动力臂和阻力臂都在杠杆上,便于测量,但也容易使学生产
生“力臂就是支点到力的作用点的距离”的错误认识,为了避
免产生这样的错误,可以用弹簧测力计取代一侧的钩码进行
实验,改变力的方向,便于正确认识力臂.虽然弹簧测力计的
方向发生了改变,但其最终目的并不在于提供不同方向的
拉力.
8.B解析:由题图可知,车轮转轴为支点,动力臂=
0.6m十0.2m=0.8m,阻力臂l2=0.2m,由Fl1=G2可得,
F×0.8m=1200NX0.2m,解得F=300N.
9.B解析:设AB=BO=OC=CD=L,每个钩码的重力为
G.在B、D两处各加挂1个钩码时,杠杆左侧力与力臂的乘
积为3G×L,右侧力与力臂的乘积为2G×2L,因3G×L≠
2GX2L,所以木板不会平衡,A错误;把D处钩码移到F处
时,杠杆左侧力与力臂的乘积为2G×L,右侧力与力臂的乘
积为GX2L,因2GXL=G×2L,所以木板会平衡,B正确;把
B处钩码移到A处,把D处钩码移到C处时,杠杆左侧力与
力臂的乘积为2G×2L,右侧力与力臂的乘积为G×L,因
2GX2L≠GXL,所以木板不会平衡,C错误;把B处钩码移
到A处,把D处钩码移到E处时,杠杆左侧力与力臂的乘积
为2GX2L,右侧力与力臂的乘积为G×2L,因2G×2L≠G×
2L,所以木板不会平衡,D错误
10.B解析:爸爸的重力大于小梅的重力,由杠杆的平衡条
件可知,小梅到支点的距离大于爸爸到支点的距离时最有可
能让跷跷板在水平位置保持平衡.B符合题意.
11.B解析:杠杆的力臂如答图所示,根据杠杆的平衡条件
可知,Gl1=G2l2,mgl1=2gl2,即mL1=2l2,由于AO=
BO,则l1>l2,所以m%<m2.
C4L∠∠∠L4∠EL∠
B
m2
12.C解析:由题图可知,向上提水时,桔槔A点受到的力
FA=G石,B点受到的力FB=G福一F人,由杠杆的平衡条件可
知,FAXLA=FB XlB,即G石XLA=(G桶一F人)XLB.将配重石
块靠近支点,则a将变小,G石、G桶和B不变,故F人会变
大,A不符合题意;将水桶远离支点,则1B将变大,G石、G桶
和A不变,故F人会变大,B不符合题意;适当增大配重石块
的重力,则G石将变大,G福、lA和lB不变,故F人会变小,
C符合题意;将支点远离地面,G石、G桶、LA和lB均不变,故
F人也不变,D不符合题意
13.A解析:把拉索在桥塔上的固定点下移,则动力臂减
小,阻力臂和阻力不变,根据杠杆平衡条件可知,动力增大,
即拉索的拉力变大
14.A解析:由题意可知,动力臂1=L,阻力与小物块的重
力大小相等,即阻力F2=G,小物块向左匀速滑动,则阻力臂
L2=L一t;根据杠杆的平衡条件可得,FXL=GX(L一t),
则F=G-,因G、u,L为常数,所以拉力F与运动时间1
是一次函数关系,A正确,
15.逐渐变小α解析:人坐在座板上,用始终与把手垂直
的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,阻力(等于配
重盘的重力)不变,阻力臂变小,动力臂不变,根据杠杆平衡
条件可知,动力变小,即拉力逐渐变小;若要增加训练强度
即增大拉力,根据杠杆平衡条件可知,在阻力、动力臂不变的
情况下,应增大阻力臂,即将配重盘向a端移.
16.(1)平衡左便于测量力臂
(2)动力×动力臂=阻
力×阻力臂只做了一次实验,实验结论具有偶然性(3)C
(4)杠杆自重对实验结果有影响解析:(1)实验前,杠杆静
止,则杠杆处于平衡状态;杠杆静止时右端低、左端高,可将
杠杆的平衡螺母向左调节;使杠杆在水平位置平衡的好处是
便于测量力臂.(2)小明得出了杠杆的平衡条件为动力×动
力臂=阻力×阻力臂;只做了一次实验就总结出实验结论,
实验结论具有偶然性,不具有普遍性,因此这样得出结论不
合理.(3)阻力和阻力臂不变,它们的乘积一定,根据杠杆的
平衡条件可知,动力臂变小,动力将变大,弹簧测力计的拉力
变大,F和l成反比,C正确.(4)题图乙中,杠杆的重心不在
支点上,杠杆自重对杠杆平衡产生了影响,导致测出的拉力
的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值大
17.(1)在B端施加始终与直杆垂直的作用力F,,则动力F
的力臂始终为OB,大小不变;阻力即直杆AB的重力的大小
不变,阻力臂减小,根据杠杆的平衡条件可知,动力F将减
小(2)均匀直杆AB的重心到0点的距离是号-OB,若在
B端施加作用力使直杆与支架恰好分离,则至少需240N的
力,根据杠杆的平衡条件可得,G×(号一OB)=F×OB,即
G×(号-0.8m)=240N×0.8m①:若在A端施加作用
力使直杆与支架恰好分离,则至少需要60N的力,根据杠杆
的平衡条件可得,G×(号-OB)=FXOA,即G×(号
0.8m)=60N×(d-0.8m)②;联立①②,解得d=4m,
G=160N
经典提优
18.C解析:由题意可知,甲、乙两个物体的密度相同,根据
杠杆的平衡条件可知,G XOA=G XOB,即DV甲gXOA=
PVz gXOB,所以V甲×OA=Vz XOB①,如果将甲、乙两
个物体(不溶于水)浸没于水中,此时甲、乙都要受到浮力的作
用,根据阿基米德原理可知,甲、乙受到的浮力分别为F浮甲=
p冰V甲g、F浮z=p咏Vzg,此时杠杆左边拉力与力臂的乘积为
(Gm一P咏V甲g)XOA=Gm XOA一P咏V甲gXOA②,右边拉
力与力臂的乘积为(Gz一p咻Vzg)XOB=G XOB
p咏Vz gXOB③,由于V甲XOA=V XOB,所以p咪V甲gX
OA=P咏Vz gXOB,则由②③两式可知,此时左、右两边拉
力与力臂的乘积仍相等,故杠杆仍然会保持平衡.
第3课时工杆的应用
知识导引
1.(从左到右,从上到下)大于小于等于距离距离
羊角锤缀子2.冬几分之一不存在的
课堂作业
1.A解析:我国天宫空间站的机械臂是仿照人的手臂设计
的,使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.筷子夹起食物时
动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,A符合题意;拔钉子的羊
角锤、剪铁丝的钢丝钳、起瓶盖的开瓶扳手在使用时动力臂
大于阻力臂,属于省力杠杆,B、C、D不符合题意
2.D解析:在使用剪刀的过程中,尽量将树枝往剪刀轴O
处靠近,根据杠杆平衡条件可知,当阻力和动力臂一定时,阻
力臂越小,动力越小,故这样做的目的是减小阻力臂,可以
省力
3.C解析:由题图可知,动力F3与杠杆垂直,则动力F3对
应的动力臂就是OB,它是最长的动力臂,由杠杆平衡条件可
知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长,动力越小,
因此F3为最小的力.
4.C解析:若拔除同一植株,则阻力相同,根据杠杆平衡条
件可知,施加的动力最小时动力臂应最大,阻力臂应最小.
C符合题意
5.(1)同一件衣服挂在B点时,阻力臂最小,阻力不变,动力
臂不变,因此动力最小4(2)如图所示
BC D
解析:(1)根据杠杆平衡条件可知,同一件衣服挂在B点时,
阻力臂最小,阻力不变,动力臂不变,因此动力最小,即A点
受到的支持力最小:若衣服重为3.6N,根据杠杆平衡条件可
得,G农服×L力=F支持Xl动力,当衣服挂在B点时,佩力=AB,
a=0A,所以此最小支持力F=合裙×G=88m×
3.6N=4N.(2)根据题意可知,B点受到的拉力的方向为竖
直向下;由于力臂是支点到力的作用线的距离,故反向延长
拉力F的作用线,作支点O到拉力F的作用线的垂线段,即
为拉力F的力臂l.
6.(1)0.2(2)右0.05(3)右端下沉解析:(1)设支点
到左端的距离为L1,则支点到右端的距离L2=L一L1
1m一L1,由杠杆平衡条件可得,F1×L1=F2XL2,即80NX
L1=20N×(1m一L1),解得L1=0.2m.(2)两端各加挂重
为10N的物体时,F=90N,F2=30N,由杠杆平衡条件可
得,F×L1=F%×L2,即90N×L1=30N×(1m-L1),解
得L1=0.25,则左边力臂变大,支点应向右移,移动的距离
△L=L1一L1=0.25m一0.2m=0.05m.(3)若将两端物体
同时向靠近支点的方向移动相同的距离△L,此时F1×L1三
FX(L1一△L)=F1XL1一F1X△L,F2XL2=F2X(L2
△L)=F2XL2-F2X△L',由F1XL=F2XL2和F1>F2
可知,F×L1<F2×L2,则杠杆右端下沉.
7.(1)1省力(2)20>解析:(1)不计摩擦和杆重,O
为支点,脚沿与杆垂直的方向用力F1时,动力臂为OB,
OB=1.4m-0.4m=1m,阻力臂为OD,如答图所示,OB>
OD,动力臂大于阻力臂,此时为省力杠杆.(2)当脚竖直向下
用力时,动力臂为OC,阻力臂为OD,如答图所示,由于F2X
0-GXOD,则R=GX8光-G×8器=50N×=
20N,故脚竖直向下用的力F2至少为20N,此时的动力臂
小于脚沿与杆垂直的方向用力时的动力臂,阻力和阻力臂不
变,故F2>F1.
1.4m
0.4m
777777777777777777777777
77
8.如图所示
F
解析:O点是支点,由杠杆的平衡条件可知,力臂最长,力最
小,若在A点施加最小力F1,则动力臂应最长,即动力臂为
OA,此时F1应与OA垂直,方向斜向下;反向延长F2的作
用线,从O点作力F2作用线的垂线段,即为阻力F2的力
臂l2.
课后作业
9.B解析:省力剪刀的把手长、刀刃短,费力剪刀的把手
短、刀刃长.由杠杆平衡条件可知,阻力一定时,阻力臂越小、
动力臂越大,动力越小,选项B中的剪刀的把手比刀刃长得
多,所以选项B中的剪刀最省力,最适合用来剪铁片.
10.B解析:用手捏开夹子时,手施加
的力是动力,钢圈施加的力是阻力;夹
子夹住物品时,钢圈施加的力是动力,
被夹物体施加的力是阻力,两种情况
下夹子的转轴处都是支点.用手捏开夹子时,夹子的手柄部
分比较长,在使用的过程中动力臂大于阻力臂,所以此时夹