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第四章简单机械与能量
杠杆、滑轮
【例1】(2023·丽水)如图是教室壁挂式实物展台示意图,MV为展示台,PQ为拉住展示台的
连杆,为展示物。以下是展示台承载展示物时的杠杆示意图,其中正确的是(
M
O N
A.
B.
C.
D.
知识点睛能绕固定点转动的硬棒叫作杠杆,固定点为支点,明确动力、阻力的方向即
可求解。
【例2】(2022·绍兴)小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现
象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是()。
A.图甲中平衡螺母向左调节,图乙中右侧钩码向左移动
B.图甲中平衡螺母向左调节,图乙中右侧钩码
向右移动
C.图甲中平衡螺母向右调节,图乙中左侧钩码
向左移动
甲
D.图甲中平衡螺母向右调节,图乙中左侧钩码
向右移动
@:知识点睛调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡的方式与调节天平相似,而杠杆平衡
条件根据动力X动力臂=阻力X阻力臂进行作答。
【例3】(2022·宁波)“美好的一天,从拉着行李箱返校学习
开始。”图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平
F2
路面上,行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过
程中行李箱(含箱内物体)受到的重力G如图乙所示,则
该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F、
Y(
乙
F,?你的判断是(
)。
A.F1可能,F2不可能
B.F1不可能,F2可能
C.F1和F2都可能
D.F1和F2都不可能
:知识点睛先对行李箱进行受力分析,然后以轮子为支点分析阻力和动力是否能满足
杠杆平衡条件。
【变式1】(2020·金华)简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾,
对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可
看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于
静止状态时的示意图,O为杠杆支点,A为绳子拉力F的
作用点,B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题:
(1)定滑轮的作用是
甲
0
(2)该状态下的桶盖属于
(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
⑨:知识点睛杠杆的分类:动力臂大于阻力臂为省力杠杆,动力臂小于阻力臂为费力杠杆。
【变式2】(2018·杭州)如图所示,将长为1.2m的轻质木棒平放在水平方形台面上,左、右
两端点分别为A、B,它们距台面边缘的距离均为0.3m。在A端挂一个重为30N的物
体,在B端挂一个重为G的物体。
0.3m
0.3m
(1)若G=30N,台面受到木棒的压力为
N。
B
(2)若要使木棒右端下沉,B端挂的物体重力至少要大于
N。
(3)若B端挂物体后,木棒仍在水平台面上静止,则G的取值范
白
30N
围为
N。
一方法点拨
对于取值范围问题,通常利用极值法进行求解,即分析两种极端情况,将得出的
结果作为取值的两个端点。
【例4】(2018·台州)图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。
(1)图乙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖,C是其重力作用点,B是小壶盖
的配重,OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在图乙中作出小壶盖的重力
G及其力臂l。
(2)已知小壶盖质量为4g,OA=3cm,OC=1.4cm,OB=1cm,∠AOB=135°。要求倒
水时,壶身最多倾斜45°,小壶盖便自动打开;壶身竖直时,小壶盖在水平位置自动闭合。
求配重B的质量取值范围。(配重柄的质量和O点的摩擦均忽略不计,√2取1.4)
小壶盖
甲
之
⑨:知识点睛根据杠杆平衡条件,当配重柄水平时,配重的质量最小;当小壶盖水平时,配
重的质量最大,根据数学知识与杠杆平衡条件求解。本题的关键为画出两种情况下的
AOB受力示意图。