32.中考物理专题20 杠杆动态平衡问题

32.中考物理专题20  杠杆动态平衡问题
32.中考物理专题20  杠杆动态平衡问题

专题二十 杠杆动态平衡问题

【考点梳理】 (1)杠杆的平衡条件 动力×动力臂=阻力×阻力臂 写成公式F 1l 1=F 2l 2

(2)杠杆的动态变化问题

杠杆的动态变化情况中,一般阻力大小不发生变化,但会出现动力臂1l 、阻力臂2l 中其中之一发生变化,或者两者同时变化,导致动力的变化。所以在解题中,先找到支点、作用力及对应的力臂,根据杠杆的平衡条件的变形式21

2

1

F l l

F ·

进行分析,由于阻力2F 保持不变,所示只

需要分析阻力臂和动力臂的比值1

2

l l 的(3)杠杆的再平衡

杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。

①比较末状态时力和力臂的乘积是否相等:若相等则继续平衡;若不相等,哪端乘积大,哪端下沉,另一端上升。

②直接比较两端力和力臂的乘积的减小量或增加量是否相等而判断。 注意:若力臂的关系未知,则可通过杠杆的初始状态的平衡关系来确定。 【典例赏析】

(1)阻力臂的变化引起动力的变化

1.如图1,轻质杠杆可绕O 转动,在A 点始终受一垂直..

作用于杠杆的力,在从转动A ’

位置时,力F 将( A )

A.变大

B.变小

C.先变大,后变小

D.先变小,后变大

图1 图2 图3 图4

(2)动力臂、阻力臂同时发生变化,但比值不变

2.如图2所示,用竖直向上的力F 拉着杠杆OA 的A 端,从水平位置绕着支点O 逆时针匀速转动到虚线所示的位置时,力F 的大小会( C ) A.变大 B.变小 C.不变 D.条件不足,无法判断

3.用上图3所示的杠杆提升重物,设作用在A 端的力F 始终竖直向下,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中,F 的大小将( A )

A.保持不变

B.逐渐变小

C.逐渐变大

D.先变大,后变小

4.如图4所示,一个直杠杆可绕轴O 转动,在直杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F ,将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中,力F 大小的变化情况是( A )

A.一直增大

B.一直减小

C.先增大后减小

D.先减小后增大 (3)杠杆偏转问题 ①公式:L F M ·=

②问题描述:对于处于平衡状态的杠杆,在其左右两边各加上或减小一个力F ?,或者是在其左右两边增减一个距离L ?后,杠杆会向哪边发生偏转呢。

③解决方法:设L F M ·

=。即杠杆的偏转是由力和力臂的乘积来共同决定。若右左M M =时,杠杆平衡;若右左M M >时,杠杆向左偏转;若右左M M <时,杠杆向右偏转。根据题目所给条件,首先判断出左右两边力和力臂的大小关系,求出杠杆左右两端的左M ?、右M ?(力矩变化量),并比较大小,以此求出杠杆两端剩余力矩的大小右右M M ?-、左左M M ?-,并比较大小,因此偏转问题就得以解决了。

④规律口诀:力加距离减长端沉,力减距离加短端沉 【典例赏析】

例1:小明同学研究浮力对杠杆的影响时,设计了一个实验如下图所示:

(1)将体积相同的物体AB 分别挂在杠杆的两端,如图甲所示,此时杠杆处于平衡状态,若

将两物体同时向O 点移动号相同的距离L 后,那么( C )

(2)将体积相同的物体AB 分别挂在杠杆的两端,如图乙所示,此时杠杆处于平衡状态,若

将两物体同时浸没在水中且保持不触底,则( C )

A.杠杆仍然保持平衡

B.杠杆右端向下倾

C.杠杆左端向下倾

D.条件不足,不能判断

课时作业

1.图甲所示的杠杆是平衡的。若如图乙所示,在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,杠杆

A.仍能平衡 B.不能平衡,A端上升 C.不能平衡,B端上升 D.无法判断

2.如图所示,在探究“杠杆平衡条件”的实验中,杠杆在力F作用下在水平位置平衡,现保持杠杆始终在水平位置平衡,将弹簧测力计绕B点从a转动到b的过程中,拉力F与其力臂的乘积变化情况是()

A.一直变小B.一直变大

C.一直不变D.先变小后变大

3.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,已知杠杆上每个小格的长度为2cm,用弹簧测力计在A点斜向上(与水平方向成30°角)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是()

A.此时杠杆的动力臂为0.08m

B.此时为省力杠杆

C.当弹簧测力计向左移至竖直位置时,其示数为1N

D.图中钩码的总重力为2N

4.如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将:

A.变大B.不变C.变小D.不能确定

5.如图为探究杠杆平衡条件的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力F2=10N,阻力臂l2=20cm,测力计示数F1=25N,则动力臂l1为()

A.15cm B.8cm C.50cm D.80cm

6.如图所示,轻质杆可绕O点转动.分别将质量相同的纯金块、纯银块、金银制作的王冠悬挂于杆的最左端并浸没水中,将质量与王冠相同的重物对应地悬挂在杆上的A、B、C处(图中未标出),杆恰好在水平位置平衡.测得A、C两点间的距离为7cm,B、C两点间的距离为3cm.则王冠中金和银的质量比为()

A.3:7 B.7:3 C.2:5 D.5:2

7.如图所示,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡(杠杆质量忽略不计)。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡,下列关系中正确的是

A.F1F2

C.F2

第II卷(非选择题)

请点击修改第II卷的文字说明

二、填空题

8.如图所示,硬质均匀木条OA的长为80厘米,左端与竖直墙壁连接,可以绕O点自由转动;木条的A 端以细绳悬于B点,木条恰好水平,且AB与木条垂直,一个质量为800克的小物块M在木条上从O点以v=0.2米/秒的速度向右作匀速运动,经2.5秒到达C点时,细绳恰好断裂,则细绳能承受的最大拉力是______牛(木条质量及物块的体积大小均可忽略不计)。

==,B处挂一重为6牛的小球.若要使杠杆在水9.如图所示,O点为轻质杠杆AC的支点,AB BO OC

平位置平衡,则在C点施加的力应至少为_____牛.若用最小的力使杠杆在水平位置平衡,则该力的大小为_____牛,方向竖直_____.

10.如图所示,在轻质杠杆中点处悬挂重为50N的物体,在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F,杠杆保持平衡,则F的大小为_________N。保持力F方向不变,当将重物向右移动时,要使杠杆保持平衡,力F将______(填“变大”“变小”或“不变”)。

11.如图所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动( AB=2AO )。将棱长为10cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力为30牛时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块的质量是________kg。若撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa,则力F2的大小是________N。

12.如图,OA为长2m的轻杆,与固定在竖直墙面上的光滑转轴相连接.将一重为30N的物体用轻绳拴在OA的中点B处,用垂直于OA的力F拉住轻杆,静止在图示位置,则F =_____N.

三、实验题

13.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,

(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,发现左端下降,应将平衡螺母向_____调节,使杠杆在_____位置平衡,其目的是_____.(图中杠杆上每格距离相等)

(2)如图所示,杠杆处于平衡状态.如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后,杠杆_____ (能/不能)保持平衡.

14.在“探究杠杆平衡条件”实验中:

(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在______________位置平衡.(图中杠杆上每格距离相等)

(2)实验中,改变支点两侧的钩码位置和个数,一般要做三次实验,得到三组数据并进行分析,这样做的目的是:_____________________________.

(3)如图所示,杠杆处于平衡状态.如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后,杠杆

____________保持平衡(选填“能”或“不能”).

15.下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。(每个钩码重0.5N)

(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡。

(2)如图所示,在杠杆A 点处挂4个钩码,则在B 点处应挂_______个同样的钩码,杠杆才能在水平位置平衡。

(3)如果小王又进行了如图所示的探究,考虑杠杆重力的影响,发现用弹簧测力计在C 点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数应大于_________N 。 16.利用图所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”:

(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是______________,若出现图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调。

(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,小明立即分析得出杠杆的平衡条件,他这种做法的不足是______。经老师提醒后,小明继续进行实验,如图乙所示,若将A 、B 两点下方挂的钩码同时朝远离支点O 方向移动一小格,则杠杆__________(选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。

17.在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:

(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在________位置平衡,以方便直接读出力臂;

(2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N ,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为12F F =,12L L =;而小军则认为实验还需要进一步改进,你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是________(选填“正确的”或“错误的”);

实验序号 1/N F

1/cm L

2/N F

2/cm L

1

2

3

2

3

2 3 3 3 3

3 4 3 4 3

(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码向右移动________格,杠杆才会在原位置再次平衡。

18.如图所示是探究杠杆平衡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,接下来调节杠杆两端的螺母,使杠杆处于______。

(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)如图丙所示,现给你一个量程为0~2N的弹簧测力计,若干个50g的钩码,钩码挂在C点处,现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡,则在C点处所挂钩码的最多个数为______个。

19.在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1N的钩码。

(1)为了便于测量力臂要将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡,应将平衡螺母适当往_____(选填“左”或“右”)调;

(2)杠杆调节好后,进行了三次实验,实验情景如图乙、丙、丁所示,以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2,对应的力臂为L1和L2,由此可得杠杆的平衡条件为:_____。实验中进行多次实验的目的是_____(选填“A”或“B”):

A.取平均值减少误差

B.使实验结论具有普遍性

(3)将如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个,则杠杆_____(选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”);

(4)如图1所示,用细绳竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,则拉力F为_____N;保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F大小将_____(选填“变大”、“不变”或“变小”);

(5)在生活、生产中经常应用到杠杆的平衡条件,例如用天平测量物体的质量。某次用天平测量物体质量时,如图2所示,则物体的质量为_____g。

参考答案

1.B

【解析】A端力矩增大mg2L.B端力矩增大mg3L,所以不能平衡,A端上升,选B

2.C

【解析】将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,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。

故选C。

3.D

【解析】A.当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,所以动力臂

111

42cm4cm=0.04m 2

2

l OA

==??=

故A错误;

B.由图知,钩码对杠杆拉力为阻力,阻力臂的大小

l2=3×2cm=6cm>l1

杠杆为费力杠杆,故错误;

CD.由图知,弹簧测力计示数为3N,根据杠杆的平衡条件F1l1=Gl2可得

11

2

3N4cm

=2N

6cm

F l

G

l

?

==

竖直向上拉A点时,力臂大小等于OA,由杠杆平衡条有'

12

F OA Gl

?=,所以测力计的示数

2

1

2N6cm

=1.5N

2cm4

Gl

F

OA

'

?

==

?

故C错误,D正确。

故选D。

4.A

【解析】如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,阻力的大小不变(等于物重G),阻力臂变大,动力臂不断变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力将变大.故A 正确.

5.B

【解析】根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得动力臂:

l1=22

1

10N0.2m

25N

F l

F

?

==0.08m=8cm,

故选B。

6.A

【解析】设纯金块、纯银块、金银制作的王冠以及重物的质量为m,

纯金块、纯银块、金银制作的王冠的密度分别为ρ1、ρ2、ρ3,体积分别为V 1、V 2、V 3, 由于ρ1>ρ3>ρ2,根据V

m

ρ

可知,三者的体积关系:V 1<V 3<V 2, 浸没在水中时,三者排开水的体积与各自的体积相等, 根据F 浮=ρ水gV 排可知,三者的浮力关系:F 浮1<F 浮3<F 浮2,

当质量相同(重力相同)的纯金块、纯银块、金银制作的王冠悬挂于杆的最左端并分别浸没水中时,杆的最左端受到的拉力:F 拉=G ﹣F 浮,由于F 浮1<F 浮3<F 浮2,则F 拉1>F 拉3>F 拉2,且左边拉力的力臂相同, 根据杠杆平衡条件可知,相同的重物对应地悬挂在杆上的A 、B 、C 处,如下图所示:

根据阿基米德原理和杠杆平衡条件得,当纯金块悬挂于杆的最左端并浸没水中时有: (mg ﹣ρ水gV 1)L OD =mg (L OB +L BC +L AC )﹣﹣﹣﹣﹣① 当纯银块悬挂于杆的最左端并浸没水中时有: (mg ﹣ρ水gV 2)L OD =mgL OB ﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

当金银制作的王冠悬挂于杆的最左端并浸没水中时有: (mg ﹣ρ水gV 3)L OD =mg (L OB +L BC )﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

用①﹣②得,(ρ水gV 2﹣ρ水gV 1)L OD =mg (L BC +L AC )﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 用③﹣②得,(ρ水gV 2﹣ρ水gV 3)L OD =mgL BC ﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤

用④÷⑤得, 2123v v v v --=BC AC BC L L L + =373cm cm cm + =10

3

化简整理得,10V 3﹣3V 1﹣7V 2=0﹣﹣﹣﹣﹣⑥ 设王冠中金和银的质量分别为m 1、m 2, 则王冠的体积:V 3=

1

1

m ρ +

2

2

m ρ﹣﹣﹣﹣﹣⑦

纯金块的体积:V 1=

1

1

m ρ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑧

纯银快的体积:V 2=

2

2

m ρ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑨

将⑦⑧⑨代入⑥整理得,

11

103m m ρ-+

22

107m m

ρ+=0,

由于ρ1>ρ2>0,所以,10m 1﹣3m =0;10m 2﹣7m =0; 解得:m 1=

310m ;m 2=7

10

m ; 则王冠中金和银的质量之比: m 1:m 2=

310m :7

10

m =3:7. 故选A . 7.B

【解析】AB 、设动力臂为l 2,杠杆长为l(即阻力臂为l );

由图可知,F 2与杠杆垂直,因此其力臂为最长的动力臂,由杠杆平衡条件可知F 2为最小的动力,则F 1> F 2,故A 错误,B 正确;

CD 、用力F 2使杠杆在水平位置保持平衡时, 由杠杆平衡条件可得:F 2?l 2=G ?l , 由图知l 2G ;故C 错误; 因为F 1> F 2, F 2>G , 所以F 1> F 2>G ,故D 错误。 8.5

【解析】由v =s/t 得,小球移动的距离:OC =s =vt =0.2m/s ×2.5s =0.5m =50cm ;小球的重力G =mg =800×10?3

kg ×10N/kg =8N ,细绳恰好拉断时,木条处于平衡状态,由杠杆平衡条件得:F ×OA =G 球×OC ,F ×80cm =8N ×50cm ,F =5N.

点睛:根据速度计算公式v =s/t 计算出小球移动的距离OC ;由杠杆平衡条件求出绳子刚刚拉断时,细绳承受的拉力大小。 9.6 3 向上

【解析】[1]由图可知当力的方向跟杠杆OC 垂直向下时动力臂最长,动力最小,即:

6N C BO

F CO

?=

因为BO OC =,所以:

6N C F =

[2][3]若用最小的力使杠杆在水平位置平衡,则动力1F 要最小,1F 的力臂应最大,即AO 为动力臂,方向竖直向上,大小为:

16N OB

F OA

?=

因为:

AB BO OC ==

所以:

2AO BO =

所以:

13N F =

10.25 变大

【解析】[1]根据杠杆的平衡条件得到

G ×

2l

=F ×l F =50N 22

G ==25N [2]杠杆最右端的力F 竖直向上,它的方向不变,当重物向右移动时,重物对杠杆拉力的力臂l 2变大,F 的力臂l 1不变,等于杠杆的长,阻力G 不变,由杠杆平衡条件Fl 1=Gl 2可知,力F 将变大。 11.9 52

【解析】在B 点施加力F 1=30N 时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0,对合金块进行受力分析可知,此时合金块受到竖直向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力,并且这两个力是一对平衡力,根据杠杆平衡条件:

F 1l 1=F 2l 2

可得,

G ×OA =F 1×OB ,

G ×OA =30N ×3OA ,

解得G =90N ,合金块的质量

m =

G

g =90N 10N/kg

=9kg ; 从图中可以看出,OBC 为直角三角形,而直角三角形30°角对应的直角边等于斜边的一半,故拉力F 2的力

臂为

l 2=

1

2

OB , 撤去F 1,在B 点施加F 2时,合金块对地面的压强为1.2×103

Pa ,对合金块进行受力分析可知,此时合金块受重力、绳子向上的拉力及地面对它的支持力,如图所示:

N F pS = =1.2×103Pa ×0.1m ×0.1m =12N ;

F A +F N =

G ,

F A =

G ﹣F N =90N ﹣12N =78N ,

根据杠杆平衡条件:

F 2l 2=F A OA ,

F 2×

12OB =78N ×1

3

OB , 解得F 2=52N. 12.7.5N

【解析】如图所示,动力臂的长度是2m ,从O 点向阻力的作用线画垂线,由几何关系可以得阻力臂是OB 长度的

1

2

,由杠杆平衡条件可得: 12

F OA

G OB ?=?

代入数值得:

1

2m=30N 1m 2

F ??

? 解得:F =75N 。

13.右 水平 直接从杠杆上读出力臂 不能

【解析】(1)由于杠杆的左端下降,为使杠杆在水平位置平衡,左端的平衡螺母向右移动,直到杠杆在水平位置平衡.这样可以直接从杠杆上读出力臂;

(2)假设每个钩码重1N ,每小格长度1cm ,则在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后, 左边: 339?N cm N cm ?=,右边428?N cm N cm ?= 因为左边>右边

所以杠杆不平衡,左端下降.

故答案为:(1)右;水平;直接从杠杆上读出力臂;(2)不能.

【点睛】注意:当杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上,力臂才在杠杆上.初中物理用实验探究物理问题时,有的是为了多次测量求平均值来减小误差;有的是多次测量发现变化规律;有的是为了使实验结论具有普遍性。

14.(1)水平(2)多次实验,寻找普遍规律 (3) 不能

【解析】(1)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量力臂;

(2)实验中多次测量设计为了寻找杠杆平衡的普遍规律;

(3)假设每个钩码重1N ,每小格长度1cm ,则在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后, 左边:3N ×3cm=9N ?cm ,右边4N ×2cm=8N ?cm ∵左边>右边 ∴不平衡,左端下降. 15.右63

【解析】(1)杠杆静止时,杠杆左端下沉,说明右端偏高,平衡螺母需向右调节;(2)设杠杆每个格的长度为L ,每个钩码的重力为G ,根据杠杆的平衡条件:F A L A =F B LB ,4G ?3L =F B ?2L ,解得F B =6G ,需挂6个钩码.(3)若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件:F 向上L 向上=F 向下L 向下,F ′?3L =3G ?6L ,解得F ′=6G =6×0.5N =3N ,由于杆的重心在杆的中点,方向竖直向下,重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动,所以弹簧测力计的示数应大于3N .

16.便于测量力臂 右 只做一次实验,结论具有偶然性 左端下沉

【解析】第一空.调节杠杆在水平位置平衡便于测量和读出力臂; 第二空.杠杆调平原则为哪边高则往哪边调,故应向右调节平衡螺母; 第三空.一次实验具有偶然性,应多次进行实验,使结论具有普遍性; 第四空.由杠杆平衡公式1122Fl F l =可知,当均远离O 移动一格后,1122Fl F l >,故左端下沉。

17.水平 错误的 3

【解析】(1)[1]将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以方便直接读出力臂。

(2)[2]小玲总结的杠杆的平衡条件是错误的,因为只改变力的大小,没有改变位置,没有得出普遍规律。 (3)[3]根据杠杆的平衡条件1122F L F L =,可得到

11224362F L mg L

L L F mg

?=

== 即他应该将右端的两个钩码向右移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡。 18.达到 水平位置平衡 3 6

【解析】(1)由于挂钩码前,杠杆保持静止,即杠杆处于平衡状态,所以图甲所示状态达到了平衡;由图知道,杠杆的右端较高,说明重心偏左,所以平衡螺母应向右端移动使杠杆在水平位置平衡; (2)设杠杆的一个小格为L ,一个钩码重为G ,由F 1 l 1 =F 2 l 2知道, 2G ×3L =nG ×2L ,所以,n =3,即需要在B 处挂3个钩码;

(3)根据题意知道,当F 作用点应在最左端,且F =2 N ,F 的方向垂直杠杆向上,即竖直向上时,动力臂为最长,由杠杆的平衡条件知道,此时在C 点处所挂钩码的最多,即nG ×4L =F ×6L ,代入数据解得,n =6。

19.右 11

22F L =F L (动力×动力臂=阻力×阻力臂) B 左端下沉 1 变大 72 【解析】(1)[1]由图知,右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节;

(2)[2]杠杆调节好后,进行了三次实验,实验情景如图乙、丙、丁所示,以两边钩码的重力分别为动力F 1

和阻力F 2,对应的力臂为L 1和L 2,分析上述数据,可得出的杠杆的平衡条件是:11

22F L =F L (或动力×动力臂=阻力×阻力臂);

[3]本题为探究性实验,实验中多次实验,是为了得出普遍性结论,避免偶然性,故选B ; (3)[4]如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个,左端:

248G L GL ?= ,

右端:

66G L =GL ? ,

左端大于右端,故左端下沉;

(4)[5]设杠杆每个格的长度为L ,每个钩码的重力为G =1N ,根据杠杆的平衡条件:

1122F L =F L ,可得:

224G L =F L ?? ,

解得:F =G =1N ;

[6]保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F 向左倾斜时,此时F 的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大;

(5)[7]在天平的标尺上,1g 之间有5个小格,一个小格代表的质量是0.2g ,被测物体的质量为 50g+20g+2g =72g 。

杠杆动态平衡

杠杆动态平衡的几种类型 杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化,而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态,分析杠杆的动态平衡时,一般是动中取静,根据杠杆平衡条件,分析比较,得出结论。下面就杠杆动态平衡问题归类分析。 一、阻力一定,判断动力的变化情况 1、1l 不变,2l 变化 例1、如图1所示,轻质杠杆可绕O 转动,在A 点始终受一垂直作用 于杠杆的力,在从A 转动A / 位置时,力F 将( ) A 、变大 B 、变小 C 、先变大,后变小 D 分析:由G l l F 1 2= ,F F 减小。 2、2l 不变,1l 变化 例2、如图2所示,轻质杠杆OA 的B 吊在圆环M 下,此时OA 恰成水平且A 那么当环M 从P 点逐渐滑至Q ( ) A 、保持不变 B 、逐渐增大 C 、逐渐减小 D 、由大变小再变大 分析:当M 点从P 点滑至Q 置,动力臂1l 二是从竖直位置到Q 点,动力臂1l 3、1l 与2l 同时变化,但比值不变 例3、用右图3所示的杠杆提升重物,设作用在直向下,A 、保持不变 B 、逐渐变小 C 、逐渐变大 D 、先变大,后变小 分析::F 始终竖直向下,与阻力作用线平行,分 别作出F 与G 图3

的力臂1l 和2l ,构建两个相似 三角形(同学们不妨在图中作出),可以看出, OA OB l l =2 1为定值,由杠杆平衡条件, 21Gl Fl =,得G l l F 1 2= ,所以,F 大小不变。 4、1l 与2l 同时变化 例4、如图4所示,一个直杠杆可绕轴O 转动,在直杆的中点挂一重物, 在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F ,将直杆从竖直位置 慢慢抬起到水平位置过程中,力F 大小的变化情况是( ) A 、一直增大 B 、一直减小 C 、先增大后减小 D 、先减小后增大 分析:将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中,1l 变小,2l 变大,由 G l l F 1 2= 知,F 一直在增大。 二、动力与阻力不变,动力臂与阻力臂变化 例5、如图5所示,用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆,使其静止在水平方向上, O 为麦桔杆的中点.这时有两只蚂蚁同时从O 点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行,在蚂蚁 爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡,则( ) A 、两蚂蚁的质量一定相等 B 、两蚂蚁的爬行速度大小一定相等 C 、两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等 D 、两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等 分析: 蚂蚁爬行的过程中麦桔杆始终保持乎衡,有2211l G l G =,即 t v G t v G 2211=,所以2211v G v G =。故选C 。 三、动力臂与阻力臂不变,动力与阻力改变 例6、如图6所示的轻质杠杆,AO 小于BO .在A 、B 两端悬挂重物(同种物质)G 1和G 2后杠杆平衡.若将G 1和G 2同时浸没到水中则( ) A 、杠杆仍保持平衡 B 、杠杆的A 端向下倾斜 C 、 杠杆的B 端向下倾斜 D 、无法判断 分析:在空气中,杠杆平衡,故有OB G OA G 21=; G 1和G 2同时浸没到水中,有 OB g G g OB G OA g G g OA G OB gV G OA gV G 物水物水排水排水)()ρρρρρρ2 21 12211(+--=---0=,说明杠杆仍然平衡。故选A 。 图 4 图 5 图6

初中物理杠杆教学设计

《杠杆》教学设计 北苑中学吴艳 一、教材分析 这节课是八年级物理第十三章第四节内容,在学习了力的基础上,再来介绍简单机械—杠杆。为下一节滑轮的学习埋下伏笔,有承上启下的作用。本节主要学习杠杆的概念、平衡条件及分类,有很多物理方法渗透其中,对学生是很有好处的,锻炼学生的动手能力,也扩大学生的知识面。 二、学情分析 学生已经从生活中获得较多的关于杠杆的感性认识;已经初步掌握物理实验探究的一般过程及方法;对力有所认识,知道力的三要素,会画力的示意图,有初步的作图能力。好奇心强,感性认识多于理性认识。 三、学习目标 知识与技能:认识杠杆,知道杠杆的概念和五要素,会画力臂. 过程与方法:经历探究杠杆的平衡条件,知道杠杆的分类和应用. 情感态度与价值观:能从常见工具和简单机械中识别杠杆. 四、学习重难点 1、会画出杠杆的力臂。 2、经历探究杠杆的平衡条件,能对杠杆进行分类。 五、学习用具 铁架台、钩码、杠杆、刻度尺 六、学习过程 模块一:杠杆的概念及五要素 引导学生通过生活中的实物如:船桨、剪子、核桃夹、跷跷板等得出杠杆的概念及五要素的学习。 点击链接九年级物理杠杆图片 - 豆丁网 小组交流有疑问的问题,合作解决。 预设问题: 1、什么是力的作用线? 解决措施:先让其他小组解决,解决不了的教师以图的形式进行讲解。

2、力臂的概念可能会提出支点到力的作用点的距离。 解决措施:先让学生讨论,实在解决不了的,就用实验说明,在杠杆一段固定钩码,用弹簧测力计在另一侧竖直向下拉和斜拉,发现示数改变,从而引发认知冲突,教师在这时在引入力臂的概念。 板书:杠杆的概念和五要素。 设计意图:初步介绍概念,引导学生思考,培养学生的独立思考能力和合作交流能力。 模块二:杠杆的平衡条件 在进行实验之前,引导学生思考 1、在探究杠杆的平衡条件时,为什么要使杠杆在水平位置平衡? 解决措施:大部分同学会想到静止时平衡,想不到水平位置,在学习完力臂后再告诉他们。这样方便读出力臂,便于读数。 2、什么时候我们说杠杆平衡?如果实验探究的话,在什么情况最好读数? 解决措施:杠杆平衡应该能想到静止,这里联系复习二力平衡的定义,物体受二力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说二力平衡。引发学生思考,然后再说杠杆匀速直线转动时不好读数,所以用静止状态。 然后请同学们按照探究要求,设计实验方案,并且边实验,边完成实验数据表格,然后小组内交流,得出杠杆的平衡条件。让学生代表先说出实验方案,全班交流,确定之后再进行实验,完成实验表格。学生实验时教师巡回指导,有问题及时解决,并把疑难问题记录下来。 点击链接杠杆平衡条件实验_百度文库 板书:杠杆的平衡条件。 设计意图:在实验中要做好几步,所以把实验分成很多小步,要理清思路,不要忘了实验是为了研究什么的。 模块三:杠杆的分类 通过对生活中物品的实际作用,对杠杆进行分类,引导得出省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。 点击链接杠杆应用图片素材._百度文库 设计意图:体现从生活走向物理,从物理走向社会的理念。 反思总结:

高中物理专题:受力分析与动态平衡问题

图1 图1-4 高中物理专题:受力分析与动态平衡问题 例1.如图1所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°。则小球的质量比m 2/m 1为 A . B . C . D . 2. 如图所示,物体A 靠在竖直墙面上,在力F 作用下,A 、B 保持静止。物体B 的受力个 数为( ) A .2 B .3 C .4 D .5 例2. 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化? 思考1:所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,小球质量为m ,斜面倾角为θ,向左缓慢推动斜面,直到细线与斜面平行,在这个过程中,绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况? (答案:绳上张力减小,斜面对小球的支持力增大) 思考2:如图所示,细绳一端与光滑小球连接,另一端系在竖直墙壁上的A 点,当缩短细绳小球缓慢上移的过程中,细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力如何变化? 例2.如图所示,质量为m 的小球用细线悬于天花板上。在小球上作用水平拉力F ,使细线与竖直方向保持θ角,小球保持静止状态。现让力F 缓慢由水平方向变为竖直方向。这一过程中,小球处于静止状态,细线与竖直方向夹角不变。则力F 的大小、细线对小球的拉力大小如何变化?

例3.轻绳一端系在质量为m 的物体A 上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN 的圆环上。现用水平力F 拉住绳子上一点O ,使物体A 从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中,环对杆的摩擦力F 1和环对杆的压力F 2的变化情况是 A .F 1保持不变,F 2逐渐增大 B .F 1逐渐增大,F 2保持不变 C .F 1逐渐减小,F 2保持不变 D .F 1保持不变,F 2逐渐减小 思考:如图3-4所示,在做“验证力的平行四边形定则”的实验时, 用M 、N 两个测力计通过细线拉橡皮条的结点,使其到达O 点,此时 α+β= 90°.然后保持M 的读数不变,而使α角减小,为保持结点 位置不变,可采用的办法是( )。 (A)减小N 的读数同时减小β角 (B)减小N 的读数同时增大β角 (C)增大N 的读数同时增大β角 (D)增大N 的读数同时减小β角 例4.如图4所示,在水平天花板与竖直墙壁间,通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G =40N ,绳长L =2.5m ,OA =1.5m ,求绳中张力的大小,并讨论: (1)当B 点位置固定,A 端缓慢左移时,绳中张力如何变化? (2)当A 点位置固定,B 端缓慢下移时,绳中张力又如何变化? 思考:如图所示,长度为5cm 的细绳的两端分别系于竖立地面上相距为4m 的两杆的顶端A 、B ,绳子上挂有一个光滑的轻质钩,其下端连着一个重12N 的 物体,平衡时绳中的张力多大? 思考:人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船,若水的阻力不变,则船在匀速靠岸的过程中,下列说法中正确的是( ) (A )绳的拉力不断增大 (B )绳的拉力保持不变 (C )船受到的浮力保持不变 (D )船受到的浮力不断减小 图3-4

初中物理--中考复习之杠杆动态变化问题

中考复习之杠杆动态变化问题 杠杆在我们生活中随处可见,广泛应用于各种机器、机械,在生活中应用也很广泛,比如吃饭用的筷子,钓鱼的鱼竿,修剪指甲的指甲刀,我们的胳膊,就连我们从地上抬起箱子的一端也能把箱子抽象的看成是杠杆。 初中物理关于杠杆知识的教学中,杠杆的动态变化问题是学生最难理解、教师最难讲解的问题,为了帮助同学们轻松理解杠杆变化问题,掌握其解题方法,我就初中物理杠杆变化的最常见问题,分两类分别介绍它们的变化情况和解题方法。 第一类是支点在杠杆中间,由力矩的变化量研究杠杆失去平衡发生倾斜的问题。这有两种分析方法: 1.赋值法。对于有些问题,若能根据其具体情况,合理地、巧妙地对某些元素赋值,特别是赋予确定的特殊值,往往能使问题获得简捷有效的解决,这就是赋值法。 例1如图所示,杠杆处于水平平衡状态,杠杆上每小格之间的距离相等,每个钩码的质量相等,若在两边钩码下方各加挂一只相同的钩码,释放后观察到的现象将是什么? 分析:我们给每一个钩码赋1N的重力,杠杆上每一小格赋一个单位长度,原来水平平衡时支点左边的力矩为2×3=6,右边力矩为3×2=6,两边力矩相等。若在两边钩码下方各加挂一只相同的钩码,支点左边力矩就变成了3×3=9,右边力矩变成了4×2=8,支点两边力矩不相等,左边力矩大于右边力矩,杠杆左端下沉。方法简单,易于理解。 2.分析力矩的变化量,这里面又有两种情况 (1)支点两边力矩的变化量都是增量的。 例2 如图2所示,杠杆处于水平平衡状态,每个钩码的质量相等,若在两边钩 码下方各加挂一只相同的钩码,杠杆的那端下沉?

分析:由于杠杆上没有画小格,不好用赋值法,我们可以研究杠杆力矩的变化量。杠杆原来是水平平衡的,原来的两个力矩就是相等的,M1=M2即G1L1=G2L2,由杠杆平衡条件可知,当G1<G2时,L1>L2。现在在两边钩码下各加挂同重的一个钩码后,如图3所示,杠杆是否还能水平平衡,这就要看现在杠杆两边的两个力矩是否相等。现在杠杆两边的力矩是在原来力矩相等的基础上又分别增加了力矩△M1和△M2,支点左边的力矩为M1+△M1,支点右边的力矩为M2+△M2,所以我们关键就是要研究新增加的两个力矩△M1和△M2的大小关系。设两边加挂的钩码重量都为G,△M1=GL1,△M2= GL2,由L1>L2可知△M1>△M2,所以杠杆将会失去平衡,左边下沉。是力矩增加量大的那边下沉。 例3 如图4所示,杠杆处于水平平衡状态,每个钩码的质量相等,若使杠杆两边钩码向远离杠杆支点的方向移动相同的距离,杠杆还能水平平衡吗,若不平衡,杠杆的那端下沉? 分析:杠杆原来是水平平衡的,原来支点两边的两个力矩就是相等的,M1=M2即G1L1=G2L2,由杠杆平衡条件可知,当L1>L2时,G1<G2。现在将杠杆两边钩码向远离杠杆支点的方向移动相同的距离后,如图5所示,杠杆是否还能水平平衡,仍然要看现在杠杆两边的两个力矩是否相等。现在杠杆两边的力矩是在原来力矩相等的基础上分别增加了力矩变化量△M1和△M2,支点左边的力矩为M1+△M1,支点右边的力矩为M2+△M2,所以我们关键还是要研究新增加的两个力矩△M1和△M2的大小关系。设钩码向远离杠杆支点的方向移动的距离都为L,

杠杆动态平衡的几种类型

一、选择题 1、如图所示,轻质杠杆可绕O 转动,在A 于杠杆的力,在从A 转动A / 位置时,力F 将( ) A 、变大 B 、变小 C 、先变大,后变小 D 、先变小,后变大 2、如图所示,轻质杠杆OA 的B 点挂着一个重物,A 下,此时OA 恰成水平且A 点与圆弧形架PQ 点逐渐滑至Q 点的过程中,绳对A 端的拉力大小将( A 、保持不变 B 、逐渐增大 C 、逐渐减小 D 、由大变小再变大 3、用右图所示的杠杆提升重物,设作用在A 端的力F 在将重物慢慢提升到一定高度的过程中,F 的大小将( A 、保持不变 B 、逐渐变小 C 、逐渐变大 D 、先变大,后变小 4、如图所示,一个直杠杆可绕轴O 转动,在直杆的物, 在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F ,慢慢抬起到水平位置过程中,力F 大小的变化情况是( A 、一直增大 B 、一直减小 C 、先增大后减小 D 。 5水平方向上,O 点分别向着麦桔杆的两端匀速A 、两蚂蚁的质量一定相等 B 、两蚂蚁的爬行速度大小一定相等 C 、两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等 D 、两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等 6、如图所示的轻质杠杆,AO 小于BO .在A 、B 两端悬挂重物 (同种物质)G 1和G 2后杠杆平衡.若将G 1和G 2同时浸没到水中则( ) A 、杠杆仍保持平衡 B 、杠杆的A 端向下倾斜 C 、 杠杆的B 端向下倾斜 D 、无法判断 7.如图是手负重示意图,当手臂按图示方向伸展时,下列图象能 表示负重大小与手臂伸展程度大致关系的是 ( ) 图12 图3 B G

A B C D 8.一架不准确的天平,主要原因是横梁左右两臂不等长。为了减少实验误差,先把物体放在左盘称得质量为m1,再把物体放在右盘称得质量为m2,该物体的真实质量为( ) 9.如图所示的装置中,甲物重5 N,乙物重3 N。甲、乙均保持静止 状态,不计弹簧测力计自重。则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分 别是 A.0 N,3 N B.0 N,5 N C.2 N,5 N D.2 N,3 N 10.如图所示,动滑轮重2 N,弹簧秤的示数为10N,则拉力F和物 体的重为 A.20N,18N B.10N,18N C.18N,10N D.20N,20N 11.如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物 体.不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是 A.20N B.25N C.30N D.35N 12.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是

中考物理杠杆作图Word版

杠杆作图 一、作力臂 1.如下图所示,在图中分别画出力F 1和F 2和力臂L 1和L 2。 2、在下列左图中画出斜面上“不倒翁”受重力的示意图,并画出重力相对于O点的力臂l 1. (黑点表示“不倒翁”的重心) 3、如中图所示,O 是简易晾衣架的支点,请在图中作出绳子拉力F 的力臂和衣服所受重力的示意图.在右图 画出小球受力示意图. 4.(1)如左图所示,杠杆AO(O 是支点)受到绳子的拉力F 和重物的拉力G 的作用等,试画出并标明力F 、G 对支点O 的力臂. (2)右图OA 是一根能绕O 转动的杠杆,在图中作出力F 的力臂 (3)如左图中ABO 可看成杠杆,O 为支点,请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。 5.(1)如左图是自行车的刹车手柄示意图,请画出动力和阻力的力臂。 (2)抽水机如右下图所示,O 为支点,请画出力F 1和F 2的力臂. (3)铁锹是一种杠杆,请在右图中画出F 1和F 2的力臂L 1和L 2。 二、作五要素 6.如左图某同学斜拉旅行箱站立时的简化模型。请在图中画出阻力的示意图及阻力的力臂 7.如左图所示,请你画出这根钓鱼竿杠杆五要素。 8.如右图所示,一根粗细均匀的筷子放在盛有半碗水的碗中,此时的筷子可以等效为一根绕O 点转的杠杆,画出这时的杠杆五要素。 9.下图为一指甲刀的示意图,它由三个杠杆组成,若用F l 的力剪指甲时,试画出三个杠杆的五要素。 B A O F F 2 F 1 O F 1 F 2 图4 F O

三、已知力臂作力 10.(1)如下左图,杠杆OA 在力F 1、F 2的作用下处于静止状态,l 2是F 2的力臂,画出F 1的力臂和力F 2 (2)如右图所示,杠杆OA 在F 1、F 2两个力作用下平衡,图中已画出了杠杆A 端受的力F 1。 如果虚线OO , 是力F 2的力臂,请在杠杆上标出F 2的作用点B ,并画出力F 2的示意图。 四、作最小(省)的力 11.如图所示,O 为杠杆AC 的支点,在B 处挂一小球,AO =OB =BC ,为使杠杆在水平位置平 衡,(1)画出施加在杠杆A 点上最小动力F A 的力臂L A ,并标出F A 的方向 (2)画出施加在杠杆B 点上最小动力F B 的力臂L B ,并标出F B 的方向 (3)画出施加在杠杆C 点上最小动力F C 的力臂L C ,并标出F C 的方向 (4)F A 、F B 、F C 中哪个最小? 12.画出使杠杆AB 在图所示位置静止时所用最小力F 的作用点和方向。 13.如下右图所示,使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上A 点. 请作出拔钉子时所用最小动力F 的示意图. (注意:请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线) 14.在下图中,分别画出向上、向下用力撬动大石头最小力的作用点和方向。并比较二次最小力的大小,得到真正的最小力。 14? 曲杆AOBC 自重不计,O 为支点,AO=60cm ,OB=40cm ,BC=30cm 要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小的力F 的示意图及其力臂l. 15? 在左下图中画出杠杆平衡时作用在B 点最小的力和这个力的力臂(O 为支点). 16? 一均匀圆柱体放在水平地面上如右上图所示,靠在台阶边,为了使它滚上这个台阶,在圆柱体边缘上哪一点、沿什么方向施力才能用最小的力使圆柱体刚好离开地面?在图上标出这一点,并画出此力的方向和力臂. 17. 如图是列车上售食品的手推车,当前轮遇到障碍物时,售货员向下按扶把,使手推车前轮 向上翘起,请画出售货员所用的最小动力及其力臂. 18. 在下列中图中,要将书桌的C 点轻轻抬起,请在图中画出最小的动力F; 19. 在下列右图画出最小的动力F; 20,如图是表示人的脚跟提起后的姿势。O 是脚尖与地面的接触点,画出动力F 1的力臂力臂。 21.如图是一种挖土机吊臂的示意图。动力为F 1,阻力为F 2,试作出动力臂l 1和阻力臂l 2。 22? 为了防止翻倒,篮球架常常在底座后方加一个质量很大的铁块作为配重。如图所示,0为支点,试在A 点画出铁块对底座的压力F ,并画出F 的力臂。 23、在图右中正方体在皮带轮上向右匀速运动,画出正方体受力的示意图 B C A O △ 向上用力 向下用力 · O A O , F 1 ν A B C D A B C

高中物理动态平衡专题82250

高中物理动态平衡专题 在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。根据现行高考要求,物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。 一 物体受三个力作用 例1. 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化? 解析:取球为研究对象,如图1-2所示,球受重力G 、斜面支持力F 1、挡板支持力F 2。因为球始终处于平衡状态,故三个力的合力始终为零,将三个力矢量构成封闭的三角形。F 1的方向不变,但方向不变,始终与斜面垂直。F 2的大小、方向均改变,随着挡板逆时针转动时,F 2的方向也逆时针转动,动态矢量三角形图1-3中一画出的一系列虚线表示变化的 F 2。由此可知,F 2先减小后增大,F 1随β增大而始终减小。 例2.一轻杆BO ,其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上,B 端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A 处的光滑小滑轮,用力F 拉住,如图2-1所示。现将细绳缓慢往左拉,使杆BO 与杆A O 间的夹角θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F 及杆BO 所受压力F N 的大小变化情况是( ) A .F N 先减小,后增大 B .F N 始终不变 C .F 先减小,后增大 D.F 始终不变 解析:取BO 杆的B 端为研究对象,受到绳子拉力(大小为F )、BO 杆的支持力F N 和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G )的作用,将F N 与G 合成,其合力与F 等值反向,如图2-2 图2-1 图2-2 图1-1 图1-2 F 1 G F 2 图1-3

(完整版)中考杠杆及杠杆动态平衡问题复习(教师,含答案)

中考杠杆及杠杆动态平衡问题复习 杠杆基础问题 一、杠杆力臂的作法 方法点拨:一找点,二画线(必要时反向延长或正向延长力的作用线),三作垂线段(力臂用虚线或实线表示),四标符号(标上直角符号和大括号,并标上力臂的字母)。 杠杆的支点、动力作用点和阻力作用点都必须在杠杆上,力臂和力的作用线必须垂直例:如图所示,作出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。 二、最大动力臂和最小动力的作法 方法点拨:一、找到杠杆的支点。二、如果未规定动力作用点,则刚赶上离支点最远的点为动力作用点。三、做出动力,动力方向与动力作用点和支点的连线垂直。 例1 : 为使杠杆OA 保持静止,画出在A 点所加最小力 F1的示意图和阻力F2的力臂l2. 例2: 受到图钉阻力F2的力臂;并画出作用在螺丝刀柄上A点的最 小动力F1的示意图. 例3:如图3所示,一重力可忽略不计的杠杆,支点为O,A 端挂一重物G,若要杠杆在图示位置平衡,要在C点加最小 的力,这个力的方向怎样? 拓展训练:1、如图所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小的力F的示意图及其力臂L。

2、如图所示,唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶.请你在图中画出这个力的示意图. 3、如图所示,一只圆柱形油桶,高80cm,底部直径为60cm,盛满油以后总重为3000N,要想使底部D稍稍离开地面,在B点要加的最小力为多大?同时请作出最小的力F的示意图及其力臂L。 4.如图所示,用撬棒撬起大石头,向上、向下用力都可以, 哪一种方式更省力?请你具体说明原因。 。 三、根据力臂画力的作法 方法点拨:作力臂的垂线,并延长至杠杆,作用线与杠杆的交点即为力的作用点。力的方向要根据杠杆平衡状态来判断。 例1:如图所示,轻质杠杆可绕O转动,杠杆上吊一重物G,在力F作用下杠杆静止在水平位置,l为F的力臂,请在图中作出力F的示意图及重物G所受重力的示意图。 例2:如图6所示,杠杆在力、作用下处于平衡状态,为的力臂。请在图中作出力。 四、情境设置题作图 例1:画出作用在压水泵摇柄上力的力臂。 例2:杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥(图 3)就是一个杠杆,它的支点是C点,画出绳对吊桥的拉力及拉力的力臂。 例3:如图所示,使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上A点。请作 出拔钉子时所用最小动力的示意图。(注意:请在图上保留为确保作图 准确所画的辅助线)

中考物理杠杆作图

杠杆作图一、作力臂 1.如下图所示,在图中分别画出力F 1和F 2和力臂L 1和L 2。 2、在下列左图中画出斜面上“不倒翁”受重力的示意图,并画出重力相对于O点的力臂l 1. (黑点表示“不倒翁”的重心) 3、如中图所示,O 是简易晾衣架的支点,请在图中作出绳子拉力F 的力臂和衣服所受重力的示意图.在右图 画出小球受力示意图 . 图4

n g 4.(1)如左图所示,杠杆AO(O 是支点)受到绳子的拉力F 和重物的拉力G 的作用等,试画出并标明力F 、G 对支点O 的力臂. (2)右图OA 是一根能绕O 转动的杠杆,在图中作出力F 的力臂 (3)如左图中ABO 可看成杠杆,O 为支点,请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。5.(1)如左图是自行车的刹车手柄示意图,请画出动力和阻力的力臂。(2)抽水机如右下图所示,O 为支点,请画出力F 1和F 2的力臂.(3)铁锹是一种杠杆,请在右图中画出F 1和F 2的力臂L 1和L 2。 6.如左图某同学斜拉旅行箱站立时的简化模型。请在图中画出阻力的示意图及阻力的力臂7.如左图所示,请你画出这根钓鱼竿杠杆五要素。 8.如右图所示,一根粗细均匀的筷子放在盛有半碗水的碗中,此时的筷子可以等效为一根绕O 点转的杠杆,画出这时的杠杆五要素。 9.下图为一指甲刀的示意图,它由三个杠杆组成,若用F l 的力剪指甲时,试画出三个杠杆的五要素。 三、已知力臂作力10.(1)如下左图,杠杆OA 在力F 1、F 2的作用下处于静止状态,l 2是F 2的力臂,画出F 1的力臂和力F 2 (2)如右图所示,杠杆OA 在F 1、F 2两个力作用下平衡,图中已画出了杠杆A 端受的力F 1。如果虚线OO ,是力F 2的力臂,请在杠杆上标出F 2的作用点B ,并画出力F 2的示意图。 四、作最小(省)的力 11.如图所示,O 为杠杆AC 的支点,在B 处挂一小球,AO =OB =BC ,为使杠杆在水平位置平衡,(1)画出施加在杠杆A 点上最小动力F A 的力臂L A ,并标出F A 的方向 (2)画出施加在杠杆B 点上最小动力F B 的力臂L B ,并标出F B 的方向(3)画出施加在杠杆C 点上最小动力F C 的力臂L C ,并标出F C 的方向(4)F A 、F B 、F C 中哪个最小? 12.画出使杠杆AB 在图所示位置静止时所用最小力F 的作用点和方向。 13.如下右图所示,使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上A 点. 请作出拔钉子时所用最小动力F 的示意图. (注意:请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线) 14.在下图中,分别画出向上、向下用力撬动大石头最小力的作用点和方向。并比较二次最小力的大小,得到真正的最小力。 C B F 2 F 1 O O 1

高一物理动态平衡专题习题和答案

高中物理动态平衡专题习题及答案 1. 如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换绳OA ,使连接点A 向上移,但保持O 点位置不变,则A 点向上移时,绳OA 的拉力( ) A .逐渐增大 B .逐渐减小 C .先增大后减小 D .先减小后增大 2. 如图所示,质量不计的定滑轮用轻绳悬挂在B 点,另一条轻绳一端系重物C ,绕过滑轮后,另一端固定在墙上A 点,若改变B 点位置使滑轮位置发生移动,但使A 段绳子始终保持水平,则可以判断悬点B 所受拉力F T 的大小变化情况是: ( ) A .若 B 向左移,F T 将增大 B .若B 向右移,F T 将增大 C .无论B 向左、向右移,F T 都保持不变 D .无论B 向左、向右移,F T 都减小 3.如图所示,绳子的两端分别固定在天花板上的A 、B 两点,开始在绳的中点O 挂一重物G ,绳子OA 、OB 的拉力分别为F 1、F 2。若把重物右移到O '点悬挂 (B O A O '<'),绳A O '和B O '中的拉力分别为'1F 和'2F ,则力的大小关系正确的 是: ( ) A.'>11F F ,'>22F F B. '<11F F ,'<22F F C. '>11F F ,'<22F F D. '<11F F ,' >22F F 4.重力为G 的重物D 处于静止状态。如图所示,AC 和BC 两 段绳子与竖直方向的夹角分别为α和β。α+β<90°。现保持α角不变,改变β角,使β角缓慢增大到90°,在β角增大过程中,AC 的张力T 1,BC 的张力T 2的变化情况为 :( ) A .T 1逐渐增大,T 2也逐渐增大 B .T 1逐渐增大,T 2逐渐减小 C .T 1逐渐增大,T 2先增大后减小 D .T 1逐渐增大,T 2先减小后增大 5.如图所示,均匀小球放在光滑竖直墙和光滑斜木板之间,木板上端用水平细绳固定,下端可以绕O 点转动,在放长细绳使板转至水平的过程中(包括水平): ( ) B

初中物理杠杆综合练习(含答案)

杠杆综合练习 一、作图题 1、如图8所示,O点为杠杆的支点,画出力F的力臂,并用字母L表示。 2、渔夫用绳子通过竹杠拉起渔网,如图14所示.请在图上画出 (1)绳子AB对杆拉力F1的力臂L1. (2)渔网对杆的拉力F2的示意图及该力的力臂L2. 3、筷子是我国传统的用餐工具,它应用了杠杆的原理,如图1所示,请你在右图中标出这根筷子使用时的支点O,并画出动力F1和阻力臂L2。 4、画出图2中各力的力臂 图1 图2 5、图3是使用道钉撬的示意图,请在图中画出最省力的力的示意图,并作出相应的力臂。 6、如图4所示,画出使杠杆平衡的最小力的示意图(要求保留作图痕迹) 图3 图4 二、实验题 7、在探究杠杆平衡条件的实验中: (1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_________调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的__________________。 (2)如图21甲所示,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。 (3)如图21乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,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_____________(变大/变小/不变),其原因是:___________________。 8、探究“杠杆的平衡条件”实验中:

(1)实验前出现图甲所示情况,应将杠杆两端的螺母向调(填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是。 (2)实验过程中出现了图乙所示的情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将左边的钩码 向(填“左”或“右”)移动格。 (3)实验中,要改变力和力臂的数值,得到多组实验数据,这样做的目的是。 三、计算题 9、某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械,如图是这个机械一个组成部分的示意图.OA 是个钢管,每米长受重力为30牛顿;0是转动轴;重物的质量m为150千克,挂在B处,0B=1米;拉力F 加在A点,竖直向上.取g=1 0牛/千克.为维持平衡,钢管OA为多长时所用的拉力最小?这个最小拉力是多少? 10、小华用一根长6米、半径7.5厘米的均匀粗木棒为爸爸设计了一架能搬运柴草的简易起重机(如图所示)。他把支架安在木棒的1/4长处,每捆柴草重1000牛,为了使木棒平衡以达到省力的目的,他又在另一端吊一块配重的石头,请你算出这块配重的石头应有多重?(木棒密度0.8103千克/米3,g取10牛顿/千克。) 11、为保证市场的公平交易,我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。请看下例。 秤砣质量为1千克,秤杆和秤盘总质量为0.5千克,定盘星到提纽的距离为2厘米,秤盘到提纽的距离为10厘米(图9)。若有人换了一个质量为0.8千克的秤驼,售出2.5千克的物品,物品的实际质量是多少? 12、如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一重为20N的物体,杠杆处于水平静止状态.已知OA长为50cm,OC长为30cm,∠OAB=30o. (1)请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂. (2)拉力F的大小是多少?

高中物理受力分析(动态平衡问题)典型例题(含答案)【经典】(可编辑修改word版)

3 5 知识点三:共点力平衡(动态平衡、矢量三角形法) 1.(单选)如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕 O 点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力 F 1 和球对斜面的压力 F 2 的变化情况是( ).答案 B A .F 1 先增大后减小,F 2 一直减小 B .F 1 先减小后增大,F 2 一直减小 C .F 1 和 F 2 都一直减小 D .F 1 和 F 2 都一直增大 2、 (单选)(天津卷,5)如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于 O 点.现用水平力 F 缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平, 此过程中斜面对小球的支持力 F N 以及绳对小球的拉力 F T 的变化情况是( ).答案 D A .F N 保持不变,F T 不断增大 B .F N 不断增大,F T 不断减小 C .F N 保持不变,F T 先增大后减小 D .F N 不断增大,F T 先减小后增大 3.(单选)如图所示,一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),木板对小球的推力 F 1、半球面对小球的支持力 F 2 的变化情况正确的是( ). 答案 B A .F 1 增大,F 2 减小 B .F 1 增大,F 2 增大 C .F 1 减小,F 2 减小 D .F 1 减小,F 2 增大 4、(单选)如图所示,一物块受一恒力 F 作用,现要使该物块沿直线 AB 运动,应该再加上另 一个力的作用,则加上去的这个力的最小值为( ).答案 B A .F cos θ B .F sin θ C .F tan θ D .F cot θ 5.(单选)如图所示,一倾角为 30°的光滑斜面固定在地面上,一质量为 m 的小木块在水平力 F 的作用下静止在斜面上.若只改变 F 的方向不改变 F 的大小,仍使木块静止,则此时力 F 与水平 面的夹角为( ).答案 A A .60° B .45° C .30° D .15° 6.(多选)一铁架台放于水平地面上,其上有一轻质细线悬挂一小球,开始时细线竖直,现将水平力 F 作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始终保持静止,则在这 一过程中( ). 答案:AD A .细线拉力逐渐增大 B .铁架台对地面的压力逐渐增大 C .铁架台对地面的压力逐渐减小 D .铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大 7、(多选)(苏州调研)如图所示,质量均为 m 的小球 A 、B 用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于 O 点,在外力 F 的作用下,小球 A 、B 处于静止状态.若要使两小球处于静止状态且悬线 OA 与竖直方 向的夹角 θ 保持 30°不变,则外力 F 的大小( ).答案 BCD A .可能为 mg B .可能为 mg 3 2 C .可能为 2mg D .可能为 mg 8、(单选)如图所示,轻绳的一端系在质量为 m 的物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆 MN 上.现用水平力 F 拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变 F 的大小使 其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动.在这一过程中,水平拉力 F 、环与杆 的摩擦力 F 摩和环对杆的压力 F N 的变化情况是( ).答案 D A .F 逐渐增大,F 摩保持不变,F N 逐渐增大 B .F 逐渐增大,F 摩逐渐增大,F N 保持不 变

杠杆动态变化

杠杆动态变化 1.(2005?海淀区)古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O 为支点的杠杆,如图所示.一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用L 表示绳对桥板的拉力F 的力臂,则关于此过程中L 的变化以及乘积FL 的变化情况,下列说法正确的是( ) 2.如图所示,均匀相同的砖,平放在水平地面上,用竖直向上的力F 1和F 2分别作用于ab 和a′d′的中点,使它们微微抬起(砖不滑动),则( ) A .F 1=F 2 B .F 1<F 2 C .F 1>F 2 D .不能确定 3.如图所示,轻质杠杆可绕O 转动,在A 点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A 缓慢转动A’位置时,力F 将( ) A .变大 B .变小 C .先变大,后变小 D .先变小,后变大 4.如图所示,我们在拖动行李箱时一般先拉出行李箱上方的拉杆,这样做的目的是为了( ) A .减小阻力臂,省力 B .增大阻力臂,省力 C .减小动力臂,省力 D .增大动力臂,省力 5.如图所示,为某校三年部某班后面的巨幅硬纸板宣传画,向墙上加固时,一同学先在图中D 点按一图钉,为使宣传画在按上第二个图钉时即可不向前翻倒且图钉受力最小,则他第二个图钉应先钉在( ) A .A 点 B .B 点 C .C 点 D .四个点都一样 6.在轻质的杠杆两端AB 各挂有体积相同的铜块和铝块(ρ铜>ρ铝).支点O 在如图所示的位置时,杠杆在水平位置保持平衡,在下列情况下杠杆仍能在水平位置保持平衡的是( ) A .在铜块和铝块上各加一块质量相等的物体 B .将铜块和铝块各切去体积相同的一小部分 C .将铜块和铝块同时向支点移动一段相同的距离 D .将铜块和铝块同时浸没在水中 7.如图所示,轻质杠杆一端因始终水平方向力F 作用而被逐步抬起,在此过程中F 的大小及力臂变化是( ) A .L 始终在增加,FL 始终在增加 B .L 始终在增加,FL 始终在减小 C .L 先增加后减小,FL 始终在减小 D .L 先减小后增加,FL 先减小后增加

中考物理《杠杆》专项训练

杠杆动力 1.(2019自贡,26)如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为F2,O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F l的示意图,并作出F2的力臂l2。 2.(2019凉山州,25)如图所示,现使用最小的力F1使杠杆在图示位置平衡,请画出F1及其对应的力臂L1。 3.(2019达州,20)轻质杠杆OABC能够绕O点转动,已知OA=BC=20cm,AB=30cm,在B点用细线悬挂重为100N的物体G,为了使杠杆在如图所示的位置平衡,请在杠杆上作出所施加最小动力的图示(不要求写出计算过程)。 4.(2019辽阳,23)如图甲是爆米花锅,锅盖被锁扣紧锁在锅口。为了方便打开锅盖,爆米花师傅在锁扣上加装一个钢管,与锁扣构成杠杆AOB,扳动钢管的A点,就能打开锁扣,图乙是其简化图,O为支点,F2是阻力. 请在乙图中画出打开锅盖时:

(1)阻力F2的力臂l2, (2)作用在A点的最小动力F1及其力臂l1. 5.(2019南充,5)如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将: A.变大 B. 不变 C. 变小 D. 不能确定 6.(2019南京,27)如图所示为一拉杆旅行箱的示意图将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直方向,A为拉杆端点已知箱重为250N,OA为120cm,OC为24cm。 (1)图中在A点沿图示方向施加动力F,箱子静止则动力F的力臂为cm,大小为N。 (2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为N。 (3)生活中,常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

高一物理动态平衡专题习题和答案

高一物理动态平衡专题 习题和答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

高中物理动态平衡专题习题及答案 1. 如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换绳OA ,使连接点A 向上移,但保持O 点位置不变,则A 点向上移时,绳OA 的拉力( ) A .逐渐增大 B .逐渐减小 C .先增大后减小 D .先减小后增大 2. 如图所示,质量不计的定滑轮用轻绳悬挂在B 点,另一条轻绳一端系重物C ,绕过滑轮后,另一端固定在墙上A 点,若改变B 点位置使滑轮位置发生移动,但使A 段绳子始终保持水平,则可以判断悬点B 所受拉力F T 的大小变化情况是: ( ) A .若 B 向左移,F T 将增大 B .若B 向右移,F T 将增大 C .无论B 向左、向右移,F T 都保持不变 D .无论B 向左、向右移,F T 都减小 3.如图所示,绳子的两端分别固定在天花板上的A 、B 两点,开始在绳的中点O 挂一重物G ,绳子OA 、OB 的拉力分别为F 1、F 2。若把重物右移到O '点悬挂 (B O A O '<'),绳A O '和B O '中的拉力分别为' 1F 和' 2F ,则力的大小关系正确的是: ( ) A.'>11F F ,'>22F F B. '<11F F ,' <22F F C. '>11F F ,'<22F F D. '<11F F ,' >22F F 4.重力为G 的重物D 处于静止状态。如图所示,AC 和BC 两段绳子与竖直方向的夹角分别为α和β。α+β<90°。现保持α角不变,改变β角,使β角缓慢增大到90°,在β角增大过程中,AC 的张力T 1,BC 的张力T 2的变化情况为 :( ) A B O A B O O '

中考物理复习《例析杠杆中的动态平衡问题》教学案

例析杠杆中的动态平衡问题 杠杆的动态平衡问题是初中物理的重点考察内容,对于实际情况的分析可以激发学生的探索兴趣,本文中将针对杠杆动态变化过程中的多种情况进行分类讨论,以不变为前提的基础上谈论各变量的大小变化关系,从不同的角度更全面的解析动态平衡问题. 一、杠杆位置不变 杠杆位置不变实际上是说杠杆处于平衡状态,杠杆平衡包括杠杆静止不动或匀速转动状态,学生要对此理解透彻.不同状态下的分析方法是一定的,下题中根据杠杆的不动状态进行分析,得出正确的解题方法. 例1 如图1所示,在杠杆的左端悬挂一个物体,右端用弹簧测力计拉着,使杠杆在水平位置保持平衡,现缓慢地拉着弹簧测力计使杠杆始终位置不变,沿图中位置1移动到位置2,则弹簧测力计的示数将( ). A.一直增大 B.先增大后减小 C.先减小后增大 D.一直减小 解析首先找出初始位置的力和力臂,再确定题中的变量和不变量.当施加的动力垂直于杠杆时,动力臂最长,杠杆始终在水平位置保持平衡,阻力和阻力臂一定,此时的动力最小.具体如图2所示. 本题解法的精妙之处在于抓住了变与不变的各物理量,变的是力的大小和方向,不变的是杠杆的位置,再由数学知识中的垂线段定理得出何时力臂最小就可以快速解题了. 二、动力臂不变 我们要注意的是从支点到动力的作用线的垂直距离叫作动力臂,并非是从动力点到支点的棒长距离,有时棒长的改变不会影响动力臂的大小,对于阻力臂的定义也是如此,此处极易混淆,明确题中物理量的改变是解此类题的关键. 例2 如图3所示,直杆OA的下端挂一重物且可绕O点转动.现用一个始终与直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置,在转动过程中这一直杆( ). A.始终是费力杠杆 B.始终是省力杠杆 C.先是省力杠杆,后是费力杠杆 D.先是费力杠杆,后是省力杠杆

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