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1、如图各杠杆均处于静止状态,根据已知的力画出力臂或根据已知的力臂画出力.
2、根据已知的力臂画出力.
题型三:
画出最小力
1、作出杠杆在如图位置平衡时加最小力的方向
2、如图所示,画出使杠杆平衡的最小力的示意图(要求保留作图痕迹)
3、练习:
作出杠杆在如图位置平衡时加最小力的方向
4、画出图所示撬大石头最小的动力F及它的力臂
题型四:
力臂和力的动态变化
及力臂变化是(B)
A.变大、变大B.变大、变小C.变小、变大D.变小、变小
2、如图所示,作用在杠杆一端且始终竖直向上的
力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个
过程中,力F(A)
A.不变
B.变大
C.变小
D.先变大后变小
3、一根直杆可绕轴0转动,在直杆的中点挂一个重物,在杆的另一端施
加一个方向始终保持与杠杆垂直的力F,如图所示,在力F使直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置的过程中,力F的大小变化情况应是(A)A.—直在增大B.一直在减小C.先增大、后减小
D.先减小、后增大
4、如图所示,一根质量分布均匀的木棒,质量为m,长度为L,竖直悬挂在转轴0处。
在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到竖直方向夹角为9的位置(转轴处摩擦不计)。
问:
(1)在答题纸上画出9=60°
时拉力F的力臂I,并计算力臂的大小。
(2)木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉幵角度9的增加,拉力F将如何变化?
并推导拉力F与角度9的关系式。
答案:
(1)I二Leos9二Lcos60°
=1/2L故力臂I为1/2L
(2)由杠杆平衡得:
FLi二GL
解法1:
FLcos9=G1/2Lsin9
二F=1/2mgtan9
当0v9v90°
时,tan9随9的增大而增大。
练一练
(1)请设计一个简易实验,判断A、B的轻重.
所用器材:
操作方法:
现象及结论:
(2)为进一步研究类似A、B轻重的问题,某同学在一根有等间距刻度的均匀杠杆两侧挂上每个质量都相等的钩码进行实验.杠杆静止于水平状态的三次实验情境如图所示。
1根据图的实验,可以判断?
同学的猜想是正确的(填“甲”、
“乙”或“丙”)
2根据图的实验,该同学得出结论:
只要满足“阻力X阻力作用点到支点
的距离二动力X动力作用点到支点的距离”,杠杆就能平衡
a.这个结论是否正确?
b.
用图所示的装置,怎样通过实验来说明该结论是否正确.
答案:
⑴天平匚将天平调节平衡,把斗我两段萝卜分别欣入天平的左右两盘中;
天平的指针r转,哪段曹卜就吏
(二)①申;
②日一不正确
b.t.»
s簧测力计斜向右(或斜向左)拉,保持杠杆水平平衡.
2.读出取力,测力计的示数F“堇出功力作用点到袁点的距离L;
矢用测力计测出三个钩码的重力即阻力大小F:
量出阻力作用苣到支点.的距禽-
4.计算二XL.的值与「XL:
的值.再逬行比B可以得出上述结论不正确
2、在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)所需的实验器材除了两端带有平衡螺母的杠杆、支架、细线、钩码
外,还需要和。
(2)张华同学发现杠杆的位置如图所示,则应将平衡螺母向调
节(选填“左”或“右”),使杠杆在位置平衡,这样做的目的
(3)接下来的实验过程中,张华同学同样使杠杆在位置平衡,这
样做的目的是。
(4)下列是某同学实验时记录的部分数据,请在空格处填上适当的数据:
实验
次数
动力
(N)
动力臂
(cm)
阻力
阻力臂
1
3
4
6
2
18
12
9
(5)某同学按照右图进行实验,发现Fi•0A和F2•0B并不相等,这是由
于。
(1)弹簧测力计刻度尺
(2)右水平消除杠杆自重对实验的影
响(3)水平便于测量力臂
(4)26(5)OA不是Fi的力臂
3、小明要测量一根1m左右、粗细和质地都均匀的细木棒的质量,通过估测发现木棒的质
量会超出现有天平的量程.于是,他想用其他方法进行测量.
现有器材:
天平、一块质量适当的金属块、一把量程为20cm的刻度尺和几根足量长的细绳.只利用现有器材请你帮他设计测量这根细木棒质量的方案,要求:
(1)写出主要实验步骤
和需测量的物理量;
(2)写出木棒质量的数学表达式(用测量量表示)。
【答案】
(1)主要实验步骤:
1用天平称出金属块的质量m;
2用细绳和刻度尺测出木棒的长度L;
3将用细绳系好的金属块系在木棒的一端,然后再将另一细绳一端做成绳环套在木棒上,用
手提起该绳的另一端,并移动绳环的位置,使木棒保持水平平衡;
4用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度L'
.
(2)如图,以0为支点,•••杠杆平衡,•••G铁XL'
=(;
L-L'
)即:
mgxL'
=Mgx』L-L'
)
解得:
木棒的质量:
M=宀m
P2L/
4、如图甲所示,小明在探究“杠杆平衡条件”实验中所用的实验器材有:
杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下
沉。
此时,应把杠杆两端的平衡螺母向_(—填“左”或“右”)调
节,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。
这样做
的好处是:
便于在杠杆上直接测量。
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6
个钩码。
杠杆恰好在原位置平衡。
于是小明便得出了杠杆的平衡条件
为。
他这样得出的结论是否合理?
为什
么?
。
(3)实验结束后,小明提出了新的探究冋题:
若支点不在杠杆的中点时,
杠杆的平衡条件是否仍然成立?
于是小组同学利用如图乙所示装置进
行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠
杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原
因是。
(1)左力臂
(2)Fili二F2I2不合理实验次数太少,结论存在偶然性,不具普遍性(3)杠杆自重影响
题型六:
杠杆的分类及应用
1.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴0
靠近,这样做的目的是为了(D)
B.减小动力臂,减小动力移
.减小阻力臂,省力
A.增大阻力臂,减小动力移动的距离动的距离
C.增大动力臂,省力D
2•为了避免垃圾散发异味,室内垃圾桶的盖子平时是关闭的,使用时用脚踩踏板,幵启桶盖。
根据室内垃圾桶的结构示意图判断,下列说法正确的是(D)
A.桶中只有一个杠杆在起作用,且为省力杠杆
B.桶中只有一个杠杆在起作用,且为费力杠杆
C.桶中有两个杠杆在起作用,且都是省力杠杆
D.桶中有两个杠杆在起作用,且一个为省力杠杆,一个为费力杠杆
3.用扳手拧生锈的螺母时,工人师傅常在扳手柄上再套一节管子,这样就可以比较容易地拧下螺母,这是因为(C)
A.套上的管子较重,可以省些力
B.套上的管子较粗,使用比较方便
C.套上管子后增大了动力臂,可以省力
D.套上管子后增大了力
4.以下工具在正确使用时,属于省力杠杆的是(A)
①钢丝钳;
②镊子;
③扳手;
④扫帚;
⑤钓鱼竿;
⑥瓶盖起子
A.①③⑥B.②④⑤C.①④⑤D.②③⑥
5.
在建筑工地上,工人用独轮车运送石块,如图所示。
石块与独轮车的总重为600牛,重心在A点,则工人
小一些,你的建议是
手向车把末端移动
6.如图所示,下列工具的使用,属于费力杠杆的是(
D.镊子7.吴晓是一名钓鱼爱好者.如图所示,吴晓用力向上拉鱼竿,把鱼拉出
水面。
此时,钓鱼竿可以看成一个(D)
D.费力杠杆,增大两只手之间的距离能省力一些
可将栏杆逆时针拉起来,它是一根(B)
9.衣服夹是一种常用物品,如图所示给出了用手捏幵和夹住物品时的两
种情况.下列说法中正确的是(B)21世纪教育网精品科学工作室
A.当用手将其捏幵时,它是费力杠杆
B.当用其夹住物品时,它是费力杠杆
C.无论用手将其捏幵还是夹住物品时,它都是费力杠杆
D.无论用手将其捏幵还是夹住物品时,它都是省力杠杆
10.手持10kg的物体,使前臂保持水平平衡,此时肱二头肌收缩施加的力一定(A)
A.大于100NB.小于100NC.等于100ND.等于10kg
11.三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详,图甲中和尚们商量出新的挑水方案:
胖和尚一人挑两小桶(如图乙),瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶(如图丙).以下说法中不正确.的是(A)
A.乙图中右水桶向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往右移
动一点距离
B.乙图中右水桶向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将右水桶往左移
C.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以让瘦和尚往前移动一点距离
D.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以将水桶往前移动一点距
题型七:
杠杆与浮力、压强的综合
1.
2倍,现杠杆处于水平平
如图所示,甲、乙两个物体的体积相等,甲的质量是乙质量的衡状态.若将甲、乙二物体同时浸没在水中,则杠杆将(
2.
D.无法确定
3.质量相等的实心铁块和实心铜块(p铁vp铜),分别挂在杠杆的两端,杠杆处于平衡状
态,若将铜块和铁块同时浸没在水中,则杠杆()
A.仍保持平衡B.铁块一端下沉C.铜块一端下沉D.无法判断
4.如图所示,杠杆AOB处在水平位置平衡,OA:
OB=1:
2,浸入水中的铁球质量m=7.9kg,
33
加在B端的力F=24.5N,p铁=7.9X10kg/m,g=10N/kg.则空心体积是()
A.1X10「3mB.2X10「3mC.3X10「3mD.4X10「3m1
5.把正方体甲放在水平地面上,对地面的压强是5.4X105Pa.AB是重力
可忽略不计的杠杆,支点为0,且OA0B=1:
2.将正方体甲挂在杠杆的A端,在B端施40N竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,如图所示,
此时正方体甲对地面的压强变为1.8X105Pa下列结果正确的是()
A.当正方体甲对地面的压力刚好为零时,在杠杆B端应施加竖直向下的拉力是60N
B.当正方体甲对地面的压力刚好为零时,在杠杆B端应施加竖直向下的拉力是20N
C.正方体甲的重力是240N
D.正方体甲的体积约是9.3X0「6m3
6.如图所示,质量不计的不等臂杠杆两端分别挂上实心铁球A,B时,恰
好能使杠杆在水平位置平衡.若将A和B同时浸没在水中,则杠杆的状态
是()
A.右端下沉B.左端下沉C.仍保持水平状态
7.如图所示,轻质等臂杠杆的A端挂实心铁块,B端挂实心铜块.两金属
块都浸没在水中时,杠杆平衡.若将两个水杯撤去,则(已知p铁vp铜)
()
A.无法判断B.杠杆仍平衡C.A端上翘,B端下沉
D.A端下沉,B端上翘
8.轻质杠杆两端分别挂重为G和G2的两个实心金属球A和B,已知pa>
pb,杠杆原来处于平衡状态,如果现在将它们同时浸没于酒精中,则杠杆还能平衡吗?
ABCBACD不平衡,向左边倾斜
题型八:
杠杆本身重力对平衡的影响
1、密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分OB是全尺
长的三分之一。
当B端挂5N的重物G时,直尺的A端刚刚幵始翘起,如图所示,则此直尺受到的重力是(C)
A.2.5NB.5NC.10ND.无法确定
2、将一根木头的一端搁在地上,另一端始终用竖直向上的力F向上抬起,
在抬起的过程中,F的力臂大小将(A)
A.保持不变B.逐渐增大C.逐渐减少D.先减小后增大
3、有一根一端粗一端细的木棒,用绳子拴住木棒的0点,将它悬挂起来,
恰好处于水平位置平衡,如图所示,若把木棒从绳子悬挂处锯幵,则被锯
幵的木棒(B)
A.粗细两端一样重
B.粗端较重
C.细端较重
D.无法判定
4、用一根长为L、重为GO的均匀铁棒,插入一个边长为a、重为G的正
方体物块的底部,在另一端施加一个向上的力,将物块撬起一个很小的角度(如图所示,图中的角度已被放大).如果铁棒插入物块底部的长度为物块边长的三分之一,则要撬动物块,作用在铁捧最右端的力至少为
(C)
A.GO+aG/3LB.GO+aG/LC.G/2+aG/6LD.GO/2+aG/12L
5、如图所示,杆A可绕固定轴O转动,木块B在杆A下方的光滑桌面上.今用逐渐增大的水平力F向右推B,整个装置仍保持静止,由于水平力F的作用,B对A的支持力将(A)
6、在一次校运动会,小明骑一质量为m的独轮车,以速度v匀速通过一
重为G长为L的水平独木桥,独木桥的两端由两根竖直支柱AB支撑着,如图所示.设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t=0),下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受压力FB与时间t的函数关系?
(不考虑独木
桥的形变)(B)
7、如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。
杆AB可绕0点转动,杆右端均匀柱形物体
的长度与杆右侧的0B相等,杆AB的重力不计,柱形物体较重。
(1)若作用在A点的动力F方向始终竖直向下,则杆从水平位置缓慢转
动100角的过程中,动力F大小的变化是逐渐增大。
(2)若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直,则杆从水平位置缓慢转
动45°
角的过程中,动力F大小的变化是先增大后减小。
8、如下图所示,将一根均匀的木棒AB放在支点0上,由于OA>
OB木棒不能
保持水平,现将木棒B段剪去与0A等长的的一段并置于0A上,木棒恰能
平衡,OA:
OB是1:
V2+1
9、如图所示,一块均匀的厚木板长15m,重为400N,对称的搁在相距8m的A、B两个支
架上,一个体重为500N的人,从A点出发向左走,求到离A点多远时,木板将开始翘起?
3.2m
题型九:
杠杆的机械效率
1、禾U用如图所示的杠杆将重为3N的物体缓慢匀速提高10cm,手的拉力F为2N,
手移动的距离s为30cm.则杠杆的机械效率为(C)
A.22%B.33%C.50%D.67%
2、某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率.保持O点位置不变,竖直向上拉动弹簧
测力计使重为G的钩码缓慢匀速上升,在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别
测出C、B两点上升的高度为h1、h2.则下列说法正确的是(B)
A.杠杆机械效率的表达式为:
B.杠杆机械效率的表达式为:
Fh2
C.在如图水平位置拉升时F8B=G<
OA——
Gh1
D.若弹簧测力计始终竖直向上拉,则测力计示数不断变化
3、如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小F=8N,拉力移动的距离为0.25m.拉力所做的功为—2J,有用功为1.8J,
补充说明:
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