初中物理杠杆问题专题复习.docx
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初中物理杠杆问题专题复习
初中物理杠杆问题专题复习
1.杠杆
(1)杠杆:
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
(杠杆的形状可是多样的,但必须是硬的)
(2)杠杆的五要素:
①支点:
杠杆绕着转动的固定点(o)
②动力:
使杠杆转动的力(F1);③阻力:
阻碍杠杆转动的力(F2)
④动力臂:
从支点到动力作用线的距离(l1);⑤阻力臂:
从支点到阻力作用线的距离(l2)。
(力臂的大小与杠杆的长度无关)
1.2力臂的作图
先确定支点—分析受力情况—确定力的作用点和力的作用线—过支点向力的作用线作垂线段,支点到垂足的距离即为力臂
2.杠杆的平衡条件
(1)杠杆的平衡:
当有两个力或几个力作用在杠杆上时,杠杆能保持静止或匀速转动,则我们说杠杆平衡。
(2)杠杆平衡的条件:
动力³动力臂=阻力³阻力臂,即:
F1l1=F2l2
3.杠杆的应用
(1)省力杠杆:
动力臂大于阻力臂的杠杆,省力但费距离。
(2)费力杠杆:
动力臂小于阻力臂的杠杆,费力但省距离。
(3)等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂的杠杆,既不省力也不费力。
4.最省力力臂情况的判断
a力的作用点一定,力跟杠杆垂直时,力的力臂最长
b力的作用点任意,先找出支点,再找出杠杆上离支点最远的点,连接支点和最远点,在最远点和支点连线上,根据需要标出力的方向。
作力臂图
1.按要求画出下列各图中所示的力的力臂
2.(2011年浙江衢州第29题)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂l2
3.画出渔民扳鱼网的杠杆示意图(图1)。
(作力臂的方法是:
先找出支点,再画出力的作用线,然后用直角三角板画出力臂)
4.(2011江苏南京,第23(3)题)画出图丙中F1的力臂l1,并在A点画出阻力F2的示意图。
5.(乌鲁木齐市)如图所示,重200N的均匀长木板AB在细绳拉力作用下保持静止。
请你根据所给出的标度画出木板受到的重力和拉力的图示,以及拉力的力臂。
6.(03广东)
(1)如图所示,O是杠杆的支点,请画出力F的力臂,并用字母l表示.
7.(2011江苏无锡,第28题第(3)小题)如图所示的钢丝钳,其中A是剪钢丝处,嚣为手的用力点,()为转动轴(支点),图丙为单侧钳柄及相连部分示意阁.请在圈丙中硎出钢丝钳剪钢丝时的动力臂,,和阻力R,
8.画出下图中杠杆的五要素
杠杆类型的判断
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆,是省杠杆。
动力臂小于阻力臂的杠杆,是费力杠杆。
动力臂等于阻力臂的杠杆,是不省力也不费力的杠杆。
.(03福建三明)剪铁皮用的剪刀是省力杠杆还是费力杠杆?
工人剪铁皮时,有时用两根铁管套在剪刀柄上(如图),这是什么道理?
。
【例1】下列图7工具中省力杠杆是();费力杠杆是();等臂杠杆是()。
【解答】省力杠杆:
(1)(3)(6)(7)(8)(9)(10) 费力杠杆:
(2)(5) 等臂杠杆:
(4)
另一种是若阻力作用点在中间时,是省力杠杆。
若动力作用在中间时,是费力杠杆。
1.(2011浙江宁波,第5题)下列所示工具中,使用时不能省力但能省距离的是()
A.动滑轮B.订书机C.羊角锤D.镊子
8.(2011浙江省台州市,第9题)下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
15.(2011山东济宁,第I卷第2题)如图2所示,使用中属于费力杠杆的工具是
.(黑龙江省)在图中,属于省力杠杆的是()
A.钓鱼杆B.筷子C.镊子D.瓶盖起子
1、图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。
拉绳的一端固定在手把上,另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。
当用力捏手把时,夹爪在拉绳的作用下可夹持物体,同时弹簧被压缩;当松开手把时,夹爪在弹簧的作用下恢复原状。
在使用过程中,手把和夹爪分别
是 ( )
A.省力杠杆,费力杠杆
B.费力杠杆,省力杠杆
C省力杠杆,省力杠杆
D.费力杠杆,费力杠杆
2、如图所示,一直杆可绕O点转动,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杆垂直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置,在此过程中这个直杆( )
A.始终是省力杠杆 B.始终是费力杠杆
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
3、如右图,旅游登山时蔓背囊中的物品有轻有重,应该怎样摆放更科学呢?
( )
A.把重的物品放在背囊下部。
B.把重的物品放在背囊上部。
C.从取拿方便考虑,把常用的放上部。
D.随意摆放都可以
4、人体的运动系统相当复杂,但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动。
如图所示是手端起茶杯的情景,其前臂骨骼相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力。
由图可以看出,这是一个 ( )
A、费力、省距离的杠杆
B、省力、费距离的杠杆
C、既费力,也费距离的杠杆
D、既省力,也省距离的杠杆
10.如图是自卸车的示意图,车厢部分视为杠杆,则下列分析正确的是( )
A.B点是支点,液压杆施的力是动力,货物重是阻力
B.B点是支点,物体A放在车厢前部可省力
C.C点是支点,物体A放在车厢后部可省力
D.C点是支点,物体A放在车厢前部可省力
杠杆平衡条件的运用
1.题3中,动力臂80cm,阻力臂2m,当人作用力是200N时,鱼网及鱼总重多少?
(不计竹杆的质量)。
【分析】题中已知动力、动力臂、阻力臂,可直接应用杠杆平衡公式求出阻力。
(注意:
应用杠杆平衡的公式时,两边相应量的单位要一致,并不一定要使用国际单位。
)
2.一根扁担长1.4m,前后两筐内分别装有300N和400N的货物。
问:
人肩挑处离前筐多远才能平衡?
(不计扁担及筐的质量)
【分析】人肩挑处应看作支点。
应用杠杆平衡公式即可得解。
3.一把杆秤不计自重,提纽到秤钩距离是4cm,秤砣质量250g。
用来称质量是2kg的物体,秤砣应离提纽多远,秤杆才平衡?
若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量多少千克的物体
【分析】杆秤也是一个杠杆。
若将秤砣重力看作动力,秤砣离提纽距离是动力臂;则被称物重力就是阻力,物体离提纽距离是阻力臂;提纽处即杠杆支点。
4.如图所示,灯重30N,灯挂在水平横杆的C端,O为杠杆的支点,水平杆OC长2m,杆重不计,BC长0.5m,绳子BD作用在横杆上的拉力是多少?
(∠DBO=30°)
5.如图所示,硬质均匀木条BO长80厘米,左端与竖直墙壁连接,可以绕O点自由转动,木条的B端以细绳悬于A点,木条水平,OA与木条垂直。
现有一个质量为400克的小物块在木条上从O点以0.1米/秒的速度无摩擦地向右匀速滑动,经5秒到达C点时,细绳恰好断裂,求:
细绳AB所能承受的最大的拉力为多少?
(木条的质量及物块的体积均忽略不计)
6.如图所示,O为杠杆的支点,现在B端挂一质量为m的物体,在杆的中点A施加一适当大小和方向的力,可使杠杆OB在水平位置平衡,那么能使杠杆平衡的力是(不计杠杆自重)( )
A.
B.
C.
D.
6、如图所示,在杠杆AOB的A端挂一个重为GA的物体,B端挂―个重为GB的物体时,杠杆
处于平衡状态,若AO=BO,杠杆自身重力不计,则
A.GA=GB B.GA C.GA>GB D.无法判断 7.(昆明市)如图所示,重力不计的杠杆OA,O为支点,在拉力F和重力为30N的重物P的作用下,恰在水平位置平衡。 已知OA=80cm,AB=20cm,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。 那么拉力F的力臂L=_________cm,拉力的大小F=___________N。 1、(2010四川内江,9,3分)如图(a)所示的杠杆是平衡的,在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个物体,如图(b)所示,那么,以下说法中正确的是() A.杠杆仍然平衡B.杠杆可能平衡 C.杠杆一定不能平衡D.杠杆是否平衡与加挂物体的质量多少无关 .(湛江市)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 .(03永州)如图 (2): 一均匀杠杆A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好平衡,若钩码质量均为50g,在A.B两处再各加一个钩码,那么: () A.杠杆仍平衡 B.杠杆左边向下倾 C.杠杆右边向下倾D.无法确定杠杆是否平衡 11.杠杆左右两端分别挂有重物是40牛和50牛.此时杠杆平衡,若使两端物体都减少10牛.则() A.左端下沉B.右端下沉 C.仍然平衡D.不能确定 (原来平衡的杠杆,当力或力臂发生变化时,判断平衡是否破坏时应考虑两边力乘力臂的大小变化是否相等,不能单纯根据两个力的变化或两个力臂的变化作出结论。 ) .(广东省)图中是一台常见案秤的示意图。 下列有关案评和天平的说法中,正确的是()。 A.天平没有游码,而案秤有游码 B.天平没有砝码盘,而案秤有砝码盘 C.天平是等臂杠杆,而案秤是不等臂杠杆 D.天平可以通过平衡螺母调节横梁平衡.而案秤不能调节 .(长沙市)一根杆秤,如果秤砣被磨损掉一部分,用它称得的质量将比被称物体的实际质量() A.偏大B.偏小C.相等D.无法判定 杠杆平衡动态分析 5.如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F=( )N;保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将(填“变大”、“不变”或“变小”)。 6.如图所示,一根重木棒在水平动力(拉力)F的作用下以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为l,动力与动力臂 的乘积为M,则( ) A.F增大,l增大,M增大 B.F增大,l减小,M减小 C.F增大,l减小,M增大 D.F减小,l增大,M增大 7.重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直,现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角,在棒转动的过程中: A.动力臂逐渐变大; B.阻力臂逐渐变小; C.动力逐渐变大; D.动力逐渐减小. 8.F的方向始终竖直向上,在匀速提升重物G的 过程中: A.F大小不变; B.F逐渐变大; C.F逐渐变小; D.F先逐渐变小后逐渐变大. 9.象图那样,用始终垂直于与木头的力F将木头缓慢地起,在抬起的过程中,力F大小将: A.不变; B.渐渐变小; C.渐渐变大; D.先变小后变大. 10.如图所示,杠杆OA的B点挂着一重物,A端用绳子吊在滑环M下,此时OA 恰好成水平,且A点与圆弧架PQ的圆心重合,那么当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中,绳子对A端拉力的大小将: A,保持不变;B,逐渐增大; C,逐渐减少;D,由大变小再变大。 11.(厦门市)如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,力F在这个过程中() A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小 杠杆受力分析 .(南京市)如图所示,一根轻质木杆A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。 当在B点加竖直向下的力F=30N作用时,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时细线竖直。 已知OA=15cm,OB=5cm,则重物对水平地面的压力为() A.80NB.60NC.40ND.20N .(青海省)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P时,直尺的A端刚刚开始翘起,如图所示,则此直尺受到的重力是()。 A.2.5NB.5NC.10ND.无法确定 5.如图,杠杆每小格的长度相等,质量不计,以O点为支点,杠杆的右端挂有重物M.。 支点左边的A处挂50g钩码时,杠杆平衡。 求 (1)重物的质量 (2)将重物M浸没在水中钩码移到B处杠杆又平衡,此时物体对杠杆的拉力及重物M的密度 16.(2011江西,第11题)三个和尚跳水吃的故事相信大家耳熟能详,甲图中和尚们商量出新的跳水方案,胖和尚一人挑两小桶,瘦和尚和小和尚两人和抬一大桶,以下说法中不正确的是() A、乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离 B、乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离 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离 最小力,最长力臂 思路: 求作最小动力问题,就是转化为找最长力臂问题。 找最长力臂,一般分以下情况: 总结、为了使动力臂最长,施加的动力必须具备两个条件: ⑴动力的作用点在杠杆上距支点最远处; ⑵动力方向应垂直于支点和动力作用点的连线。 方法如下: (1)在动力的作用点明确的情况下,就是以支点到力的作用点的连线作为力臂,这个力臂最长,过力的作用点作力臂的垂线,正确确定力的方向从而作出最小的力; (2)在动力作用点未明确规定时,首先应找出距支点最远的点作为动力作用点,然后再按 (1)的步骤完成; 一.明确作用点 1如图所示,在A点作出使杠杆平衡的最小力的示意图。 2如图所示,在弯曲杠杆A端吊一重物G,要想在B端加一最小的力F,使AO(O为支点)保持水平平衡,试画出此力的方向和力臂。 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F的示意图。 【提示: 根据杠杆平衡条件,在阻力、阻力臂一定的情况下,为使动力最小,关键是找到“最长的动力臂”,而这三道题目动力作用点已明确,连接支点和动力作用点,这就是最长的动力臂,再作出“最长动力臂”的垂线即“最小动力”。 但要注意力的方向,必须遵守原则: 动力和阻力使杠杆向相反的方向转动】 二、动力作用点未明确 例;画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。 分析: 本题最常见的错误答案是把A点看作动力的作用点。 思维的误区就在于作用在杠杠上的两个力必须分居在支点两侧。 根据满足最小力的条件可知: 在杠杆上离支点O最远的点是点B,因次OB才是最长的动力臂。 最小力的作用线与OB垂直,已知阻力使杠杆作顺时针转动,则现在施加的动力应使杠杆作逆时针转动,应指向右上方。 练习;如图所示,王师傅想用最省力的方法把—个油桶推上台阶,请在图中画出这个力的示意图。 三、支点未定 例、如下图所示,用一根硬棒撬一个大石块,棒的上端A是动力作用点。 (1)在图中标出: 当动力方向向上时,杠杆支点a;当动力方向向下时,杠杆支点b。 (2)在杠杆上画出撬动石块动力最小时的方向。 A 综合练习、 1、如右上图所示,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、一根重100牛顿的均匀直铁棒放在水平地面上,抬起一端所需最小的力是 3、当自行车脚踏板转到什么位置时,用力蹬下的效果最好() A.如果只向下用力,在水平位置B.如果只向下用力,在竖直位置 C.如果只向下用力,在任何位置D.如果只向下用力,在与水平成45o角的位置 4、如图所示,用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块.若撬棒C点受到石块的压力是1500N,且AB=1.5m,BC=0.3m,CD=0.2m,则要撬动石块所用的力应不小于(提示: 注意考虑作用在A点动力的方向) 5如图所示,要使杠杆处于平衡状态,在A点分别作用的四个力中,最小的是 6.(2010黑龙江鸡西)在电视剧《三国》中,有这样一个情景: 一群士兵用力拉动一个杠杆,会将石块抛向敌方阵营。 它是一个杠杆。 要把石块抛出去,图中作用在A点的力沿方向最小(填a、b或c)。 7、如图所示,AOB为轻质杠杆,O为支点,OA=OB,在杠杆的B端挂一重20N的物体,要使杠杆在图示位置平衡,则在A端施加的力F至少为N。 并把这个力的作用线在图上画出。 8、如图所示,O为杠杆AC的支点,在B处挂一个物体,AO=OB=BC,为使杠杆在图示位置平衡,画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂l1,并画出F1的作用线。
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