物理02杠杆分类及应用.docx
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物理02杠杆分类及应用
1、杠杆分类
(1)由杠杆的平衡条件:
F1×L1=F2×L2,按照力臂的不同可分为:
当L1____L2时,F1____F2,省力杠杆;当L1____L2时,F1____F2,等臂杠杆;当L1____L2时,F1____F2,费力杠杆。
(2)杠杆的特点及实例
名称
结构特征
特点
应用举例
____杠杆
动力臂大于阻力臂
省____、费____
________________________________
____杠杆
动力臂小于阻力臂
费____、省____
________________________________
____杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力、不费力
________________________________
2、杠杆实验
“探究杠杆平衡条件”实验及实验步骤:
(1)将铁架台放在水平桌面上,安装杠杆,调节________使杠杆在________平衡,目的是______________________________________;
(2)用弹簧测力计测出____________________________;
(3)将不同的钩码个数组成两个钩码组,分别将两个钩码组悬挂在杠杆上支点________侧,调节位置直至杠杆________平衡,测出力和对应的力臂填入表格;
(4)保持力臂不变,改变________________,使杠杆重新水平平衡,将对应的力和力臂填入表格;
(5)保持力不变,改变________________,使杠杆重新水平平衡,将对应的力和力臂填入表格。
1、杠杆分类
知识点一:
省力杠杆
【例1】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
【例2】“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能撬起整个地球。
”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是()
知识点二:
费力杠杆
【例1】钓鱼时,钓鱼竿可看成一根杠杆,如图所示,它是一个________(省力/费力)杠杆,其支点位于图中的________点。
要使钓起鱼时省力一些,则钓鱼者两只手之间的距离应________(增大/减小
)一些。
【例2】下列机械或工具的使用,属于费力杠杆的是()
A.羊角锤B.筷子C.开瓶器D.独轮车
2、杠杆动态变化
知识点一:
一个要素变化
【例1】如图所示,轻质杠杆OA的B点挂着一个重物,A端用细绳吊在圆环M下,此时OA恰成水平且A点与圆弧形架PQ的圆心重合,那么当环M从P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
【例2】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转动到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
知识点二:
两个要素变化
【例1】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
【例2】如图所示,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
3、杠杆实验
知识点一:
探究杠杆平衡条件实验
【例1】在“研究杠杆平衡条件”实验中:
(1)实验前出现图甲所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向________调(填“左”或“右”)。
(2)实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向________(填“左”或“右”)移动________格。
(3)图乙中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将________。
(填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”)
(4)物理课本中有这样一句话“托盘天平是支点在中间的等臂杠杆,天平平衡时砝码的质量等于被测物体的质量”。
实际上使用托盘天平经常同时用到砝码和游码,此时被测物体的质量应________砝码的质量(填“大于”“小于”或“等于”)。
【例2】在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)小丽把杠杆支在支架上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在_______位置平衡。
(2)如图甲,在杠杆的B处挂2个相同的钩码,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则在杠杆的A处应该挂_______个同样的钩码。
(3)如图乙,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,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的拉力F_______(选填“变大”、“变小”、“不变”),原因是___________________________。
1、动力臂小于阻力臂的杠杆是________杠杆;动力臂大于阻力臂的杠杆是________杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆是________杠杆。
(填“省力”“费力”或“等臂”)
2、下图例举了一些杠杆原理在生活中的应用,其中属于省力杠杆的是()
3、如图所示,是一种指甲刀的结构示意图,下列说法正确的是()
A.ABC是一个省力杠杆
B.D处刀刃较薄,可以增大压力
C.杠杆ABC上有粗糙的花纹,可以减小摩擦
D.指甲刀只有两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
4、如图所示,园艺师傅使用剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的目的是为了()
A.增大阻力臂,减小动力移动的距离
B.减小动力臂,减小动力移动的距离
C.增大动力臂,省力
D.减小阻力臂,省力
5、在探究杠杆平衡条件的实验中,先把杠杆架在支架上,通过调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
当左侧钩码处于如图所示的A位置时,应将右侧的钩码向________移动(选填“左”或“右”)_______格(每格长度相同),可使杠杆在水平位置平衡。
6、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
7、如图所示,O为杠杆的支点,在杠杆的右端B点挂一重物。
MN是以A为圆心的弧形导轨,绳的一端系在杠杆的A点,另一端E可以在弧形导轨上自由滑动。
当绳的E端从导轨的一端N点向另一端M点滑动的过程中,杠杆始终水平,绳AE对杠杆拉力的变化情况()
A.先变小,后变大B.先变大,后变小
C.一直变小D.一直变大
8、如图所示,用水平放置轻质杠杆把重物匀速提升的过程中,力F方向始终跟杠杆垂直,那么力F的大小()
A.先变小再变大
B.逐渐变大
C.杠杆水平放置时力F最小
D.杠杆水平放置时力F最大
9、如图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时相当于一个________(填“省力”或“费力”)杠杆,若箱和物品共重100N,设此时动力臂是阻力臂的5倍,则抬起拉杆的力F为________N。
10、在探究杠杆平衡条件的实验中,保持杠杆在水平位置平衡,就可以直接从杠杆上读出________。
如图所示,在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码,右侧30cm刻度尺用弹簧测力计沿竖直拉杠杆,使其水平平衡,此时弹簧测力计拉力为________N。
保持弹簧测力计悬挂点不变,使其拉力方向斜向右下方,仍使杠杆水平平衡,弹簧测力计示数变________。
11、如图所示,粗细均匀的直尺AB,将中点O支起来,在B端放一支蜡烛,在AO的中点O′上放两支蜡烛,如果将三支完全相同的蜡烛同时点燃,它们的燃烧速度相同。
那么在蜡烛燃烧的过程中,直尺AB将()
A.始终保持平衡
B.蜡烛燃烧过程中A端逐渐上升,待两边蜡烛燃烧完了以后,才恢复平衡
C.不能保持平衡,A端逐渐下降
D.不能保持平衡,B端逐渐下降
12、小明用杠杆、一盒钩码和弹簧测力计等器材,做“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示。
为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向________移动;或将左端的平衡螺母向________移动(选填“左”或“右”)。
(2)小明调节杠杆水平平衡后,在杠杆左侧挂2个钩码,图乙所示。
要使杠杆水平平衡,应在A处挂________个钩码。
(3)小明再次在杠杆的两端挂上钩码,杠杆的状态如图丙所示。
小明又调节平衡螺母,使杠杆恢复水平平衡。
然后记录下动力、阻力、动力臂和阻力臂的数值。
他分析实验数据时,发现得不到正确的“杠杆的平衡条件”,其原因是:
____________________。
(4)当弹簧测力计由竖直向上拉杠杆变成斜向上拉,如图丁所示。
若杠杆仍在水平位置静止,则弹簧测力计的示数一定________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
13、将重为5N和15N的甲、乙两物体分别挂在杠杆的左、右两端,若杠杆的重力忽略不计,当杠杆平衡时,左、右两力臂长之比为()
A.3:
1B.2:
1C.1:
3D.4:
1
14、一根长2.2m的粗细不均匀的木料,一端放在地面上,抬起它的粗端要用680N的力;若粗端放在地上,抬起它的另一端时需要用420N的力,求:
(1)木料重多少?
(2)木料重心的位置。
1、杠杆有三类,即省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
在撬棒、天平、铡刀、扳手、酒瓶起子、理发剪刀、钓鱼竿等常见杠杆中,属于省力杠杆的有_____________________________________________;属于费力杠杆的有_________________________,属于等臂杠杆的有_______________。
2、如图,O为支点,在A端施加一个力使杠杆在水平位置平衡,则这个杠杆为()
A.一定省力B.一定费力
C.不省力也不费力D.都有可能
3、列车上有出售食品的手推车(如图所示)。
若货物在车内摆放均匀,当前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时手推车可以视为杠杆,支点是(写出字母);当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,这时支点是________,手推车可以视为________力杠杆。
4、如图所示,杠杆上有两个质量不等的球m1>m2,杠杆在水平位置平衡,杠杆自重不计。
如果两球以相同的速度向支点运动,则杠杆()
A.仍能平衡B.不能平衡,左侧将下沉
C.不能平衡,右侧将下沉D.条件不够,无法判断
5、李彬在“探究——杠杆平衡的条件”时,使用的杠杆如图所示:
(1)实验前,应先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在________位置平衡;
(2)如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码,则在B处要挂________个同样的钩码,杠杆才能仍然保持在水平位置平衡;
(3)如果在杠杆的C处挂总重1.5N的钩码,用弹簧测力计作用在B处,要使杠杆在水平位置平衡,且弹簧测力计的示数最小为________N,应________拉弹簧测力计。
6、如图所示,杠杆AB可绕O转动,绳AD连在以A为圆心的弧形导轨MN上,D可在MN上自由滑动,当绳的D端从N向M滑动过程中,杠杆仍保持平衡,则AD对杠杆的拉力变化情况是________。
7、如图所示,把一根均匀的米尺,在中点O支起,两端各挂四个钩码和两个钩码,恰好使米尺平衡,按下列方式增减钩码或移动钩码,下列几种方式仍能保持米尺平衡的是()
A.两边各加一个钩码
B.两边钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码,右边向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
8、如图所示,AB是一个质量不计的杠杆,支点为O,杠杆AB两端分别挂有甲、乙两个物体,杠杆平衡,已知甲物体的质量是1.5千克,乙物体的质量为4.5千克,AB长2米,则支点O应距A点________米。
9、如图所示,一根粗细不均匀的木料,在O点支撑恰能平衡,如果将木料从O点锯断,则()
A.粗端较重B.细端较重
C.粗细两端一样重D.无法判断
10、室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启。
如图所示,根据室内垃圾桶的结构示意图可确定()
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,用都是省力杠杆
D.桶中有两个杠杆在起作用,一个是省力杠杆,一个是费力杠杆
11、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OB为2厘米,秤盘到提纽的距离OA为10厘米,如图所示,若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣,实际3千克的物品,让顾客误以为得到物品的质量是多少?
12、在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,某同学记录了三次实验数据如下表:
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2.0
0.04
4.0
0.02
2
1.0
0.02
0.5
0.01
3
2.5
0.03
1.5
0.05
(1)这三次实验数据中有一次是错误的,错误数据的实验次数是________,由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是_____________________________。
(2)如图甲所示,当在A处挂了三个钩码时,要使杠杆平衡,应在C处挂________个钩码(每个钩码的质量相等)。
(3)若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点,如图乙所示,杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa,若在A点斜向上拉,杠杆要求在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为Fb,则Fa_______Fb(填“大于、小于、等于”)。
(4)实验中,用图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却提醒大家不要采用这种方式,这主要是因为该种方式()
A.一个人无法独立操作B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合D.力和力臂数目过多
(5)图丙中,不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,保持左侧第________格的钩码不动,将左侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆仍可以水平平衡。
(6)有一组同学通过实验获得了如下数据:
动力
动力臂
阻力
阻力臂
4N
5cm
5N
4cm
于是他们认为杠杆的平衡条件是:
动力+动力臂=阻力+阻力臂。
你认为他们的实验存在的问题是________________________________________________________________。
13、重力为150N的金属块G1静止在水平地面上,现将金属块用细绳挂在轻质杠杆的A端,B端悬挂重力G2的物体,如图所示,此时杠杆在水平位置平衡,已知B端所挂物体的重力为40N,OA:
OB=2:
5则
(1)A端受到绳子向下的拉力为多少?
(2)此时地面对金属块G1的支持力为多少?
14、某同学研究杠杆的使用特点,他先用弹簧测力计直接提三个钩码。
然后在杠杆上挂三个相同的钩码,且保持位置不变,他三次用弹簧测力计提着杠杆使杠杆水平静止,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。
(1)比较图(a)、(b)[或(a)、(c)或(a)、(d)],可知:
________________________________。
(2)比较图中(b)、(c)、(d)可知:
______________________________________________。
1、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C,在这个过程中的动力F()
A.变大B.变小
C.先变小后变大D.先变大后变小
2、用图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.保持不变B.逐渐变小
C.逐渐变大D.先变大,后变小
3、如图,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
4、甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山,木箱的悬点恰好在抬杠的中央。
如图所示,则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是()
A.F甲=F乙B.F甲>F乙
C.F甲
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