2020-2021物理杠杆平衡的专项培优易错试卷练习题(含答案)附答案
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一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于水平平衡状态,所用钩码完全相同。
下列做法中能使杠杆再次平衡的是A .分别在两边钩码下再增加一个相同钩码B .左边减少1个钩码,右边减少2个钩码C .两边钩码均向支点移动相同的距离D .左边钩码向左移1.5cm ,右边钩码向右移1cm【答案】D【解析】【详解】设一个钩码的重力为G ,左边钩码到支点的距离为3l ,因为杠杆正处于水平平衡,所以由杠杆平衡条件可得233G l G l ⨯=⨯右,解得2l l =右,即右边钩码到支点的距离为2l ;A .若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码,则3342G l G l ⨯≠⨯,此时杠杆不再平衡,不符合题意;B .若左边减少1个钩码,右边减少2个钩码,则32G l G l ⨯≠⨯ ,此时杠杆不再平衡,不符合题意;C .若两边的钩码均向支点移动相同的距离l ,则223G l G l ⨯≠⨯,此时杠杆不再平衡,不符合题意;D .若左边钩码向左移1.5cm ,右边钩码向右移1cm ,则2(3 1.5)3(21)G l G l ⨯+=⨯+,此时杠杆平衡,符合题意。
2.如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F ,使杠杆保持平衡,然后向右缓慢转动F 至水平方向,这一过程中( )A.F先变小后变大B.F逐渐变大C.动力臂逐渐变小D.动力臂逐渐变大【答案】A【解析】【分析】杠杆平衡条件及应用。
【详解】杠杆在图中所示位置平衡,阻力(重物对杠杆的拉力)及阻力臂大小不变;动力F由图中所示位置转动至水平方向的过程中,当动力F的方向与杠杆垂直时,动力F的力臂最长,因此动力F的力臂先增大后减小,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,动力F先变小后变大。
故选A。
【点睛】中等题.失分的原因是:①不知道动力F方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变;②不会画动力F在不同位置时的动力臂;③不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化;④不知道当动力F与杠杆垂直时,动力臂最大,动力F最小。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物块,分别挂在杠杆两端,此时杠杆恰好水平平衡,则甲、乙两个物块的密度之比为( )A .1∶1B .1∶2C .4∶3D .2∶1【答案】C【解析】【分析】【详解】 由图知道,甲物体挂在左边第3格处,乙物体挂在右边第2格处,由杠杆的平衡条件知道,此时12G l G l =甲乙即32m g m g ⨯=⨯甲乙 所以23m m 甲乙=,又因为V 甲/V 乙=1/2,甲、乙两个物块的密度之比是 241332m V m V ρρ===甲甲甲乙乙乙故C 正确。
故选C 。
2.如图所示,杠杆在水平状态保持静止,要使弹簧测力计的示数变为原来的12,下列措施中可行的是A .去掉三个钩码B .把钩码向左移动2小格C .把钩码向右移动2小格D.把弹簧秤测力计向左移动2小格【答案】B【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×4L=F2×8L,解得F2=2G,要使弹簧测力计的示数变为原来的12,即F2=G。
A.去掉三个钩码,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,G×4L=F'2×8L,所以F'2=12G,不符合题意;B.把钩码向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×2L=F'2×8L,所以F'2=G,故B符合题意;C.把钩码向右移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×6L=F'2×8L,所以F'2=3G,故C不符合题意;D.把弹簧秤测力计向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×4L=F'2×6L,所以F'2=83G,故D不符合题意。
故选B。
3.AC硬棒质量忽略不计,在棒的B、C两点施加力F1、F2,F2的方向沿OO'线,棒在图所示位置处于静止状态,则()A.F1<F2B .F 1=221s F s C .F 1力臂等于s 1D .F 2方向沿OO '线向上【答案】D【解析】【详解】AC .由图知,F 2的方向沿OO ′线,其力臂最长,为s 2;而F 1的方向竖直向下,所以其力臂L 1是从A 点到F 1的垂线段,小于s 1,更小于s 2, 由F 1L 1=F 2L 2知,L 1<s 2,所以F 1一定大于F 2,故AC 不符合题意;B .由F 1L 1=F 2L 2知,F 1L 1=F 2s 2,即2211F s F L =故B 不符合题意; D .已知F 1的方向是竖直向下的,为保持杠杆平衡,F 2的方向应该沿OO′向上,故D 符合题意。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,轻质杠杆AOB 的支点是O ,AO=BO 。
若在A 端和B 端分别悬挂重力相等的两个重物,则杠杆( )A .保持平衡B .A 端下沉C .B 端下沉D .以上均可能【答案】B【解析】【分析】【详解】轻质杠杆AOB 的重力可不计,杠杆的示意图如下所示:动力和阻力大小均等于物体的重力,两个重物的重力相等,则F 1=F 2;动力臂为OA ,阻力臂为OC ,满足OC OB OA <=所以可知12F OA F OC ⨯>⨯根据杠杆的平衡条件可知,A 端下沉。
故选B 。
2.如图所示的轻质杠杆OA 上悬挂着一重物G ,O 为支点,在A 端用力使杠杆平衡。
下列叙述正确的是( )A .此杠杆一定是省力杠杆B .沿竖直向上方向用力最小C .沿杆OA 方向用力也可以使杠杆平衡D .此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆【答案】D【解析】【分析】【详解】A.因为无法确定动力臂的大小,所以无法确定是哪种杠杆,故A错误;B.沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力,故B错误;C.沿OA方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故C错误。
D.因为杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故D正确。
故选D。
3.如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持平衡,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中()A.F先变小后变大B.F逐渐变大C.动力臂逐渐变小D.动力臂逐渐变大【答案】A【解析】【分析】杠杆平衡条件及应用。
【详解】杠杆在图中所示位置平衡,阻力(重物对杠杆的拉力)及阻力臂大小不变;动力F由图中所示位置转动至水平方向的过程中,当动力F的方向与杠杆垂直时,动力F的力臂最长,因此动力F的力臂先增大后减小,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,动力F先变小后变大。
故选A。
【点睛】中等题.失分的原因是:①不知道动力F方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变;②不会画动力F在不同位置时的动力臂;③不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化;④不知道当动力F与杠杆垂直时,动力臂最大,动力F最小。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图,轻质杠杆可绕O 点转动(不计摩擦).A 处挂着一重为80N 、底面积为500cm 2的物体G .在B 点施加一个垂直于杆的动力F 使杠杆水平平衡,且物体G 对地面的压强为1000Pa ,OB =3OA .则B 点的拉力F 的大小为A .50NB .30NC .10ND .90N【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】地面对物体G 的支持力21000Pa 0.05m 50N F F ps ===⨯=压支物体G 对杠杆的拉力A 80N 50N 30N F G F =-=-=支已知OB =3OA ,由杠杆平衡的条件A F F OB OA ⨯=⨯可得:A 1=30N =10N 3F OA F OB ⨯=⨯. 故选C .2.如图所示为等刻度轻质杠杆,A 处挂4牛的物体,若使杠杆在水平位置平衡,则在B 处施加的力( )A .可能为0.5牛B .一定为2牛C .一定为3牛D .可能是4牛【答案】D 【解析】【分析】 【详解】设杠杆每小格的长度为L ,若在B 点用垂直OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡,此时所用的力最小,根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可得min 42F L G L ⋅=⋅则有min24N 22N 44G L FL ⋅⨯=== 若在B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可知2211F l F l =则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变,动力臂减小,故动力将增大,故若使杠杆在水平位置平衡,在B 点施加的力2N F ≥故选D 。
3.如图,一个长方体木箱,重心在它的几何中心,其高度为H 、正方形底面的边长为L 、重为G 。
想把这个木推倒(木箱较重,不会移动),在其中部的中心最初施加一个水平推力大小是( )A .2GHLB .GHLC .HLGD .GLH【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由图示可知,把这个木箱推倒,它右下端与地面的接触点是支点,当小孩水平推木箱时,力臂为2H ,阻力为木箱的重力,阻力臂为2L,如图所示:根据杠杆的平衡条件可得G ×2L=F ×2HF =GL H故选D 。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态。
下列操作仍能使杠杆在水平位置保持平衡的是()A.两侧钩码同时向外移一格B.左侧的钩码向左移一格,右侧增加一个钩码C.在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码D.在两侧钩码下方,同时减去一个相同的钩码【答案】B【解析】【分析】【详解】设一个钩码的重力为G,横梁上一个格的长度为L,原来杠杆处于平衡状态,则有⨯=⨯G L G L2332A.两边各向外移一格,左边⨯=248G L GL右边⨯=339G L GL由于89<GL GL杠杆右端下沉,故A不符合题意;B.左侧的钩码向左移一格,右侧增加一个钩码,因左边⨯24G L右边⨯42G L因2442⨯=⨯G L G L故B符合题意;C.在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码,左边⨯=339G L GL右边⨯=428G L GL因为GL GL>98杠杆左端下沉,故C不符合题意;D.在两侧钩码下方,同时减去一个相同的钩码,左边G L GL⨯=33右边G L GL⨯=224由于<34GL GL杠杆右端下沉,故D不符合题意。
故选B。
2.如图所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G,O为支点,在A端用力使杠杆平衡。
下列叙述正确的是()A.此杠杆一定是省力杠杆B.沿竖直向上方向用力最小C.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡D.此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆【答案】D【解析】【分析】【详解】A.因为无法确定动力臂的大小,所以无法确定是哪种杠杆,故A错误;B.沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力,故B错误;C.沿OA方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故C错误。
D.因为杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故D正确。
故选D。
3.如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持平衡,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中()A .F 先变小后变大B .F 逐渐变大C .动力臂逐渐变小D .动力臂逐渐变大【答案】A【解析】【分析】杠杆平衡条件及应用。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图是上肢力量健身器示意图,杠杆AB 可绕O 点在竖直平面内转动,3AB BO =,配重的重力为120牛,重力为500牛的健身者通过细绳在B 点施加竖直向下的拉力为F 1时,杠杆在水平位置平衡,配重对地面的压力为85牛,在B 点施加竖直向下的拉力为F 2时,杠杆仍在水平位置平衡,配重对地面的压力为60牛。
已知122:3:F F =,杠杆AB 和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计,下列说法正确的是( )A .配重对地面的压力为50牛时,健身者在B 点施加竖直向下的拉力为160牛 B .配重对地面的压力为90牛时,健身者在B 点施加竖直向下的拉力为120牛C .健身者在B 点施加400牛竖直向下的拉力时,配重对地面的压力为35牛D .配重刚好被匀速拉起时,健身者在B 点施加竖直向下的拉力为540牛【答案】C【解析】【分析】【详解】当配重在地面上保持静止状态时,它受到的绳子的拉力为N F G F =-由图知动滑轮上有2段绳子承担物重,因此杠杆A 点受到的拉力N 22A F F G G F G +⨯=-=+动动()根据杠杆的平衡条件得到A B F OA F OB ⋅=⋅即N 2B G F G OA F OB ⨯-+⨯=⨯⎡⎤⎣⎦动()因为3AB BO =所以2AO BO =则N 221B G F G F ⨯-+⨯=⨯⎡⎤⎣⎦动()即N 42B F G F G ⨯-=+动()当压力为85N 时14120N -85N 2F G =⨯+动()当压力为60N 时24120N -60N 2F G =⨯+动()因为122:3:F F =所以124120N -85N 24120N -60N 223G F F G ⨯+=⨯=+动动()() 解得30N G =动A .当配重对地面的压力为50N 时,B 点向下的拉力为N 424120N -50N 230N =340N B F G F G ⨯-=⨯⨯=++动()()故A 错误;B .当配重对地面的压力为90N 时,B 点向下的拉力为N 424120N -90N 230N =180N B F G F G ⨯-=⨯⨯=++动()()故B 错误;C .健身者在B 点施加400N 竖直向下的拉力时,根据N 42B F G F G ⨯-=+动()可得N 400N 4120N 230N F =⨯-+⨯()解得N 35N F =故C 正确;D .配重刚好被拉起,即它对地面的压力为0,根据N 42B F G F G ⨯-=+动()可得4120N -0N 230N =540N >500N B F ⨯+⨯=()因为人的最大拉力等于体重500N ,因此配重不可能匀速拉起,故D 错误。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态。
下列操作仍能使杠杆在水平位置保持平衡的是()A.两侧钩码同时向外移一格B.左侧的钩码向左移一格,右侧增加一个钩码C.在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码D.在两侧钩码下方,同时减去一个相同的钩码【答案】B【解析】【分析】【详解】设一个钩码的重力为G,横梁上一个格的长度为L,原来杠杆处于平衡状态,则有⨯=⨯G L G L2332A.两边各向外移一格,左边⨯=248G L GL右边⨯=339G L GL由于89<GL GL杠杆右端下沉,故A不符合题意;B.左侧的钩码向左移一格,右侧增加一个钩码,因左边⨯24G L右边⨯42G L因2442⨯=⨯G L G L故B符合题意;C.在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码,左边⨯=339G L GL右边⨯=428G L GL因为>98GL GL杠杆左端下沉,故C不符合题意;D.在两侧钩码下方,同时减去一个相同的钩码,左边⨯=33G L GL右边224⨯=G L GL由于<34GL GL杠杆右端下沉,故D不符合题意。
故选B。
2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着体积为1cm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示。
当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是()A.密度秤的零点刻度在Q点B.密度秤的刻度都在Q点的左侧C.密度秤的刻度都在Q点的右侧D.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边【答案】C【解析】【分析】【详解】A.合金块没有浸入液体时,液体的密度应为零,所以秤的零刻度应该在Q处;故A正确,不符合题意;BC.若秤砣由Q向右移动,它的力臂变长,则左边合金块拉秤杆的力应增大,但合金块受到的浮力不可能竖直向下,所以零点的右边应该是没有刻度的,其刻度都在Q点的左侧。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。
如果在两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则()A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断【答案】A【解析】【分析】本题考查杠杆的平衡原理。
【详解】杠杆的平衡原理是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
图中,设一个钩码的重为G,杠杆每一小格的长度为L,则有G∙4L=2G∙2L,若两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则杠杆的左边变成2G∙4L=8GL,右边变成3G∙2L=6GL,此时8GL>6GL,所以左端下降,故A符合题意,BCD都不符合题意。
故选A。
2.生活中,小华发现有如图甲所示的水龙头,很难徒手拧开,但用如图乙所示的钥匙,安装并旋转钥匙就能正常出水(如图丙所示).下列有关这把钥匙的分析中正确的是A.在使用过程中可以减小阻力臂B.在使用过程中可以减小阻力C.在使用过程中可以减小动力臂D.在使用过程中可以减小动力【答案】D【解析】【详解】由图可知,安装并旋转钥匙,阻力臂不变,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知,动力变小,故选D。
3.如图所示,作用在A点的各个力中,不可能使杠杆平衡的力是A.F3和F4B.F1和F3C.F2和F4D.F1和F2【答案】A【解析】【详解】因为力F3的作用线所在的直线过支点O,所以力F3的力臂为0,又因为0乘以任何数都为0,所以力F3不能使杠杆平衡;力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同,所以力F4不能使杠杆平衡;力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反,所以力F1和F2可以使杠杆平衡;故选A。
4.如图所示,杠杆在水平状态保持静止,要使弹簧测力计的示数变为原来的12,下列措施中可行的是A.去掉三个钩码B.把钩码向左移动2小格C.把钩码向右移动2小格D.把弹簧秤测力计向左移动2小格【答案】B【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×4L=F2×8L,解得F 2=2G , 要使弹簧测力计的示数变为原来的12, 即F 2=G 。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。
如果在两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则()A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断【答案】A【解析】【分析】本题考查杠杆的平衡原理。
【详解】杠杆的平衡原理是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
图中,设一个钩码的重为G,杠杆每一小格的长度为L,则有G∙4L=2G∙2L,若两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则杠杆的左边变成2G∙4L=8GL,右边变成3G∙2L=6GL,此时8GL>6GL,所以左端下降,故A符合题意,BCD都不符合题意。
故选A。
2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着体积为1cm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示。
当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是()A.密度秤的零点刻度在Q点B.密度秤的刻度都在Q点的左侧C.密度秤的刻度都在Q点的右侧D.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边【答案】C【解析】【分析】【详解】A.合金块没有浸入液体时,液体的密度应为零,所以秤的零刻度应该在Q处;故A正确,不符合题意;BC.若秤砣由Q向右移动,它的力臂变长,则左边合金块拉秤杆的力应增大,但合金块受到的浮力不可能竖直向下,所以零点的右边应该是没有刻度的,其刻度都在Q点的左侧。
故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;D.秤砣的质量不变,由Q向左移动时,它的力臂变短,则左边合金块拉秤杆的力减小,说明合金块受到的浮力增大,而合金块排开液体的体积不变,说明液体的密度变大,所以刻度应逐渐变大,即秤杆上较大的刻度在较小的刻度的左边;故D正确,不符合题意。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.能使杠杆OA水平平衡的最小力的方向为()A.AB B.AC C.AD D.AE【答案】A【解析】【分析】根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.由此分析解答.【详解】由图知,O为支点,动力作用在A点,连接OA就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向应向上,所以最小力方向为AB.故选A.【点睛】在通常情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段就是最长力臂.2.如图所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G,O为支点,在A端用力使杠杆平衡。
下列叙述正确的是()A.此杠杆一定是省力杠杆B.沿竖直向上方向用力最小C.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡D.此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆【答案】D【解析】【分析】【详解】A.因为无法确定动力臂的大小,所以无法确定是哪种杠杆,故A错误;B.沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力,故B错误;C.沿OA方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故C错误。
D.因为杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故D正确。
故选D 。
3.AC 硬棒质量忽略不计,在棒的B 、C 两点施加力F 1、F 2,F 2的方向沿OO'线,棒在图所示位置处于静止状态,则( )A .F 1<F 2B .F 1=221s F sC .F 1力臂等于s 1D .F 2方向沿OO '线向上 【答案】D 【解析】 【详解】AC .由图知,F 2的方向沿OO ′线,其力臂最长,为s 2;而F 1的方向竖直向下,所以其力臂L 1是从A 点到F 1的垂线段,小于s 1,更小于s 2, 由F 1L 1=F 2L 2知,L 1<s 2,所以F 1一定大于F 2,故AC 不符合题意; B .由F 1L 1=F 2L 2知,F 1L 1=F 2s 2,即2211F s F L故B 不符合题意;D .已知F 1的方向是竖直向下的,为保持杠杆平衡,F 2的方向应该沿OO′向上,故D 符合题意。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,轻质杠杆AOB 的支点是O ,AO=BO 。
若在A 端和B 端分别悬挂重力相等的两个重物,则杠杆( )A .保持平衡B .A 端下沉C .B 端下沉D .以上均可能【答案】B【解析】【分析】【详解】轻质杠杆AOB 的重力可不计,杠杆的示意图如下所示:动力和阻力大小均等于物体的重力,两个重物的重力相等,则F 1=F 2;动力臂为OA ,阻力臂为OC ,满足OC OB OA <=所以可知12F OA F OC ⨯>⨯根据杠杆的平衡条件可知,A 端下沉。
故选B 。
2.生活中,小华发现有如图甲所示的水龙头,很难徒手拧开,但用如图乙所示的钥匙,安装并旋转钥匙就能正常出水(如图丙所示).下列有关这把钥匙的分析中正确的是A .在使用过程中可以减小阻力臂B .在使用过程中可以减小阻力C .在使用过程中可以减小动力臂D .在使用过程中可以减小动力【答案】D【解析】【详解】由图可知,安装并旋转钥匙,阻力臂不变,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件F 1L 1=F 2L 2可知,动力变小,故选D 。
3.如图所示,将重150N 的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端,杠杆的B 端悬挂乙物体,杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N ,:1:3AO OB =,甲物体的底面积为0.2m 2,g 取10N/kg 。
下列说法正确的是( )A .甲物体对杠杆的拉力为10NB .杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60NC .甲物体对水平地面的压强为750PaD .水平地面对甲物体的支持力为60N【答案】D【解析】【分析】【详解】 对物体甲受力分析,甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用,其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。
AB .根据杠杆平衡条件可知杠杆A 端受到物体的拉力与OA 的乘积等于乙给B 端的拉力与OB 的乘积相等,则有A 330N 90N 1G OB F OA ==⨯=乙 即甲对杠杆的拉力为90N ,杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,故AB 项错误;CD .甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为A 150N 90N 60N F F G F ==-=-=甲压支则甲物体对水平地面的压强260N 300Pa 0.2mF p S ===压甲甲 故C 项错误,D 项正确。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,AOB 为一杠杆,O 为支点,杠杆重不计,AO =OB .在杠杆右端A 处用细绳悬挂重为G 的物体,当AO 段处于水平位置时,为保持杠杆平衡,需在B 端施加最小的力为F 1;当BO 段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B 端施加最小的力为F 2,则A .F 1<F 2B .F 1>F 2C .F 1=F 2D .无法比较【答案】B【解析】【分析】【详解】(1)当AO 段处于水平位置时,如左图所示最省力,∵F 1l OB =Gl OA∴F 1=OAOBGll =G ;(2)当OB 段处于水平位置时,如右图所示最省力,∵F 2l OB =Gl OC∴F 2=OCOC OB OBGlG l l l ⨯=∵l OC <l OB∴F 2<G∴F 1>F 2;故选B .2.如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持平衡,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中()A.F先变小后变大B.F逐渐变大C.动力臂逐渐变小D.动力臂逐渐变大【答案】A【解析】【分析】杠杆平衡条件及应用。
【详解】杠杆在图中所示位置平衡,阻力(重物对杠杆的拉力)及阻力臂大小不变;动力F由图中所示位置转动至水平方向的过程中,当动力F的方向与杠杆垂直时,动力F的力臂最长,因此动力F的力臂先增大后减小,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,动力F先变小后变大。
故选A。
【点睛】中等题.失分的原因是:①不知道动力F方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变;②不会画动力F在不同位置时的动力臂;③不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化;④不知道当动力F与杠杆垂直时,动力臂最大,动力F最小。
3.如图所示,杠杆在水平状态保持静止,要使弹簧测力计的示数变为原来的12,下列措施中可行的是A.去掉三个钩码B.把钩码向左移动2小格C.把钩码向右移动2小格D.把弹簧秤测力计向左移动2小格【答案】B【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2得,4G×4L =F 2×8L ,解得F 2=2G , 要使弹簧测力计的示数变为原来的12, 即F 2=G 。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.用如图所示的杠杆提升重物,设作用在A端的力F始终与杆垂直,那么,在将重物提升到最高处的过程中,力F的大小将 ( )A.逐渐变小B.先变小,后变大C.逐渐变大D.先变大,后变小【答案】D【解析】【分析】【详解】由题知,当慢慢提升重物时,重力(阻力)不变,阻力臂增大(水平时最大),动力臂不变,即:G不变、L1不变,,L2增大∵FL1=GL2∴力F逐渐变大;故选C.2.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.先变小再变大【答案】D【解析】【详解】作出当环M位于P点、圆弧中点、Q点时拉力的力臂l1、l2、l3如下由图可知,动力臂先增大,再减小,阻力与阻力臂不变,则由杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知,拉力先变小后变大,故选D。
3.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着体积为1cm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示。
当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是()A.密度秤的零点刻度在Q点B.密度秤的刻度都在Q点的左侧C.密度秤的刻度都在Q点的右侧D.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边【答案】C【解析】【分析】【详解】A.合金块没有浸入液体时,液体的密度应为零,所以秤的零刻度应该在Q处;故A正确,不符合题意;BC.若秤砣由Q向右移动,它的力臂变长,则左边合金块拉秤杆的力应增大,但合金块受到的浮力不可能竖直向下,所以零点的右边应该是没有刻度的,其刻度都在Q点的左侧。
故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;D.秤砣的质量不变,由Q向左移动时,它的力臂变短,则左边合金块拉秤杆的力减小,说明合金块受到的浮力增大,而合金块排开液体的体积不变,说明液体的密度变大,所以刻度应逐渐变大,即秤杆上较大的刻度在较小的刻度的左边;故D正确,不符合题意。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图,用橇棒撬起石块并保持平衡,下列说法正确的是( )A.动力对橇棒的转动效果小于阻力对橇棒的转动效果B.手在A点竖直向下施力时,撬棒是个省力杠杆C.手在A点向不同方向施力时,力的大小都相等D.手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时,在B点比在A点费力【答案】B【解析】【分析】【详解】A.因用撬棒撬起石块并保持平衡,根据杠杆的平衡条件,动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。
所以动力对撬棒的转动效果等于于阻力对撬棒的转动效,A选项错误;B.手在A点竖直向下施力时,动力臂大于阻力臂,根据杠杆的平衡条件,动力小于阻力,撬棒是个省力杠杆,B选项正确;C.手在A点向不同方向施力时,动力的力臂大小随方向的改变而改变,而阻力和阻力臂大小不变,所以动力的大小不相等,C选项错误;D.手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时,在A点的动力臂小于在B点的动力臂,根据杠杆的平衡条件,手在A点沿竖直向下方向施力大于在B点沿竖直向下方向施加的力,即在A点比在B点费力,D选项错误。
故选B。
2.如图所示为等刻度轻质杠杆,A处挂4牛的物体,若使杠杆在水平位置平衡,则在B处施加的力()A.可能为0.5牛B.一定为2牛C.一定为3牛D.可能是4牛【答案】D【解析】【分析】【详解】设杠杆每小格的长度为L ,若在B 点用垂直OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡,此时所用的力最小,根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可得min 42F L G L ⋅=⋅则有min 24N 22N 44G L F L ⋅⨯=== 若在B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可知 2211F l F l =则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变,动力臂减小,故动力将增大,故若使杠杆在水平位置平衡,在B 点施加的力 2N F ≥故选D 。
3.如图所示,一根均匀木尺放在水平桌面上,它的一端伸出桌面的外面,伸到桌面外面的部分长度是木尺长的14,在木尺末端的B 点加一个作用力F ,当力F =3N 时,木尺的另一端A 开始向上翘起,那么木尺受到的重力为( )A .3NB .9NC .1ND .2N【答案】A【解析】【分析】【详解】设直尺长为l ,如图所示:从图示可以看出:杠杆的支点为O ,动力F =3N动力臂OB =14l 阻力为直尺的重力G ,阻力臂CO =12l -14l =14l 由杠杆平衡的条件得 F ×OB =G ×OC3N×14l = G ×14l G =3N故选A 。