杠杆最小力问题
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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,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,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。
2024-2025学年鲁科五四新版九年级科学上册阶段测试试卷564考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______ 姓名:______ 班级:______ 考号:______总分栏一、单选题(共9题,共18分)1、推理是科学学习中常用的思维方法,下列推理中,正确的是()A. 离子是带电的粒子,故带电的粒子一定都是离子B. 碳酸钠溶液呈碱性,所以该溶液中一定含有氢氧根离子C. 溶液中有晶体析出时,溶质质量减小,所以溶质的质量分数一定减小D. 在同一化合物中,金属元素显正价,所以非金属元素一定显负价2、相同质量的氢气和一氧化碳,还原氧化铜的质量()A. 一样多B. 一氧化碳还原的多C. 氢气还原的多D. 无法比较3、一位同学双手的最大拉力为500N,现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,最多能提起的物重为( )A. 500NB. 1000NC. 1500ND. 250N4、以下家庭食品制作中,发生了化学变化的是()A. 葡萄酿酒B. 凉水冻冰C. 黄瓜切片D. 辣椒剁碎5、子代的某些特征像亲代,这是因为()A. 亲代把各种性状直接传给子代B. 亲代把蛋白质直接传给了子代C. 亲代把细胞内的物质传给了子代D. 亲代把遗传物质复制了一份传给了子代6、纳米材料具有特殊的性质和功能.纳米二氧化钛(TiO2)参与的光催化反应可使吸附在其表面的甲醛等物质被氧化,降低空气中有害物质的浓度.正钛酸(H4TiO4)在一定条件下分解失水可制得纳米TiO2.下列说法不正确的是()A. 纳米TiO2属于氧化物B. 纳米TiO2添加到墙面涂料中,可减少污染C. 纳米TiO2与TiO2的性质、功能完全相同D. 制备纳米TiO2的反应:H4TiO4 TiO2+2H2O7、某化学兴趣小组设计了四套实验方案,来证明固体炭粉中是否含有氧化铜.其中可行的是()A. 在样品中加水,是否有蓝色沉淀B. 在样品中加稀硫酸,充分反应后,是否有固体剩余C. 在空气中充分加热样品,恢复到原温度后,固体质量是否减小D. 在样品中加稀硫酸,充分反应后,溶液是否呈蓝色8、在元素周期表中,硫元素的信息如图所示,下列从图中获得的信息不正确的是()A. 在硫原子的核外电子排布中 a=2 和 b=8B. 硫原子在化学反应中易获得 2 个电子生成 S2﹣C. 硫原子里,质子数=中子数=电子数=16D. 一个硫原子的相对原子质量是 32.06 克9、今年我国西南地区遭受了历史罕见的严重干旱,导致1939万人饮水困难.下列有关水的知识,其中错误的是()A. 水是一种最常见的溶剂,天然水一般是混合物B. 酸雨的形成与大气中SO2等酸性污染物增多有关C. 水中N,P元素的增多会引起水体的富营养化污染,引起赤潮D. pH=0的水溶液呈中性评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)10、从下列物质中选择填空(填序号):①氧气②石蕊溶液③干冰④石墨(1)常用的酸碱指示剂是 ____,(2)可用于制铅笔芯的是 ____,(3)能用于供给呼吸的是 ____,(4)可用于人工降雨的是 ____.11、如图所示电路,电压U不变,电流表的示数为1A.如果R1与R2的等效电阻为R,并且R1:R=5:3,电阻R2消耗的电功率为24W,则电阻R1=____ Ω.12、某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示,在手连续稳定的按压下,在出水口获得所需要的水,在手连续稳定的按压下人做功的过程中是将人体的生物能最终转化为出水口水的 ____能和 ____能13、有一种固体混合物质M,其中只可能含有Na2CO3、NaNO3、Na2SO4、CuCl2、BaCl2中的一种或几种.请根据以下实验操作回答下列问题.操作①取少量M放入足量的水中充分搅拌、静置,得到白色沉淀和无色溶液,过滤.操作②向滤出的沉淀中加入足量稀盐酸,沉淀全部溶解,此时所得溶液仍为无色.(1)M中一定不含的物质是____,不能确定是否含有的物质是____(2)上述实验过程中,发生反应的化学方程式为____ 、____ .(3)向操作①后所得的无色溶液中滴加溶液AgNO3溶液,一定能发生的反应的化学方程式为____ .14、如图A,B所示,平静的湖面上有两艘小船,绳的一端拴在甲船上,绕过乙船上的滑轮,站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端.如果A,B图中甲船在20s内向右匀速移动了10m,同时乙船向左移动了4m,则A,B图中人拉绳子的功率分别为____W与____W.15、生物中除了植物和动物外,还有____、____、真菌等微生物,生物的生存依赖一定的____,同时也影响着环境,生物与环境之间相互影响、相互作用。
阻力臂l 2动力臂l 1阻力F 2动力F 1支点O 6.5 探究杠杆的平衡条件(1)-学案【学习目标】1.认识杠杆,知道支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念;2.通过观察和实验,了解杠杆的结构,能根据实物画出杠杆的示意图;3.通过探究,了解杠杆的平衡条件;【前置学习】1.物理学中,把 ,叫做杠杆。
2.杠杆的五要素是 、 、 、 、 。
3.(1)支点: 的点(轴);(2)动力: 的力;(3)阻力: 的力;(4)动力臂: 到 的距离;(5)阻力臂: 到 的距离。
4.杠杆平衡是指 。
5.杠杆的平衡条件是 。
【课堂探究】 一、小组交流(一)活动1:小组讨论,列举出我们生活中有关杠杆实例,并说出它们有哪些共同的特点?总结:杠杆是指 ,杠杆不一定是直的,可以是各种形状的。
(二)杠杆的五要素:(三)探究杠杆的平衡条件:思考:怎样使跷跷板保持水平平衡状态?设计实验:用带有分刻度的均匀木尺代替跷跷板,用钩码代替人进行实验。
进行实验与收集证据:1.调节杠杆两端的螺母,使杠杆处于 ;2.在杠杆的两边分别挂上数量不同的钩码,用F 1、F 2表示钩码的拉力,用L 1L 2表示钩码离开悬挂点O 的距离;3.改变钩码数量和它们离开点O 的距离,是杠杆处于 。
4.记录实验数据,与书本25页活动1。
得出结论:杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂 公式表示为:2211L F L F =,或1221L L F F = (四)学会作杠杆的力臂: 例:二、展示分享请各小组展示小组交流结果【检测反馈】1.杠杆 的点叫支点,动力臂是指从_______到 的距离,阻力臂是 到 的距离。
2.标出支点并画出出力和力臂:3.在研究杠杆的平衡条件实验中,应调节杠杆两端的 使杠杆在 位置平衡。
实验要记录的数据有 、 、 ______、______。
实验的结论是_ __ 。
4.杠杆平衡时,动力为10N ,阻力为40N , 动力臂为0.4m 求阻力臂。
专题六 动态杠杆分析杠杆问题是我们生活实践中常见问题,广泛应用于各种机器、机械,在生活中应用也很广泛.初中物理关于杠杆的动态变化问题是学生学习的难点,也是中考试题中的难点和重点并在中考中占有一定比例. 动态杠杆分析主要涉及以下三个方面:最小力问题、力与力臂变化问题、再平衡问题.动态杠杆分析离不开杠杆的平衡条件:2211l F l F =,即动力×动力臂=阻力×阻力臂.提升重物时,公式为:211Gl l F =,动力为:121l Gl F =. 一、最小力问题此类问题中“阻力×阻力臂”为一定值,要使动力最小,根据杠杆平衡条件,必须使动力臂最大.要使动力臂最大需要做到:在杠杆上找一点(动力作用点),使这点到支点的距离最远;动力方向应该是过该点且与该连线垂直的方向,如图(1)所示,最小力应该是F 3.图(1)二、力与力臂的变化问题此问题是在力与力臂变化时,如何利用杠杆平衡条件2211l F l F =和控制变量法,分析变量之间的关系.如图(2)所示,在探究杠杆平衡条件实验时,当拉紧的弹簧测力计向左转动时,拉力的变化情况是会逐渐减小.三、再平衡问题杠杆再平衡的问题,实际上就是判断杠杆在发生变化前后,力和力臂的乘积是否相等,乘积大的一端下降,乘积小的一端上升.图(2)图(3)如图(3)所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,杠杆将失去平衡,右端下沉.一、杠杆1.什么是杠杆:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒,这根硬棒就叫杠杆.(1)“硬棒”泛指有一定长度的,在外力作用下不变形的物体.(2)杠杆可以是直的,也可以是任何形状的.如图(4)所示.2.杠杆的七要素(如图(5)所示)图(4)杠杆图(5)杠杆的七要素(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O”表示.它可能在棒的某一端,也可能在棒的中间,在杠杆转动时,支点是相对固定;(2)动力:使杠杆转动的力叫动力,用“F1”表示;(3)阻力:阻碍杠杆转动的力叫阻力,用“F2”表示;(4)动力作用点:动力在杠杆上的作用点;(5)阻力作用点:阻力在杠杆上的作用点;l”表示;(6)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用“1l”表示.(7)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用“2注意:无论动力还是阻力,都是作用在杠杆上的力,但这两个力的作用效果正好相反.一般情况下,把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力,而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力.力臂是点到线的距离,而不是支点到力的作用点的距离.力的作用线通过支点的,其力臂为零,对杠杆的转动不起作用.3.杠杆示意图的画法(如图(6)所示):(1)根据题意先确定支点O;(2)确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长;甲乙丙图(6)杠杆的示意图(3)从支点向力的作用线画垂线,并用l1和l2分别表示动力臂和阻力臂;第一步:先确定支点,即杠杆绕着某点转动,用字母“O”表示.第二步:确定动力和阻力.人的愿望是将石头翘起,则人应向下用力,画出此力即为动力用“F1”表示.这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动.而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反,在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动,则阻力是石头施加给杠杆的,方向向下,用“F2”表示如图乙所示.第三步:画出动力臂和阻力臂,将力的作用线正向或反向延长,由支点向力的作用线作垂线,并标明相应的“l1”“l2”, “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂,如图丙所示.4.杠杆的平衡条件(1)杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了.(2)杠杆的平衡条件实验图(7)图(8)1)首先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡.如图(8)所示,当杠杆在水平位置平衡时,这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了,而图(7)杠杆在倾斜位置平衡,读力臂的数值就没有图(8)方便.由此,只有杠杆在水平位置平衡时,我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小,因此本实验要求杠杆在水平位置平衡.2)在实验过程中绝不能再调节螺母.因为实验过程中再调节平衡螺母,就会破坏原有的平衡.(3)杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或F1l1=F2l2.5.杠杆的应用(1)省力杠杆:动力臂l1>阻力臂l2,则平衡时F1<F2,这种杠杆使用时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力),但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,并且比不使用杠杆,力直接作用在物体上移动的距离大).(2)费力杠杆:动力臂l1<阻力臂l2,则平衡时F1>F2,这种杠杆叫做费力杠杆.使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力),但却省距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距离).(3)等臂杠杆:动力臂l1=阻力臂l2,则平衡时F1=F2,这种杠杆叫做等臂杠杆.使用这种杠杆既不省力,也不费力,即不省距离也不费距离.既省力又省距离的杠杆时不存在的.一、最小力问题【典例1】(东营)如图所示,杠杆AOB能绕O点转动.在A点挂一重物G,为使杠杆保持平衡且用力最小,在B点施加一个力,这个力应该是图中的_________.【解析】在B点施力F,阻力的方向向下,为使杠杆平衡,动力的方向应向下,F4方向向上,不符合要求;当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大,此时最省力,即F2的方向与OB垂直,故F2最小.故答案为:F2.二、力与力臂变化问题【典例2】(玉林)如图所示,长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力),在这个过程中,力F的大小将(选填“增大”、“不变”或“减小”),力F所做的功为J.【解析】(1)根据杠杆平衡条件来做出分析;(2)根据h=Lsin30°求出物体重心上升的高度,再根据W=Gh求出克服重力做的功,即为拉力做的功.【解答】(1)在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置的过程中,动力臂L的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂L却逐渐增大;由杠杆的平衡条件知:F•L=G•L′,当L、G不变时,L′越大,那么F越大,因此拉力F在这个过程中逐渐增大;(2)物体重心上升的高度h=Lsin30°=×40cm×=10cm=0.1m,拉力做的功W=Gh=10N×0.1m=1J.故答案为:增大;1.三、再平衡问题【典例3】(潍坊)如图所示,杠杆处于平衡状态.如果杠杆两侧的钩码各减少一个,杠杆将().A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断【解析】图中杠杆处于平衡状态,设一个钩码的重为G,杠杆上一格的长度为L,根据杠杆平衡条件可得:2G×3L=3G×2L;如果杠杆两侧的钩码各减少一个,则:左边力与力臂的乘积:1G×3L,右边力与力臂的乘积:2G×2L,由于此时右边力与力臂的乘积较大,所以右端下降.故选B.一、最小力问题1.(龙东)如图所示的简单机械中一定费力的是().A.起瓶器 B.撬棒C.羊角锤 D.钓鱼竿【解析】A、起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;B.撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误;C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D正确.故选D.2. (海南)如图所示,下列工具在使用中属于省力杠杆的是().【解析】A、筷子使用时,动力臂小于阻力臂是费力杠杆,故A不符合题意;B、钓鱼竿使用时,动力臂小于阻力臂是费力杠杆,故B不符合题意;C、钢丝钳翦断钢丝时,动力臂大于阻力臂是省力杠杆,故C符合题意;D、食品夹使用时,动力臂小于阻力臂是费力杠杆,故D不符合题意;故选C.3.(齐齐哈尔)如图所示的用具,在正常使用的过程中,属于费力杠杆的是().A.B. C.D.【解析】杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂.A、图示剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;B、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;C、图示剪刀,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;D、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.故选:C.4.(贵阳)人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是().A.筷子可以省距离B.所有剪刀都一定省力C.定滑轮可以省力D.撬棒越短一定越省力【解析】A、用筷子夹菜时,动力臂小于阻力臂,所以是一个费力杠杆,费力但省距离,故A正确;B、剪铁皮用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;理发用的剪刀,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;所以,剪刀有省力的,也有费力的,故B错误;C、定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力,故C错误;D、撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;在其它条件不变时,省力的多少取决于动力臂的长短,撬棒越短动力臂越小,越费力,故D错误.故选A.5.(湖州)一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛,下底面积为20厘米2,将它放在水平桌面上,并有的长度露出桌面外,如图所示.在棒的右端至少应施加牛的竖直向下的力,才能让它的左端离开桌面.【解析】确定支点,压力为动力,棒的重力为阻力,根据杠杆的平衡条件进行分析,且要使力最小,需使动力臂最长.【解答】在棒的右端施加力,使左端抬起,此时直棒相当于杠杆,支点在桌边,根据杠杆的平衡条件,要使动力最小,应该使动力臂最长,所以应在最右端施加一个竖直向下的力,如图所示:设直棒的长为L,由题知L1=L,重力的力臂L2=﹣=L,根据杠杆的平衡条件可得:F•L1=G•L2,即:F×L=1.5N×L,解得:F=1.5N.故答案为:1.5.6.(泸州)泸州市为了巩固创文成果下发了宜传手册“绿色低碳生活,从垃圾分类开始”.如图是一种轮式垃圾桶,拖动时它相当于一个杠杆(选填“省力”或“费力”);垃圾桶底部的小轮子是为了摩擦力(选填“增大”或“减小”);若拖动时垃圾桶总重为150N,且动力臂为阻力臂的2倍,则保持垃圾桶平衡的拉力F为N.【解析】(1)由示意图分析动力和阻力,然后看动力臂和阻力臂的大小,确定杠杆种类;(2)用滚动代替滑动可以减小摩擦;(3)根据杠杆的平衡条件进行计算求出竖直向上的力.【解答】(1)图示的垃圾桶,因为是动力臂大于阻力臂的杠杆,所以是一个省力杠杆;(2)垃圾桶底部安装小轮子,采用变滑动为滚动的方式减小了摩擦力;(3)已知垃圾桶总重G=150N,动力臂L1=2L2,根据杠杆平衡条件:FL1=GL2可得,保持垃圾桶平衡的拉力为:F===75N.故答案为:省力;减小;75.7.(德阳)如图OAB轻质杠杆,O为支点,请在图中B点处画出能使杠杆保持平衡的最小力F的示意图.【解析】(1)根据杠杆平衡的条件可知,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;(2)在通常情况下,连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,依此为动力臂,最省力.【解答】(1)由O点到杆顶端的距离是最长的力臂,所以动力应作用在杠杆的顶端B处;(2)根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡,动力方向垂直于杆向上,据此可画出最小的动力,如图所示:8.(安徽)图a所示为前臂平伸用手掌拖住铅球时的情形.我们可将图a简化成如图b所示的杠杆.不计自重.若铅球质量m=3kg,OA=0.03m,OB=0.30m,求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小(g取10N/kg).【解析】肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力,3kg铅球的重力即为阻力F2,利用杠杆的平衡条件求肱二头肌的收缩力.解答:由图可知,支点是O点,肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力,3kg铅球的重力即为阻力F2,则阻力:,由图知,L1=OA=0.03m,L2=OB=0.30m,根据杠杆的平衡条件:,即:,解得F 1=300N.答:肱二头肌对前臂产生的拉力F1为300N.9.(福建A)《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力,以下说法符合杠杆平衡原理的是().A.“权”小于“重”时,A端一定上扬;B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”;C.增大“重”时,应把“权”向A端移;D.增大“重”时,应更换更小的“权”【解析】A.根据杠杆平衡条件,“权”小于“重”时,因为不知道“标”和“本”的大小关系,无法确定“权”和“标”的乘积与“重”和“本”乘积的大小的关系,故A错误.B.根据杠杆平衡条件,“权”小于“重”时,“标”一定大于“本”,故B错误.C.根据杠杆平衡条件,“本”不变,增大“重”时,因为“权”不变,“标”会变大,即应把“权”向A 端移,故C正确.D.使用杆秤时,同一杆秤“权”不变,“重”可变,不同的“重”对应不同的“标”.若更换更小的“权”,“标”也会变得更大,不符合秤的原理,故D错误.答案为C.10.(眉山)如图所示,轻质杠杆OA能绕O点转动,请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹).【解析】此题是求杠杆最小力的问题,已知点O是动力作用点,那么只需找出最长动力臂即可,可根据这个思路进行求解.【解答】O为支点,所以力作用在杠杆的最右端A点,并且力臂是OA时,力臂最长,此时的力最小.确定出力臂然后做力臂的垂线即为力F.如图所示:11.(绵阳)如图所示,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布不均匀的木条AB重24N,A、B是木条两端,O、C是木条上的两个点,AO=B0,AC=OC.A端放在托盘秤甲上,B端放在托盘秤乙上,托盘秤甲的示数是6N.现移动托盘秤甲,让C点放在托盘秤甲上.此时托盘秤乙的示数是().A.8N B.12N C.16N D.18N【解析】A端放在托盘秤甲上,以B点支点,根据杠杆平衡条件先表示出木条重心D到B的距离,当C点放在托盘秤甲上C为支点,再根据杠杆平衡条件计算托盘秤乙的示数.【解答】设木条重心在D点,当A端放在托盘秤甲上,B端放在托盘秤乙上时,以B端为支点,托盘秤甲的示数是6N,根据力的作用是相互的,所以托盘秤对木条A端的支持力为6N,如图所示:由杠杆平衡条件有:F A×AB=G×BD,即:6N×AB=24N×BD,所以:AB=4BD,BD=AB,当C点放在托盘秤甲上时,仍以C为支点,此时托盘秤乙对木条B处的支持力为F B,因为AO=BO,AC=OC,所以CO=OD=BD,BC=3BD,CD=2BD由杠杆平衡条件有:F B×BC=G×CD,即:F B×3BD=24N×2BD,所以:F B=16N,则托盘秤乙的示数为16N.故选C.12. (天津)利用图甲中的撬棒撬石块时,撬棒相当于______(选填“省力”或“费力”)杠杆;利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为______N.【解析】(1)结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.(2)由乙图可知绳子的有效股数,根据F=G物求出拉力的大小.【解答】(1)用撬棒撬石头时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;(2)由乙图可知绳子的有效股数n=3,拉力F=G物=×900N=300N.故答案为:省力;300.13.(齐齐哈尔)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O是支点,A处挂一重为50N的物体,为保证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿(选填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加的力最小,为N.【解析】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键.以支点到力的作用点的距离当成力臂时是最大的力臂.解:为使拉力最小,动力臂要最长,拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上(F2),动力臂为OB最长,杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件:F2×OB=G×OA,由于OA是OB的二倍,所以:F=2G=100N.故答案为:F2;100.14.(昆明)如图所示,轻质杠杆 OA 可绕 O 点无摩擦转动,A 点处挂一个重为 20N 的物体,B 点处加一个竖直向上的力 F,杠杆在水平位置平衡,且 OB:AB=2:1.则 F= N,它是杠杆.【考点】杠杆的平衡条件;杠杆的分类.【解析】已知物体G的重力,再根据杠杆平衡的条件F•OB=G•OA可直接求F的大小,根据拉力F和G的大小判断杠杆的种类.【解答】因为OB:AB=2:1,所以OB:OA=OB:(OB+AB)=2:(2+1)=2:3,由杠杆平衡的条件F得:F•OB=G•OA可得:F===30N;因为F>G,所以此杠杆为费力杠杆.故答案为:30;费力.15.(连云港)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.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.F1<F2B.F1>F2C.F2<G D.F1=G【解析】由题知,O为支点,当阻力、阻力臂不变时,由杠杆的平衡条件知:动力和动力臂的乘积一定,当动力臂较大时,动力将较小;动力臂较小时,动力将较大.因此先判断出F1、F2的力臂大小,即可判断出两力的大小关系从而比较出F1、F2与G的关系.AB、设动力臂为L2,杠杆长为L(即阻力臂为L);由图可知,F2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F2为最小的动力,则F1>F2,故A错误,B正确;CD、用力F2使杠杆在水平位置保持平衡时,由杠杆平衡条件可得:F2•L2=G•L,由图知L2<L,所以F2>G;故C错误;因为F1>F2,F2>G,所以F1>F2>G,故D错误.故选:B.【答案】B.二、力与力臂变化问题1.(聊城)人体中的许多部位都具有杠杆的功能.如图是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托5kg 的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定().A.大于5kg B大于49N C小于49N D.等于49N【解析】首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,并结合力臂的概念进行分析.【解答】A、力的单位是N,质量的单位是kg,题目是求力的大小,不能用kg左单位,故A错误;BCD、由图知,物体的重力为G=mg=5kg×9.8N/kg=49N;肱二头肌的拉力为动力,物体对手的压力为阻力,支点在肘,如图所示:所以动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2因为L1<L2,所以F1>F2即肱二头肌收缩所承受的力一定大于49N.故B正确,CD错误.故选B.2.(广安)如图,AB是能绕B点转动的轻质杠杆,在中点C处用绳子悬挂重为100N的物体(不计绳重)在A端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡,则拉力F= N.若保持拉力方向始终垂直于杠杆,将A 端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将(选填“增大”、“减小”或“不变”).【解析】(1)物体的重力为阻力,杠杆在水平位置保持平衡时,BC为阻力臂,BA为动力臂,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2求出拉力的大小;(2)利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况.【解答】杠杆在水平位置保持平衡,由F1l1=F2l2可得,拉力的大小:F1=G=G=×100N=50N.若将A端缓慢向上提升一小段距离,则阻力臂l2将变小,阻力G不变,即F2l2变小,因为拉力方向始终垂直于杠杆,所以动力臂不变,l1始终等于BA,根据F1l1=F2l2可知F1变小,即拉力F减小;故答案为:50;减小.3.(邵阳)某物理实验小组的同学,利用如下图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件.(1)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.(选填“左”或“右”)(2)实验中测得的数据如下表所示:测量序号动力F1/N 动力臂l 1 /cm 阻力F2/N 阻力臂l 2/cm① 1 20 2 10② 2 15 1.5 20③ 3 5 1 15由实验数据可以得出杠杆的平衡条件是 .(3)如图乙所示,将杠杆两端同时减去一个钩码,杠杆左端会 .(选填“下沉”或“上升”)【解析】杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡.(1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来.(2)分析表中数据得出杠杆的平衡条件为:;(3)用杠杆平衡条件可对两侧的力的力臂的乘积进行分析,最后做出判断.解答:(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,应将右端的平衡螺母向右移动;(2)分析表中数据,计算动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂,就可以得出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂(或).(3)设一个钩码的重力G,一格的长度为L,则当杠杆两侧的钩码各取下一个后,左边右边;故杠杆不再水平平衡,左侧会下沉;故答案为:(1)右;(2)(或“动力×动力臂=阻力×阻力臂”);(3)下沉.4.(吉林)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点,其目的是消除对实验得影响;(2)如图所示,是已经平衡的杠杆,若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码,杠杆会失去平衡,那么只需要将(选填:下列序号),杠杆就会重新平衡;①左侧钩码向左移动4个格②右侧钩码向左移动2个格③平衡螺母向左适当调节(3)小明改用弹簧测力计做实验,如图所示,使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数 1N (选填:“大于”、“小于”、“等于”).(每个钩码0.5 N )【解析】重点研究是杠杆平衡条件的实验,第二问中将钩码重,及移动后的力臂代入杠杆平衡条件,两边相等就可以平衡,两边不等,不会平衡,第三问中测力计斜着拉杠杆时,力臂减小,所以动力F要增大.(1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点,其目的是消除杠杆自重对实验得影响,实验时方便让杠杆在水平位置平衡;(2)如图所示,是已经平衡的杠杆,若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码,杠杆会失去平衡;设杠杆一格长为L,每个钩码重为G;①左侧钩码向左移动4个格,可得:,杠杆不平衡;②右侧钩码向左移动2个格,可得:,杠杆平衡;③实验过程中不能通过调节平衡螺母来调整平衡,方法是错误的;可见②的方法杠杆会重新平衡,故选②.(3)小明改用弹簧测力计做实验,如图所示,使杠杆在水平位置平衡.当图中测力计竖直向上拉时,得:解得:;如图中,测力计斜着拉时,力F的力臂会减小,由于阻力和阻力臂不变,则动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计的示数大于1N.【答案】(1)杠杆自重;(2)②;(3)大于.5.(益阳)如图所示,轻质杠杆在中点处悬挂重物,在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F,杠杆保持平衡,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;将杠杆顺时针方向缓慢转动,力F将(两空均填“变大”、“变小”、“不变”)【解析】(1)由题知,杠杆最右端的力F竖直向上(方向不变),当重物向右移动时,重物对杠杆拉力的力臂L2变大,F的力臂L1不变(等于杠杆的长),阻力G不变,由杠杆平衡条件FL1=GL2可知,力F将变大;(2)如图:重物悬挂在杠杆的中点,水平平衡时,动力臂和阻力臂的关系:L1=2L2,保持力F方向不变,杠杆顺时针方向缓慢转动后,由图根据相似三角形知识可知,动力臂和阻力臂的关系:L1′=2L2′,物重G不变,动力臂与阻力臂的比值不变,由杠杆平衡条件可知,动力F的大小始终等于G,即力F将不变.故答案为:变大;不变.6.(达州)如图所示,光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动,木条的A端用竖直细线连接在地板上,OA=0.6m,OB=0.4m.在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C,C的密度为0.8×103kg/m3,B端正下方放一盛满水的溢水杯.现将木块C缓慢浸入溢水杯中,当木块浸入水中一半时,从溢水口处溢出0.5N 的水,杠杆处于水平平衡状态,然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动,经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0,下列结果不正确的是(忽略细线的重力,g取10N/kg)().A.木块受到的浮力为0.5N;。
2019-2020年人教版物理九年级中考复习题——杠杆中的最小力问题1 / 242019-2020学年人教版物理九年级中考复习题——杠杆中的最小力问题一、单选题(本大题共12小题,共24.0分) 1. 如图所示情景中,说法正确的是( )A. 图中用铡刀切甘蔗时,手沿 方向用力比沿 方向更省力B. 图中的自制水气压计由山脚拿到山顶,细管中的液面会下降C.图中的实验装置用来研究电动机的工作原理D. 图中若火线、零线直接相碰,会使电流过大,烧坏灯泡2. 如图所示,下列情况受力分析正确的是(不计空气阻力)( )A. 甲图为排球离开手后在空中飞行B. 乙图为一相对于电梯静止的物块随自动电梯匀速下行C. 丙图为杠杆OAB 在如图位置静止时,在B 点施加最小拉力F 的方向为竖直向上D. 丁图为细绳一端固定在墙上,另一端与物体A 相连;物块B 在水平拉力F 的作用下沿光滑水平面向右匀速直线运动 ,物块A 受到摩擦力的方向为水平向右 3. 如图所示,在扶正被风吹倒的树木时,下列措施最合适的是( )A. 绳直接系在A 点B. 绳直接系在B 点C. 在A 点垫上橡皮,再系上绳D. 在B 垫上橡皮,再系上绳4.电工在安装家庭电路时,需用螺丝钉将灯座固定在天花板上,下列组合最省力的是()A.细柄螺丝刀,密纹螺丝钉B. u粗柄螺丝刀,密纹螺丝钉C. 粗柄螺丝刀,疏纹螺丝钉D. 细柄螺丝刀,疏纹螺丝钉5.如图所示,为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时AB部分水平,保持重物静止不动,而使绳绕A点从如图所示的位置沿图中的虚线CD转动,则()A. 逆时针转,F先变小后变大B. 顺时针转,F先变小后变大C. 顺时针转,F先变大后变小D. 逆时针转,F先变大后变小6.如图所示,重力不计的杠杆OA,O为支点,用力F提起重为30N的物体,恰在水平位置平衡。
已知OA=80cm,AB=50cm,杠杆与转轴间摩擦忽略不计,下列说法中不正确的是()A.利用该机械提起重物时不能省功B.拉力F的力臂为40cmC. 拉力F的大小为D. 拉力F为作用在A点的最小动力7.用下列简单机械,使重量同为G的物体都处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳的重量,其中用力最大的是()A. B. C. D.8.如下图所示,为了使杠杆平衡,可以在它的A端加不同方向的三个力,其中最小的力是()A. B. C. D. 一样大2019-2020年人教版物理九年级中考复习题——杠杆中的最小力问题3 / 249. 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:A. FB. FB. C. FD. F10. 汶川大地震中,巨大的石头挡住了救援车辆的通路,救援人员用撬棍将石头撬开。
考点扫描☆名师点拨一、考点解析简单机械是初中物理的主要内容,也是学习较难的内容。
本部分在中考所占分值较大,所占分值一般在3~7分左右,同时也是必考命题。
动态杠杆问题在中考试卷中,常见题型有选择题、填空、作图、实验探究和计算题;估计2018年本部分内容考题仍会出现。
从试题的内容看,作图题常考力臂画法,力臂的判断等;实验探究题涉及的内容主要是探究杠杆的平衡条件。
这类试题的特点是把知识放在生活实际的情景中考查。
主要有杠杆的分类以及相关的应用实例。
而这些领域不少同学又存在思维误区,解题错误率很高,在复习时要给与足够的重视,以便在应对中考题时做到游刃有余。
二、复习重点杠杆力臂的作图:熟练掌握杠杆的五要素,在理解力臂概念的基础上进行力臂作图。
一定要让学生心中有数,画力臂的步骤:一找点;二画力的作用线;三作垂线段;四标示。
在练习时要注意题目的代表性和个异性,使学生能准确画出力臂。
注重实验探究杠杆的平衡条件,可结合中考题进行练习。
动态杠杆分析主要涉及以下三个方面:最小力问题、力与力臂变化问题、再平衡问题。
力与力臂变化问题此问题是在力与力臂变化时,如何利用杠杆平衡条件2211l F l F 和控制变量法,分析变量之间的关系。
如图(2)所示,在探究杠杆平衡条件实验时,当拉紧的弹簧测力计向左转动时,拉力的变化情况是会逐渐减小。
考点复习:1.什么是杠杆:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒,这根硬棒就叫杠杆。
(1)“硬棒”泛指有一定长度的,在外力作用下不变形的物体。
(2)杠杆可以是直的,也可以是任何形状的。
如图(3)所示。
2.杠杆的七要素(如图(4)所示)(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O ”表示。
它可能在棒的某一端,也可能在棒的中间,在杠杆转动时,支点是相对固定;(2)动力:使杠杆转动的力叫动力,用“F 1”表示;(3)阻力:阻碍杠杆转动的力叫阻力,用“F 2”表示;(4)动力作用点:动力在杠杆上的作用点;(5)阻力作用点:阻力在杠杆上的作用点;l”表示;(6)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用“1l”表示。
2024-2025学年沪科版九年级物理上册月考试卷233考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______ 姓名:______ 班级:______ 考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、如图所示是汽车仪表盘上的速度表;如果汽车以现在的速度匀速行驶3min,则它通过的路程为()A. 3kmB. 3.5kmC. 35kmD. 210km2、下列几种波中;不属于电磁波的是()A. 微波。
B. 无线电波。
C. 光波。
D. 声波。
3、用如图所示的轻质杠杆匀速提起重为300N的物体G,已知AB=50cm,BC=30cm,CD=40cm,BD=50cm.则在D点所用的力的最小值为(B为支点)()A. 500NB. 375NC. 300ND. 无法计算4、如图所示电路中;电源电压不变.闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向右端滑动时()A. 电流表示数不变,电压表示数不变B. 电流表示数减小,电压表示数减小C. 电流表示数增大,电压表示数减小D. 电流表示数减小,电压表示数增大5、下列电器设备中不是利用电流的热效应工作的是()A. 电炉B. 电热壶C. 电烤箱D. 电风扇评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)6、在防范甲型H1N1流感疫情中,体温计发挥了重要作用.水银体温计是根据水银的性质制成的,读数时看到的是水银柱的正立、的像.下图中体温计的示数是℃,请写出一点有关体温计使用的注意事项:.7、如图所示的是探究_______________________________的实验装置,_________(选填“扬声器”或“话筒”)就是利用这个原理做成的。
8、音乐会上,电吉他的演奏者不断用手指去控制琴弦的长度,这样做的目的是为了改变吉他声音的 ______ (填个声音的特性)观众在听音乐时都要把手机关机或把铃声调成震动,目的是为了在 ______ 减弱噪声.9、在一段导体两端加2伏电压时,通过它的电流是0.4安,这段导体的电阻是欧;如果在它两端加4伏电压,此时该导体的电阻是欧.10、同学们正在听课,突然传来了锣鼓声,这锣鼓声属于(选填“噪声”或“乐音”)请写出减弱噪声的一个措施.评卷人得分三、判断题(共6题,共12分)11、用天平称量物体的质量时,砝码放左盘右盘都可以.12、对任何物理量的测定,都是越准确越好..13、15至70dB是较好的生活环境.()14、同一种物质处于哪种状态与该物质此时的温度有关.(判断对错)15、压力的方向总是向下的..(判断对错)16、灯一开,整个房间都亮了,所以光的传播是不需要时间的.评卷人得分四、简答题(共3题,共24分)17、功:(1)做功必要因素:①;②.(2)计算公式:.(3)单位:.18、演奏者在音乐厅里演奏,当演奏停止后,在短时间里还能听到声音,这种现象叫交混回响,声源停止发音到基本听不到声源发出的声音,所需的时间叫交混回响时间.适当的交混回响,能使声音变的浑厚好听,发生交混回响的原因是什么?19、今年全球流行甲型H1N1流感,患上这一流感后第一症状就是发热,因此要用到体温计测量体温.体温计是根据水银的性质制成的.图中体温计的示数是℃,请写出一点有关体温计使用的注意事项:.评卷人得分五、作图题(共1题,共8分)20、如图所示,发光点S发出一条射向水面的光线,在水面发生反射和折射,反射光线经过P点.请在图中作出入射光线、反射光线及大致方向的折射光线.评卷人得分六、解答题(共3题,共6分)21、2011年3月11日,日本东部海域发生9.0级强烈地震并引发海啸,受其影响,福岛核电站连续发生爆炸.我国某企业调拨一台“臂架泵车”赴日本参与福岛核电站的注水降温作业.已知该泵车的总重为6×105牛,共有20个轮子,每个轮子与水平地面接触面积为600厘米2,求该泵车对地面的压强.22、如图所示是家庭电子式电能表的表盘,其中10A表示的是,该家庭电路允许接入的最大总功率是W,若家庭电路中只有一台电热水器在工作,该电能表的指示灯在4min内闪烁320次,则该热水器的实际功率是W.23、小明乘坐一辆公共汽车要经过一隧道,在公共汽车刚进隧道口时,他看了一下电子手表,显示07:58,在公共汽车出隧道口时,他又看了一下电子手表,08:02,隧道长3.6km,则该公共汽车通过隧道的平均速度是多大?参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、B【分析】∵v=∴汽车以现在的速度匀速行驶3min,通过的路程为s=vt=70km/h×h=3.5km.故选B.【解析】【答案】汽车速度表标有“km/h”;表示汽车速度的计量单位是km/h,已知汽车行驶速度和时间,利用公式s=vt得到行驶路程.2、D【分析】微波;无线电波、光波都是电磁波;而声波是机械波,不属于电磁波,所以选项D不正确;故选D.【解析】【答案】电磁波是一个大家族,从波长为10-10左右的γ射线到102左右的长波都是电磁波;但声波是一种机械波.3、C【分析】【分析】首先画出最小力的示意图,确定最长动力臂,然后利用杠杆的平衡条件F•BD=G•AB即可解决问题.【解析】【解答】解:要在D点所用的力最小;由杠杆的平衡条件可知,动力臂应最大,最大动力臂为BD;画出最小力的示意图;如图所示;由杠杆的平衡条件F•BD=G•AB得;D点的最小动力:F= = =300N.故选C.4、A【分析】【分析】由电路图可知,两电阻并联,电流表测通过定值电阻的电流,电压表测电源的电压;根据电源的电压不变判断电压表示数的变化,根据并联电路的特点判断滑动变阻器的滑片P向右端滑动时电流表示数的变化.【解析】【解答】解:电路的等效电路图如下图所示:因为电源的电压不变;所以电压表的示数不变;因为并联电路独立工作;互不影响;所以滑片P向右端滑动时;通过定值电阻的电流不变,即电流表的示数不变.故选A.5、D【分析】【分析】(1)电流流过导体时导体发热;这种现象是电流的热效应.(2)电流流过导体时导体周围产生磁场;这种现象是电流的磁效应.(3)电流流过导体时导体发生化学变化;这种现象是电流的化学效应.发生电流的热效应时,电能转化为内能.【解析】【解答】解:A;电炉工作时把电能转化为内能;是利用电流热效应工作的;B;电热壶工作时把电能转化为内能;是利用电流热效应工作的;C;电烤箱工作时把电能转化为内能;是利用电流热效应工作的;D;电风扇工作时;注意把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的.故选D.二、填空题(共5题,共10分)6、略【分析】【分析】体温计和普通的液体温度计一样,是根据液体的热胀冷缩性质制成的,但体温计比通常的温度计分度值要小,体温计的分度值为0.1℃,故其刻度较密,需要通过表面凸透镜的放大来读数.【解析】【解答】解:体温计是水银的热胀冷缩性质制成的;读数时透过凸透镜的表面,由于水银柱离凸透镜很近,处于一倍焦距范围内,故看到的是正立;放大的虚像,从图中可以看出体温计的示数为36.5℃.使用体温计与普通温度计最大的不同之处在于测量前要甩一下,以使水银柱回到玻璃泡中.故答案:热胀冷缩;放大;虚;36.5;体温计在测量前要甩一甩.7、通电导体在磁场中受到力的作用扬声器【分析】【分析】闭合开关,导体ab中有电流通过,通电导体在磁场中受到力的作用,ab会运动起来,扬声器就是利用这个原理做成的。
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,用轻质材料制成的吊桥搭在河对岸.一个人从桥的左端匀速走到桥的右端,桥面始终是水平的,不计吊桥和绳的重力,人从吊桥左端出发时开始计时.则人在吊桥上行走过程中,吊桥右端所受地面支持力F与人行走时间t的关系图像是( )A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】吊桥相当于一个杠杆,以吊桥的左端为支点,人从吊桥左端出发,匀速走到桥的右端,杠杆受到人的压力(阻力)等于人的重力,动力臂为OA=L,杠杆受到物体的压力(阻力)F′=G,阻力臂为OB =vt,因为杠杆平衡,所以满足F×OA=F′×OB=G×vt,即:F×L=G×vt,GvtFL由此可知,当t=0时,F=0.当t增大时,F变大,F与人行走时间t是正比例关系,故图象B正确,符合题意为答案.2.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为 400N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离.F1、F2始终沿竖直方向;图甲中BO=2AO,图乙中动滑轮重为 50N,重物上升速度为 0.02m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A .甲方式 F 1由 150N 逐渐变大B .乙方式 F 2的功率为 3WC .甲乙两种方式都省一半的力D .乙方式中滑轮组的机械效率约为 88.9%【答案】D【解析】【详解】 A .由图知道,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力F 1 的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值是:1221L OB L OA == 所以,动力F 1 的大小始终不变,故A 错误;BC .由于在甲图中, OB =2OA ,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦及杠杆自重,所以,由杠杆平衡条件知道,动力为阻力的一半,即111400N 200N 22F G ==⨯= 由图乙知道,承担物重是绳子的段数是n =3,不计绳重和摩擦,则()()211500N+50N 150N 22F G G =+=⨯=动, 即乙中不是省力一半;所以,绳子的自由端的速度是:v 绳 =0.02m/s×3=0.06m/s ,故乙方式F 2 的功率是:P=F 2 v 绳 =150N×0.06m/s=9W ,故BC 错误;D .不计绳重和摩擦,乙方式中滑轮组的机械效率是: 400N 100%=100%=100%88.9%400N 50NW Gh W Gh G h η=⨯⨯⨯≈++有用总轮 故D 正确.3.如图所示,杠杆挂上钩码后刚好平衡,每个钩码的质量相同,在下列情况中,杠杆还能平衡的是A.左右钩码各向支点移一格B.左右各减少一个钩码C.左右各减少一半钩码D.左右各增加两个钩码【答案】C【解析】设杠杆的分度值为 L,一个钩码的重为G.原来4G×2L=2G×4L;左、右钩码各向支点移动一格,左边=4G×L=4GL,右边=2G×3L=6GL,左边<右边,杠杆向右端下沉,A不符合题意;左右各减少一个钩码,左边=3G×2L=6GL,右边=G×4L=4GL,左边>右边,杠杆向左下沉,B 不符合题意;左、右钩码各减少一半法码,左边=2G×2L=4GL,右边=G×4L=4GL,左边=右边,杠杆平衡;C符合题意;左右各增加两个钩码,左边=6G×2L=12GL,右边=4G×4L=16GL,左边<右边,杠杆右边下沉,D不符合题意,故选C.4.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。
1:O 为支点、力的作用点在C 点、作出能使杠杆平衡的的力
2、如图,AOB 为一轻质杠杆,O 为支点,OA=OB,在杠杆的B 端挂一个重为20N 的重物,要使杠杆平衡,在A 点作出使杠杆平衡的最小的力,并求出这个力的大小。
3如图1所示油桶底面是圆形,直径为60cm ,高80cm ,装满油后重为1000N ,放在水平地面若想把油桶推倒(桶与地面间无滑动),至少需要多少N 的推力?
分析与解答:图1中O 点即为杠杆的支点,而推力的作用点应在A 点,推力的方向与AO 垂直向上,则动力臂L OA cm 1226080100==
+=,F G L OB cm 2230===,,由杠杆的平衡条件求得最小
的推力F N min =300。
4如图3所示,解放军战士抗洪时需要将一质量为100kg 的石磙推上一台阶。
已知石磙的半径为0.5m ,台阶高0.2m ,请在图上用力的图示表示战士所用的最小的力。
(已知g N kg =10/)
A
分析与解答:本题表面上是考查学生对力的图示的画法。
实质上更进一步考查了杠杆平衡的极值问题及杠杆中力臂的画法,力臂如果找的不对,就很难做对此题。
由图中可以看出,A 点是支点,战士要想用最小的力把石磙拉上台阶,必须要使力臂最长,此时连接OA 并向上延长,交于圆上一点B ,则AB 即为最长的动力臂。
过B 点做动力F ,使动力F 垂直于AB ,力F 即为最小的力。
根据杠杆的平衡条件FL GL 12=
式中G mg kg N kg N ==⨯=100101000/
L m L m 2221050502041=+-==.(..).,
将它们代入上式中,得到F N =400
选标度为400N ,再做出力的图示,如图4所示。