2020年中考物理復(fù)習專題19杠桿問題(解析版)

iiii【答案】如圖所示。【解析】（1）物體的重力豎直向下，重心在物體的幾何中心； （2）要使杠桿使用最省力，應(yīng)使其力臂最長.物體的重心在其中心處，重力方向豎直向下；要使力最小應(yīng)使力臂最長，圖中以 OA長為力臂是最長的力臂，從A點做OA垂線，方向向上即為作用在A點的最小力。.如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖， O為支點，請畫出Fi、F2的力臂Li和L2.【答案】如圖所示.【解析】力臂是支點到力的作用線的垂直距離，由由支點向力作用線或方向延長線作垂線，支點和垂足之間的長度即為力臂.將Fi作用線方向延長，由支點O分別向Fi作用線方向延長線和F2的作用線作垂線,支點和垂足之間的長度即為力臂。.如圖所示，杠桿OA在動力Fi作用下處于靜止狀態(tài)，請你畫出阻力 F2及阻力臂L2.【答案】如圖所示。【解析】由題意分析出阻力的方向，再由支點向阻力的作用線作垂線即可。如圖，阻力為由于物體的重而產(chǎn)生的拉力，所以從B點豎直向下畫出F2；力臂為支點到力的作用線的距離，所以從 。點向F2作垂線，垂線段即為力臂L2,如圖。.在圖中畫出力F對支點。的力臂。【答案】如圖所示。【解析】本題考查力臂的畫法。力臂是從支點到力的作用線的距離，畫力臂時應(yīng)由支點向力的作用線做垂線，垂線段的長度即為力臂。三、實驗題.如圖所示是小李和小王利用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿探究 杠桿平衡條件”的實驗裝置.甲 乙(1)實驗前沒掛鉤碼時，杠桿靜止的位置如圖甲所示，此時應(yīng)將螺母向調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡.(2)杠桿平衡后，小李在左右兩側(cè)分別掛上鉤碼，如圖乙所示，杠桿的端會下沉，要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變鉤碼懸掛點的位置和較少鉤碼的前提下，只需將左側(cè)的鉤碼去掉 個即可.(3)小李和小王又分別設(shè)計了兩種實驗方案，小李的方案如圖丙所示，小王的方案如圖丁所示.你認為的實驗方案更好，請說明你的理由.(4)實驗中小王發(fā)現(xiàn)：如果在杠桿的 。點用彈簧測力計施加一個向上的力，這個力在探究實驗時是否影響到杠桿的平衡？請說明理由.(5)如圖戊所示，若不在D點掛鉤碼，改用彈簧測力計在 D點向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置平衡，當測(6)小明組在實驗中，發(fā)現(xiàn)用如圖己裝置的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡ITS(杠桿上每格等距)，但老師建(6)小明組在實驗中，發(fā)現(xiàn)用如圖己裝置的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡ITS(杠桿上每格等距)，但老師建議同學(xué)們不宜采用這種方式，主要是因為(填字母).A.一個人無法獨立操作A.一個人無法獨立操作B.力臂與杠桿不重合C.力和力臂數(shù)目過多，不易得出結(jié)論C.力和力臂數(shù)目過多，不易得出結(jié)論D,杠桿受力不平衡【答案】⑴右.(2)左,(3)小李，彈簧測力計在圖丙的力與力臂垂直，力臂在杠桿上便于測量.(4)這個作用在杠桿。點的力的力臂等于零，不影響杠桿的平衡.(5)變大.(6)C.【解析】(1)實驗前沒掛鉤碼時，杠桿左端下沉，此時應(yīng)將螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡.(2)設(shè)一個鉤碼重力為G,杠桿每個小格長度為n,則左端力與力臂的乘積為 4Gx2n=8Gn右端力與力臂的乘積為2GX3n=6Gn左端力與力臂的乘積大于右端力與力臂的乘積。所以杠桿向左端下沉。在不改變鉤碼懸掛點的位置和較少鉤碼的前提下，只需將左側(cè)的鉤碼去掉一個.這讓就能保證左端力與力臂的乘積等于右端力與力臂的乘積。杠桿平衡。(3)小李的實驗方案更好，因為彈簧測力計在圖丙的力與力臂垂直，力臂在杠桿上便于測量.(4)不影響杠桿的平衡。這個作用在杠桿 。點的力的力臂等于零.(5)使杠桿仍在水平位置平衡，當測力計從 a位置車t到b位置時，力對應(yīng)的力臂變小，力變大，其示數(shù)大小將變大.(6)實驗時，力和力臂數(shù)目過多，不易得出結(jié)論。.在探究杠桿平衡條件的實驗中:(1)小明把杠桿支在支架上，若杠桿左端下沉，可調(diào)節(jié)左端的平衡螺母向端移動，使杠桿在水平位置平衡.(2)如圖甲所示，在杠桿右側(cè) B處掛兩個相同的鉤碼，要使杠桿仍在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿左側(cè)A處掛個相同的鉤碼.(3)如圖乙所示，用彈簧測力計在 C處豎直向上拉，當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)(填變大”不變”或變小")原因是.(4)探究過程中，如圖丙在杠桿左端某一固定位置掛一個重力 G=2.5N的物體，在杠桿右端不同位置處施加不同的豎直向下的力F,保證杠桿處于平衡狀態(tài).根據(jù)多次測量的 F、L數(shù)據(jù)，畫出F和(的圖線如圖丁，由圖丁可得出杠桿平衡的條件是F與L成,根據(jù)杠桿平衡條件，可求出重力 G的力臂是m.【答案】(1)右.(2)3.(3)變大，彈簧測力計拉力的力臂變小. (4)反比，0.2.【解析】(1)小明把杠桿支在支架上，若杠桿左端下沉，可調(diào)節(jié)左端的平衡螺母向右端移動，使杠桿在水平位置平衡.也可以調(diào)節(jié)右端的平衡螺母向右端移動。(2)如圖甲所示，在杠桿右側(cè) B處掛兩個相同的鉤碼，要使杠桿仍在水平位置平衡，滿足 nGX2=2GX3N=3,應(yīng)在杠桿左側(cè)A處掛3個相同的鉤碼.(3)如圖乙所示，用彈簧測力計在 C處豎直向上拉，當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，力臂減小。杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)變大，原因是彈簧測力計拉力的力臂變小.(4)G=2.5N,設(shè)重力的力臂為X,杠桿平衡時有GX=FLF和1的圖線是正比例函數(shù)，設(shè)比例系數(shù)為 k,則F=k/L,所以F與L成反比。、“1 .一. 一當L=4時，F(xiàn)=2得到k=1/2,所以2FL=1,FL=1/2GX=FL=1/2 G=2.5N,所以X=1/2G=0.5/G=0.5/2.5=0.2m四、綜合計算題.如圖所示，A為直立固定的水管，底部活塞 B與水管接觸良好且無摩擦，其中裝入適量的水，水不會流出，活塞與水管壁間沒有摩擦?；钊ㄟ^豎直硬桿與輕質(zhì)杠桿 OCD的C點相連，O為杠桿的固定轉(zhuǎn)軸。一個滑輪組，其自由端與杠桿的D點相連。滑輪組下面掛著一個重為G的物體E。當水對活塞的壓強為4X103Pa時，杠桿在水平位置平衡。已知 OC:CD=1:2，活塞B的橫截面積為30cm2,活塞與硬桿總重為3N。動滑輪自重為2N。不計繩重和摩擦。求：(1)容器中水受到的重力i(2)物體E的質(zhì)量。(g=10N/kg)【答案】(1)12N(2)m=0.8kg【解析】(1)容器中水受到的重力G水=PS=4X103PaM0X10-4m2=12N(2)杠桿C點受到的壓力Fc=3N+PS=3N+4X103Pa>30M0-4m2=15NOC:CD=1:2CD=2OCOD=3OC設(shè)繩對杠桿D點向上的拉力為F,這有FcOC=FOD15NXOC=FX3OC F=5N根據(jù)力的作用是相互的道理，知道杠桿 D點對繩子向下的拉力為Fd=F=5N設(shè)物體E的質(zhì)量為m,則Fd=(2N+mg)/25N=(2N+mg)/2 m=0.8kg.如圖甲所示裝置中，物體甲重 G甲=150N,動滑輪重G輪二50N,人重G人=650N,輕桿AB可以繞0點轉(zhuǎn)動，且OA:OB=5:9.不計軸摩擦和繩重，當輕桿AB在水平位置時，整個裝置處于平衡狀態(tài)，地面對物體乙的支持力為F1=210N.求：⑴物體乙受到的重力G乙；(2)用物體丙替換物體甲，并在物體乙的下方連接一個彈簧，如圖乙所示，當輕桿 AB在水平位置時，整個裝置處于平衡狀態(tài)，彈簧對物體乙的作用力為 F2=780N.此時地面對人的支持力F3【答案】(1)840N(2)225N【解析】(1)杠桿AOB的B端受到向下的拉力為Fb=2G甲+G輪=2G甲+G輪=2M50N+50N=350N設(shè)繩對杠桿A端向下的拉力為Fa,則FaOA=FbOBOA:OB=5:9,貝UOB=9XOA/5FaOA=350NX9XOA/5 Fa=630N對于物體乙而言，G^=Fi+Fa=210N+630N=840N(2)對于如圖乙而言，物體乙這種情況下受力是自身豎直向下的重力 G乙、彈簧對其向下的拉力 F2、杠桿B端對其向上的拉力Foa0所以杠桿A端受力Fo