2018年中考復習應用杠桿平衡條件解決動態(tài)變化問題

杠桿動態(tài)變化的分析杠桿作為歷年中考必考內(nèi)容，包含在所有題型中，每種題型都以杠桿平衡條件為中心?？疾轭愋陀姓遥ó嫵?、識別）力臂、判斷杠桿類型、如何使杠桿更省力、如何使杠桿平衡、杠桿的等值變化（兩力臂或兩力的變化）中杠桿的狀態(tài)分析、杠桿轉(zhuǎn)動過程中的各量變化問題、應用杠桿模型的計算分析等。其中杠桿的等值變化時的杠桿動態(tài)分析和杠桿轉(zhuǎn)動過程中的各量變化分析，由于杠桿是處在一個變化過程中，所以在利用杠桿原理進行分析時，有一定的難度。一、杠桿等值變化中的平衡問題【例1】如圖所示，用一細線懸掛一根粗細均勻的輕質(zhì)細麥秸稈， 使其靜止在水平方向上，O為麥秸稈的中點.這時有兩只大肚皮的螞蟻同時從 O點分別向著麥秸稈的兩端勻TOC\o"1-5"\h\z速爬行，在螞蟻爬行的過程中麥秸稈在水平方向始終保持乎衡，則（ ）A.兩螞蟻的質(zhì)量一定相等 “千"B.兩螞蟻的爬行速度大小一定相等C.兩螞蟻的質(zhì)量與爬行速度大小的乘積一定相等 7產(chǎn)D.兩螞蟻對麥桔桿的壓力一定相等 °本題考查的是對杠桿平衡條件的最基本的理解。根據(jù)杠桿平衡條件，要使杠桿平衡，應使動力與阻力的力與力臂的乘積相等， 而不是兩力相等或兩力臂相等，所以本題應選Co本題杠桿是力與力臂同時變化，因已知杠桿平衡，所以難度很小。若只是兩力臂等值變化或兩力等值變化，要判斷杠桿是否平衡就不那么簡單了。R變形11如圖所示，用一細線懸掛一根粗細均勻的輕質(zhì)細麥秸稈，使其靜止在水平方向上， O為麥秸稈的TOC\o"1-5"\h\z中點。這時有兩只質(zhì)量不等的大肚皮螞蟻在圖示A、B位產(chǎn) 、置，麥秸稈恰好在水平位置平衡。若兩螞蟻同時從 A、BAO B兩點以相同的速度爬向O點，則麥秸稈（ ）A.仍在水平位置平衡 B.不能平衡，右端下降C.不能平衡，左端下降 D.條件不足，無法判斷方法一：兩螞蟻爬行速度相同，則相同時間減少的力臂相同，但由于左邊的螞蟻大，所以左邊螞蟻減少的力與力臂乘機較大，最終杠桿左邊力與力臂乘積較小，所以麥秸稈右邊下降，選Bo方法二：極端法一一左邊螞蟻先爬到 O點，使左邊力與力臂乘積先變?yōu)榱悖杂襎OC\o"1-5"\h\z端下降。 ，R變形23如圖所示，將一輕質(zhì)薄木板從中點支起， 左右兩側(cè)各有一支蠟燭，長短不同，此時薄木板恰好在水平 r ▲位置靜止。同時點燃兩支蠟燭，若兩支蠟燭燃燒速度相同，則過一會，薄木板（ ）A.仍在水平位置平衡 B.不能平衡，右端下降C.不能平衡，左端下降 D.條件不足，無法判斷方法一：兩支蠟燭燃燒速度相同，即相同時間減少的重力相同，由于左側(cè)力臂（蠟

燭到支點距離）較小，所以相同時間左側(cè)減小的力與力臂的乘積較小，最終薄木板左側(cè)力與力臂的乘積較大，所以過一會左側(cè)會下降，選Co方法二：極端法一一右側(cè)蠟燭先燒完，使右側(cè)力與力臂乘積先變?yōu)榱?，所以過會左側(cè)會下降。變形1是力臂等值變化，兩力不變，變形 2是兩力等值變化，兩力臂不變，但最終都是比較力與力臂的乘積的大小關系。二、杠桿轉(zhuǎn)動過程中的各量變化分析【例2】如圖為某種吊車的工作示意圖。利用伸縮撐桿可使吊臂繞O點轉(zhuǎn)動；伸縮撐桿為圓弧狀，伸縮時對吊臂的支持力始終與吊臂垂直。下列關于這個吊車的有關說法正確的是（ ）A.吊臂是一個省力杠桿B.使用這種吊車，好處是可以少做功C.勻速頂起吊臂的過程中，伸縮撐桿的支持力大小保持不變D.勻速頂起吊臂的過程中，伸縮撐桿的支持力漸漸變小畫出吊車吊臂的動力Fl、阻力F2、動力臂11、阻力臂12,據(jù)題意可知，阻力F2、動力臂11是不變的，在頂起吊臂的過程中，阻力臂12逐漸變小，根據(jù)杠桿平衡條件Fl?11=F2T2,動力（伸縮撐桿的支持力）便逐漸變小。【例3】.小明為了在取書時不把書架弄亂，設計了一個“方便書架”，每本書都加上一個“鐵支架”（如圖甲所示）。小明取書時，作用在按壓塊上的力始終與按壓塊垂直，鐵支架從圖甲狀態(tài)勻速轉(zhuǎn)動到圖乙狀態(tài)的過程中，小明所用的力的大小 L選填“增大”、“減小”或“不變”）。本題與上題相同，阻力和動力臂是不變的，在鐵支架轉(zhuǎn)動的過程中，阻力臂在減小,所以動力也隨著減小。這類杠桿轉(zhuǎn)動題，在杠桿轉(zhuǎn)動的過程中，總有些量是一定的，找出不變的量和變化的量，尤其要找出變化的力臂是如何變化的， 根據(jù)杠桿平衡條件，就可以判斷力的變化了?！纠?1.圖（a）是一臺某種型號吊車的示意圖，吊車自身的重力為 Go為防止吊起過重的貨物時向后翻倒，在吊起貨物前，采取了如下措施：把位于吊車四周略比車身寬一點的前后兩組支撐柱1、2放下，如圖（b）所示。如果把整個吊車視為一個杠桿，那么在圖示吊起重物的情形下，支撐柱放下前后相比較，吊車的重力 G的力臂。（填“變大”、“變小”或“不變”）

該題是將整個吊車看成杠桿，杠桿雖沒有轉(zhuǎn)動，但分析的思路和例 2、例3相同。由題意可知，吊車自身重力及所吊物體重力的作用線位置是不變的。將整個吊車看成杠桿，支撐柱放下前，支點是后輪著地點，支撐柱放下后，支點是支撐柱 2的著地點,支點后移，使吊車自身重力的力臂變大，被吊重物重力的力臂變小。根據(jù)杠桿平衡條件，我們還可以推導出，支撐柱放下后，該吊車能吊起更重的貨物。三、杠桿的動態(tài)變化新題型對于杠桿動態(tài)變化一一兩力及力臂變化的題型，今年中考又出現(xiàn)了新的類型?！纠?】如圖所示，繩子OO'懸吊著質(zhì)量忽略不計的桿，在桿的a點掛上重物G,在O右側(cè)某點b處掛上鉤碼.重物G的質(zhì)量及a到O的距離不變，要使桿保才I水平，b點掛的鉤碼個數(shù)（各個鉤碼質(zhì)量相同）和b到O的距離的關系是下列各圖中哪一幅圖（ ）廣州的這道杠桿動態(tài)變化題將杠桿原理和數(shù)學上的函數(shù)圖像有機地結(jié)合在一起。這種考查方式是對舊有考查方式的突破，同時考查難度的控制又很適中。只要學生能準確找出杠桿的五個要素、真正理解了杠桿平衡條件，就能很容易地找出正確的答案選項。而圖中杠桿的支點、動力和阻力（沒有明確分別） 、動力臂和阻力臂是很容易找的，根據(jù)杠桿平衡條件，不難看出，鉤碼重力（或個數(shù)）與其力臂 Ob的乘積是一個定值，鉤碼個數(shù)與Ob大小成反比例關系，所以圖像為 Bo過去的杠桿動態(tài)變化題，考查的目的是看學生是否理解杠桿平衡條件，但多個量的變化使學生難以把握，思維難度較大。本題與過去的杠桿動態(tài)變化題相比， 考查目的沒變,考查要求也沒有降低，而難度明顯降低了，這在一定程度上體現(xiàn)了對學生的人文關懷。一直以來，學生怕物理，感覺物理難學，即使下了很大的功夫，也很難學好物理。幾乎所有的學生，剛開始學物理時，興趣都是很高的，但能堅持學好物理的卻很少。究其原因，很重要的一方面是物理試題的命制， 題干長、語言含混，難以理解，思維要求過高,

已經(jīng)完全超越了物理學習所要求達到的目標。本題的命制開出了一個很好的先河?！纠?】小紅所在的科技小組利用所學知識自制一桿秤（自重不計），其照片如圖所示.秤泥的質(zhì)量 m0為1kg,根據(jù)照片估算此桿秤最大測量值為kg；若要增大該桿秤的測量范圍，可采用的方法（寫一種方法）；已知秤桿上0.5kg和2.5kg的兩根刻度線相距10cm,則秤鉤連接點A與提鈕O點的距離是cm.第一空求最大測量值，先根據(jù)照片測算出兩力臂 OB、OA的大小比例關系，然后根據(jù)杠桿原理，算出當秤泥在力臂最大位置 B點時，被稱物體的質(zhì)量，就是該桿秤的最大測量值。（6.46.0—6.8都給分）第二空增大桿秤的測量范圍，就是要使當秤犯在 B點時被稱物體的質(zhì)量能更大。根據(jù)杠桿平衡條件知m0-OB=m物?OA,要增大m物，可以增大秤泥質(zhì)量m。、增大OB長度或?qū)⑻峒~O向右移（即增大OB同時減小OA）。第三空計算，需要根據(jù)杠桿在兩次平衡時列出兩個杠桿平衡等式 m0?li=mi?OA和m0,l2=m2'OA,帶入數(shù)據(jù)后兩式相減得： ikgx10cm=（2.5kg—0.5kg）-OA,OA=5cm?！纠?】如圖所示，均勻木棒AB長為1m,水平放置在O、。/兩個支點上。已知AO、。/B長度土勻為0.25m。若把B端豎直向上稍微抬起一點距離，至少需要用力20N;若把B端豎直向下稍微壓下一點距離，則至少需要用力A.20NA.20NB.40NC.60ND.80N本題的動態(tài)變化是支點的變化，在 B端豎直向上施力時，支點是O點，列式：F1?OB=G1/4AB;當在B點豎直向下施力時，支點是O'點，列式：F2?O'B=G-1/4AB。代入數(shù)據(jù)后可解得F2=60N。以上杠桿的動態(tài)變化題，無論是杠桿靜止時的變化，還是杠桿轉(zhuǎn)動時的變化；無論是力的變化、力臂的變化，還是支點的變化，都需要找出杠桿的五個要素，依據(jù)杠桿平衡條件進行分析或計算。但找準突破口、能熟練利用杠桿原理，則是提高物理解題能力的關鍵。杠桿動態(tài)平衡類習題.如圖1,一根重木棒在水平動力（拉力）F的作用下以O點為軸，由豎直位置逆時針勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，若動力臂為A.F增大,L減小，M增大.B.F增大,L減小，M減小.C.F增大,L增大，M增大.D.F減小,L增大，M增大..某人將一根木棒的一端抬起，另一端擱在地上；在抬起的過程中（棒豎直時除外） ，所用的力始終豎直向上，則用力的大?。?（ ）A、保持不變； B、逐漸增大； C、逐漸減?。?D、先減小后增大。

.利用定滑輪提起重物，沿著如圖所示方向的 Fi、F2、F3來施力拉繩子時拉力大小的關系是FiF2F3（以上兩空選填“=”或"w” ），這是因為Fi、F2、F3的力臂（選填“相等”或“不等”）.如圖，一直桿可繞0點轉(zhuǎn)動，為提高重物，用一個始終跟直桿垂直的力下使直桿由豎直位置漫漫轉(zhuǎn)動到水平位置，在這個過程中這個直桿（）A.始終是省力杠桿 B.始終是費力杠桿C..如圖，一直桿可繞0點轉(zhuǎn)動，為提高重物，用一個始終跟直桿垂直的力下使直桿由豎直位置漫漫轉(zhuǎn)動到水平位置，在這個過程中這個直桿（）A.始終是省力杠桿 B.始終是費力杠桿C.先是省力的，后是費力的 D.先是費力的，后是省力的.在處于平衡狀態(tài)的杠桿上再加一力，杠桿仍處于原平衡狀態(tài)，則（A.這力通過支點 B.這力在阻力一側(cè) C.這力在動力一側(cè) D.題設條件不可能存在.在等臂杠桿的兩端分別掛鋁塊和銅塊，杠桿剛好水平平衡。若把它們同時浸沒在水中（「鋁＜「銅），則此杠桿將（ ）A.仍保持原平衡 B.鋁塊一端下沉 C.銅塊一端下沉D. 無法判斷.桿秤原來很準確，但跟它的秤泥掉了一小塊，再用它稱量物體時，稱量結(jié)果將 （）A、偏大 B、偏小 C、不變 D、無法確定 ，丁〈0.如圖所示，杠桿在物體A和力F作用下處于平衡，現(xiàn)在將力F方（1向改為沿虛線方向，要使杠桿仍保持平衡，必須是（ ） 因A、F減小B、F大小不變 C、F變大D、F小于物體重力.如圖所示，輕質(zhì)杠桿可繞O轉(zhuǎn)動，在A點始終受一垂直作用于杠桿的力，在從A轉(zhuǎn)動A/位置時，力5將（）A、變大B、變小C、先變大，后變小 D、先變小，后變大.一把粗細均勻的杠桿AB,在端點A、B處分別作用豎直向下的力Fi、F2時,杠桿在水平位置處于平衡。若使力 Fi、F2同時各減少2N,則杠桿失去平衡，且A端上升，B端下降，由此可以判斷杠桿AB端下降，由此可以判斷杠桿AB的支點位置是（ ）A.在杠桿的中點B.不在杠桿的中點，而且靠近 A.在杠桿的中點B.不在杠桿的中點，而且靠近 B端C.不在杠桿的中點，而且靠近A端 D.無法確定.如圖所示的輕質(zhì)杠桿， AO小于BO.在A、B兩端懸掛重物Gi和G2后杠桿平衡.若將Gi和G2同時向支點O移動相同的距離，則（ ） 「；A.杠桿仍保持平衡 B.杠桿的A端向下傾斜C.杠桿的B端向下傾斜D.無法判斷 向 內(nèi)

OB段.一根均勻的鐵絲AB,懸住它的中點O時，鐵絲保持平衡，如果把“對折”，使B點和O點重合。如圖10所示，此時鐵絲將（ ）OB段A.仍保持平衡 B.A端向下傾斜C.B端向下傾斜 D.無法判斷.如圖所示，杠桿OA的B點掛著一個重物，A端用細繩吊在圓環(huán)M下，此時OA恰成水平且A點與圓弧形架PQ的圓心重合，那么當環(huán)從P點逐漸滑至Q點的過程中，繩對A端的拉力大小將（ ）A、保持不變B、逐漸增大C、逐漸減小D、由大變小再變大.如圖所示，一個直杠桿可繞軸O轉(zhuǎn)動，在直桿的中點掛一重物,在桿的另一端施加一個方向始終保持水平的力 F,將直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置過程中，力F大小的變化情況是（）A.一直增大 B.一直減小C.先增大后減小 D.先減小后增大.如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA的中點懸掛一重G=60N的物體，在A端施加一豎直向上的力F,杠桿在水平位置平衡，則F=No保持F的方向不變，在將杠桿從A位置勻速提到