專題19 杠桿問題【無答案】

專題19杠桿問題1.杠桿定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。說明：①杠桿可直可曲，形狀任意。②有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。2.杠桿五要素——組成杠桿示意圖。OOF1l1l2F2①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母O表示。②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母F1表示。③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母F2表示。說明：動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母l1表示。⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母l2表示。3.畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽⑴找支點(diǎn)O；⑵畫力的作用線（虛線）；⑶畫力臂（虛線，過支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線）；⑷標(biāo)力臂（大括號(hào)）。4.研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。（1）結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2也可寫成：F1/F2=l2/l1（2）解題指導(dǎo)：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力與方向和力臂大??；然后根據(jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問題。（如：杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加的動(dòng)力如何變化，沿什么方向施力最小等。）（3）解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大，要使動(dòng)力臂最大需要做到①在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；②動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。5.杠桿的平衡條件應(yīng)用：名稱結(jié)構(gòu)特征特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動(dòng)力臂等于阻力臂不省力不費(fèi)力天平，定滑輪【例題1】圖所示的簡單機(jī)械中，屬于費(fèi)力杠桿的是（）A．道釘撬 B．火鉗 C．鋼絲鉗D．天平【例題2】如圖所示，杠桿的N端掛一重物，在M點(diǎn)施加一個(gè)最小的動(dòng)力使杠桿平衡．試畫出這個(gè)最小的動(dòng)力F1、動(dòng)力臂L1和杠桿受到的阻力F2.【例題3】探究杠桿的平衡條件．(1)杠桿兩端的螺母作用是____．(2)小明用如圖甲所示裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集了下表中的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可知，杠桿的平衡條件是____．實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15(3)小明又用圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請?jiān)趫D中畫出拉F的力臂，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)是__(一個(gè)鉤碼重0.5N)(4)如圖丙所示，小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)在一平衡杠桿的兩端放上不同數(shù)量的相同硬幣，杠桿仍在水平位置平衡．她用刻度尺測出l1和l2，則2l1____(填“＞”“＜”或“＝”)3l2.【拓展】探究了杠桿的平衡條件后，小紅對天平上游碼的質(zhì)量進(jìn)行了計(jì)算，她用刻度尺測出L1和L2(如圖丁所示)，則游碼的質(zhì)量為__g.【例題4】如圖,AB為輕質(zhì)杠桿，O為懸點(diǎn)，放在水平面上的物體M用細(xì)線懸掛在杠桿A端．已知OA：OB=1：2，M的密度為3×103kg/m3，體積為8×10﹣3m3．物體的重力為____N.當(dāng)B端懸掛一個(gè)質(zhì)量為10kg重物時(shí)，杠桿水平平衡，則物體M對水平面的壓力為N（g取10N/kg）．一、選擇題1.如圖所示的杠桿，動(dòng)力F的力臂是()A．OD B．OF C．OA D．OC2.人們應(yīng)用不同的簡單機(jī)械來輔助工作，正常使用下列簡單機(jī)械時(shí)說法正確的是（）A．筷子可以省距離 B．所有剪刀都一定省力C．定滑輪可以省力 D．撬棒越短一定越省力3．在如圖所示的四種用具中，正常使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是（）A．修樹剪子 B．核桃夾子 C．取碗夾子 D．羊角錘子4．如圖是一個(gè)杠桿式簡易起吊機(jī)，它上面裝了一個(gè)定滑輪可以改變拉繩的方向，杠桿OBA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，重物通過繩子對杠桿的拉力為阻力．圖中能夠正確表示動(dòng)力臂的是()A．l1B．l2C．l3D．l45.如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖．下列說法中正確的是()A．刀刃很薄，可以增大壓力；B．鍘刀實(shí)質(zhì)上是一種費(fèi)力杠桿C．甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)更易被切斷D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力6．已知ρ鐵=7.9×103kg/m3，ρ鋁=2.7×103kg/m3，如圖所示，A端掛的實(shí)心鐵塊，B端掛的實(shí)心鋁塊，兩金屬塊均浸沒在水中，等臂杠桿平衡，若將兩個(gè)盛水杯撤去，則（）A．A端向下，B端向上B．A端向上，B端向下C.A端向下，B端向下D.A端向上，B端向上二、作圖題7.如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，請?jiān)诟軛U中的A端畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖(要求保留作圖痕跡)．8.如圖所示，畫出使杠桿AB在如圖位置靜止時(shí)所用最小力F的作用點(diǎn)和方向．9.如圖甲所示，鋼絲鉗可以看成是兩個(gè)杠桿的組合，圖乙是其中的一個(gè)杠桿．用鋼絲鉗剪鐵絲時(shí)，將鐵絲放在A處還是B處更省力呢？請?jiān)趫D乙中你認(rèn)為更省力的位置處畫出阻力F2的示意圖和動(dòng)力F1的力臂．10．在西昌到成都的T8866次列車上，一乘務(wù)員需要把如圖所示的手推車前輪推上一個(gè)小臺(tái)階，請畫出他施加在把手E處的最小力F和其力臂L.11．如圖是一輕質(zhì)杠桿，O是支點(diǎn)，為了使杠桿在此位置平衡，請畫出在A點(diǎn)所施加的最小動(dòng)力F及其力臂L.12．如圖所示，一重為G的均勻杠桿，可繞O點(diǎn)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，若讓杠桿靜止在圖示位置，請畫出作用在A點(diǎn)的最小作用力及杠桿所受重力的示意圖.13.如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支點(diǎn)，請畫出F1、F2的力臂L1和L2．14.如圖所示，杠桿OA在動(dòng)力F1作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請你畫出阻力F2及阻力臂L2.15.在圖中畫出力F對支點(diǎn)O的力臂。三、實(shí)驗(yàn)題16.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(shí)驗(yàn)裝置．(1)實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)，杠桿靜止的位置如圖甲所示，此時(shí)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(huì)下沉，要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變鉤碼懸掛點(diǎn)的位置和較少鉤碼的前提下，只需將左側(cè)的鉤碼去掉____個(gè)即可．(3)小李和小王又分別設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案，小李的方案如圖丙所示，小王的方案如圖丁所示．你認(rèn)為____的實(shí)驗(yàn)方案更好，請說明你的理由____．(4)實(shí)驗(yàn)中小王發(fā)現(xiàn)：如果在杠桿的O點(diǎn)用彈簧測力計(jì)施加一個(gè)向上的力，這個(gè)力在探究實(shí)驗(yàn)時(shí)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(diǎn)掛鉤碼，改用彈簧測力計(jì)在D點(diǎn)向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置平衡，當(dāng)測力計(jì)從a位置轉(zhuǎn)到b位置時(shí)，其示數(shù)大小將____．戊己(6)小明組在實(shí)驗(yàn)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(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?yàn)開__(填字母)．A．一個(gè)人無法獨(dú)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D．杠桿受力不平衡17．在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)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(dòng)，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(gè)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(gè)相同的鉤碼．(3)如圖乙所示，用彈簧測力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測力計(jì)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(gè)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eq\f(1,L)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.四、綜合計(jì)算題18.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(huì)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(diǎn)相連，O為杠桿的固定轉(zhuǎn)軸。一個(gè)滑輪組，其自由端與杠桿的D點(diǎn)相連?；喗M下面掛著一個(gè)重為G的物體E。當(dāng)水對活塞的壓強(qiáng)為4×103Pa時(shí)，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(dòng)滑輪自重為2N。不計(jì)繩重和摩擦。求：（1）容器中水受到的重力；（2）物體E的質(zhì)量。（g=10N/kg）19．如圖甲所示裝置中，物體甲重G甲=