安徽專版2020中考物理復(fù)習(xí)方案專項(xiàng)03動(dòng)態(tài)杠桿的分析及計(jì)算試題

PAGEPAGE7專項(xiàng)(三)動(dòng)態(tài)杠桿的分析及計(jì)算類型1杠桿的受力分析(作圖)1.[2018·包河區(qū)二模]如圖Z3-1所示,O是支點(diǎn),在B端掛一重物G,在A端沿不同的方向分別施加F1、F2、F3三個(gè)力,均可使杠桿在水平位置保持平衡。下列關(guān)于這三個(gè)力大小關(guān)系的表達(dá)式正確的是 ()圖Z3-1A.F1<F2<F3 B.F2>F3>F1C.F1>F2>F3 D.F1=F2=F32.[2018·德州]手機(jī)自拍已成為一種時(shí)尚。如圖Z3-2所示是使用自拍桿輔助手機(jī)進(jìn)行自拍時(shí)的示意圖,將自拍桿看作一個(gè)輕質(zhì)杠桿,O點(diǎn)是支點(diǎn)。請?jiān)趫D中畫出:(1)施加在A點(diǎn)最小的動(dòng)力F1。(2)力F2的力臂L2。圖Z3-23.[2019·蒙城模擬]如圖Z3-3所示,AOB為一輕質(zhì)杠桿,O為支點(diǎn),AO=OB。在杠桿右端A處用細(xì)繩懸掛重為16N的物體,當(dāng)AO段處于水平位置時(shí),為保持杠桿平衡,需在B端施加最小的力為F1=N;若作用在B端一個(gè)力F使杠桿AOB勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)BO段在水平位置時(shí)保持杠桿平衡,這時(shí)在B端施加最小的力為F2將(選填“小于”“等于”或“大于”)F1。

圖Z3-3類型2杠桿的動(dòng)態(tài)平衡判斷4.[2019·桐城二中三模]如圖Z3-4所示,輕質(zhì)杠桿OA中點(diǎn)通過細(xì)線懸掛一個(gè)重力為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,下列有關(guān)說法正確的是 ()圖Z3-4A.使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力是物體的重力B.此杠桿為費(fèi)力杠桿C.杠桿處于水平位置平衡時(shí)拉力F的大小為30ND.保持F的方向豎直向上不變,將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中,力F將增大5.[2019·貴池區(qū)二模]將籃球和套扎在氣針尾端的氣球一起掛在杠桿左端,調(diào)整杠桿右端鉤碼的位置,使杠桿水平平衡(如圖Z3-5a所示);然后將氣針頭插入籃球的氣門內(nèi),氣球膨脹(如圖b所示),調(diào)整鉤碼的位置使杠桿重新在水平位置平衡。以杠桿左端受到的力為動(dòng)力,右端受到的力為阻力,對比前后兩種情況,當(dāng)圖b杠桿重新在水平位置平衡時(shí) ()圖Z3-5A.動(dòng)力大小沒有發(fā)生變化 B.阻力變大了C.阻力臂變小了 D.可以說明浮力的大小與物體的體積有關(guān)類型3杠桿平衡時(shí)的相關(guān)計(jì)算6.[2019·霍邱二模]用如圖Z3-6所示的裝置做杠桿平衡的實(shí)驗(yàn),在A點(diǎn)掛重為6N的鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,可以在B點(diǎn)施加一個(gè)力F,F最小是N,方向應(yīng)。

圖Z3-67.[2019·合肥模擬]如圖Z3-7所示,輕質(zhì)杠桿自重不計(jì),已知OB=2OA,重物G=50N,拉力F的方向與AB的夾角為30°,則該杠桿使用時(shí)拉力F=N。

圖Z3-78.[2018·霍邱縣一模]如圖Z3-8所示,輕質(zhì)木桿AB用繩子懸掛在O點(diǎn),且OA=3OB,A端細(xì)線豎直,下方掛有300N的重物靜止在水平地面上。當(dāng)重物對水平地面的壓力為100N時(shí),在B點(diǎn)要用N的力豎直向下拉。請?jiān)趫D中作出A端所受的拉力F的示意圖,并作出它的力臂L。

圖Z3-89.一形狀不規(guī)則的木棒水平放置在地面上(如圖Z3-9所示),采用如下方法測定其重力:在木棒右(A)端用大小為F1的豎直向上的力剛好能提起木棒,在木棒左(B)端用大小為F2的向上的力也能剛好提起木棒。證明木棒的重力:G=F1+F2。圖Z3-910.如圖Z3-10所示,有一質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)杠桿,左端可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),桿上系有一懸掛重物的輕繩,重物質(zhì)量為m,輕繩可在桿上自由滑動(dòng),桿的右端用一豎直向上的力F拉著。當(dāng)輕繩向右勻速滑動(dòng)時(shí),輕質(zhì)杠桿始終在水平位置保持靜止。(1)在圖中作出杠桿所受阻力F阻、阻力的力臂L阻及動(dòng)力的力臂L。(2)設(shè)懸掛重物的輕繩從桿的最左端以速度v水平向右勻速滑動(dòng),試推導(dǎo)說明動(dòng)力F與滑動(dòng)時(shí)間t成正比。圖Z3-10類型4生活中的杠桿計(jì)算11.[2019·亳州模擬]一根均勻的長方體細(xì)長直棒重1.5N,下底面積為20cm2,將它放在水平桌面上,并有14的長度露出桌面外,如圖Z3-11所示。在棒的右端至少應(yīng)施加圖Z3-1112.[2018·淄博]骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)構(gòu)成了人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),最基本的運(yùn)動(dòng)都是肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的,其模型就是杠桿。如圖Z3-12甲所示是踮腳時(shí)的示意圖,人體的重力為阻力,小腿肌肉施加的拉力為動(dòng)力。重600N的小明在1min內(nèi)完成50個(gè)雙腳同時(shí)踮起動(dòng)作,每次踮腳過程中腳跟離開地面的高度是9cm,圖乙為其模型圖。求:(1)小腿肌肉對每只腳的拉力。(2)小明踮腳過程中克服重力做功的功率。圖Z3-12

【參考答案】1.C2.如圖所示[解析]當(dāng)以AO之間的連線作為力臂時(shí),力臂是最長的,此時(shí)的動(dòng)力最小。3.16小于[解析]當(dāng)AO段處于水平位置時(shí),所加F1如圖甲所示時(shí)最省力,由杠桿平衡條件可得F1LOB=GLOA,則F1=GL因?yàn)長AO=LOB,所以F1=G=16N。當(dāng)OB段處于水平位置時(shí),所加F2如圖乙所示時(shí)最省力,由杠桿平衡條件可得F2LOB=GLOC,則F2=GLOCLOB由于LOC<LOB,則F2<G。所以F1>F2。4.C5.C6.10豎直向上7.508.600如圖所示[解析]物體的重力為300N,當(dāng)重物對水平地面的壓力為100N時(shí),此時(shí)地面對物體的支持力為100N,則細(xì)線對物體的拉力為300N-100N=200N,則細(xì)線對A端豎直向下的拉力為200N;由于OA=3OB,根據(jù)相似三角形的關(guān)系可知,阻力臂LA為動(dòng)力臂LB的3倍。由杠桿的平衡條件可知,B端的拉力FB=FA×9.證明:根據(jù)題意可知,作用在木棒上的力和力臂分別如下圖所示。(其中O點(diǎn)為木棒重心處)根據(jù)杠桿平衡條件可得G·OB=F1·L1①,G·OA=F2·L2②,L1=L2=AB③,由①②③可得G·(OA+OB)=(F1+F2)·AB。又因?yàn)锳B=OA+OB,所以G=F1+F2。10.(1)如圖所示(2)證明:由杠桿的平衡條件可知FL=F阻L阻;又因?yàn)镕阻=G=mg,L阻=vt;所以FL=mgvt;解得F=mgvLt由于mgvL是定值,所以F與t11.1.512.解:(1)由題圖知,動(dòng)力F1的力臂L1=8cm+4cm=12cm=0.12m;重力的力臂L2=8cm=0.08m;根據(jù)杠桿的平衡條件可得F1L1=GL2,則小腿肌肉對兩只腳的拉力F1=GL2L1對每只腳的拉力F'=12