11.1杠杆
【课前预习练】-2021-2022学年九年级物理上册(苏科版)(含答案)
一、选择题
1、下列关于杠杆的说法中正确的是
A.杠杆一定是直棒
B.有些杠杆没有支点
C.杠杆越长使用时越省力
D.使用杠杆不一定都能省力
2、关于支点的位置,下列说法中正确的是( )
A.支点必须在动力作用点与阻力作用点之间
B.支点一定在杠杆的某一端
C.支点一定在杠杆上
D.以上说法都不正确
3、下列关于力臂的说法,正确的是( )
A.力臂是从力的作用点到支点的距离
B.力臂一定在杠杆上
C.力臂是从支点到力的作用线的距离
D.动力臂一定比阻力臂大
4、如图所示,杠杆处于平衡状态,则F的力臂是
A.OA
B.OC
C.OD
D.FD
5、下列图中所示的常用工具中属于省距离杠杆的是( )
A.筷子
B.起瓶器
C.钢丝钳
D.天平
6、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.?F1?????B.?F2??????C.?F3??????D.?F4
7、如图所示的四种用具中,正常使用时属于省力杠杆的是(??
)
A.?裁纸刀?B.?天平
C.?筷子?D.?钓鱼竿
8、如图所示是一个指甲刀的示意图;它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是
A.三个杠杆都是省力杠杆
B.三个杠杆都是费力杠杆
C.ABC是省力杠杆,OBD.OED是费力杠杆
D.ABC是费力杠杆,OBD.OED是省力杠杆
9、如图为工地搬运砖头的独轮车,人抬起车把时,车体可以看成个杠杆,轮子的中心是杠杆的支点O。关于这个杠杆,下列说法正确的是( )
A.这是个费力杠杆
B.图中拉力F大于重力G
C.手握的位置靠近把手末端时更费力
D.砖头的位置远离车轮时抬起更费力
10、今年国庆70周年期间,小明爸爸开了一瓶啤酒表示庆贺,瓶盖的起子可以看作是一个杠杆,小明用所学知识画了四幅杠杆示意图,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
11、如图所示的杠杆,O为支点,若,,则这个杠杆( )
A.一定静止不动
B.可能静止不动
C.一定转动
D.以上情况都有可能
(12)
(13)
12、如图所示,一根杠杆,支点在中点位置,两边加上钩码后,恰好水平平衡?下列情况下还能保持平衡的是( )
A.左右两边钩码各减少一个
B.左右两边钩码各减少一半
C.左右两边钩码各向外移动1格
D.左边钩码组加上一个,并向右移动一格
13、如图所示的杠杆用细线悬挂起来,在A、B两端分别挂上质量相同的重物m1、m2时,杠杆平衡,此时AO恰好处于水平位置,不计杠杆重力,则AO与OB的关系为( )
A.AO>OB
B.AO=OB
C.AO<OB
D.无法判断
14、如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中( )
A.动力F逐渐变大
B.动力F逐渐变小
C.动力F一直不变
D.无法确定动力F大小
(15)
(16)
15、如图所示,一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上,若分别用一竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间,欲使其一端抬离地面,则(
)
A.F1>F2,因为甲中的动力臂长
B.F1C.F1>F2,因为乙中的阻力臂短
D.F1=F2,因为动力臂都是阻力臂的2倍
16、质量为60kg的人站在跷跷板某一位置时,跷跷板处于如图所示的平衡状态.
由此可估测球的质量约为
(
)
A.20kg
B.30kg
C.60kg
D.120kg
17、(多选)如图所示,用一个可以绕O点转动的硬杆提升重物,若在提升重物的过程中,拉力F始终沿水平方向,则在如图所示的过程中,(硬杆自重忽略不计)下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小逐渐变大
B.拉力F的大小保持不变
C.拉力F的力臂逐渐变大
D.拉力F的力臂逐渐变小
18、(多选)如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,轻质杠杆上每个小格长度均为
1.5cm。在
B点竖直悬挂4个重均为0.5N
的钩码。当在A点用与水平方向成30°角的动力F1拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中错误的是( )
A.此时该杠杆为省力杠杆
B.该杠杆的阻力大小为F2=2N
C.杠杆平衡时,动力臂
l=7.5cm
D.杠杆平衡时,动力F1=3.2N
二、填空题
19、在如图所示的工具中,属于省力杠杆的是_________;属于费力杠杆的是_________;
属于等臂杠杆的是_________。
筷子
天平
羊角锤
20、杠杆的平衡状态是指杠杆处于___________或___________。若某杠杆的动力臂是阻力臂的3倍,则该杠杆是___________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
21、某同学用图示装置做探究杠杆平衡条件的实验,图中杠杆匀质且标有均匀刻度。实验前发现杠杆左端低,右端高,应将左侧的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了便于测量
___________;当杠杆水平平衡后,在左侧第2格上挂3个相同的钩码,则应在右侧第3格上挂
___________个相同的钩码才能使杠杆水平平衡;若在右侧改用弹簧测力计向下拉,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(22)
(23)
22、在电视剧《三国》中,有这样一个情景:一群士兵用力拉动一个杠杆,会将石块抛向敌方阵营,它是一个________杠杆.要把石块抛出去,图中作用在A点的力沿______方向最小(填a、b或c)。
23、如图,OA为长2m的轻杆,与固定在竖直墙面上的光滑转轴相连接。将一重为30N的物体用轻绳拴在OA的中点B处,用垂直于OA的力F拉住轻杆,静止在图示位置,则F=________N。
24、如图所示,不计重力的杠杆OB可绕O点转动,重为10N的重物P悬挂在杠杆的中点A处,拉力F1与杠杆成30°角,杠杆在水平位置保持平衡,根据杠杆的平衡可求出拉力的大小F1=________?N;若仅增大拉力F1与杠杆间的夹角,其它条件保持不变,则拉力F的大小变化规律是________?.
(25)
25、如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机.如果A处螺钉松脱,则支架会绕________点倾翻.已知AB长40cm,AC长30cm,室外机的重力为300N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为______N(支架重力不计).为了安全,室外机应尽量______(填“靠近”或
“远离”)墙壁.
26、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,此时它是_____杠杆.
三、解答题
27、在图中作出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图.
28、如图所示,将正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,OA长度为30cm,OB长度为1m,在B点施加力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,撤去F1,在B点施加力F2时,杠杆也能在水平位置平衡。求:(1)合金块重力G;
(2)F2的大小。
29、如图所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动,请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需的最小力的示意图.
30、在探究杠杆平衡条件的实验中。
(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_____调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是__________________________________;
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码____________个;
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______________(变大/变小/不变)。
11.1杠杆
【课前预习练】-2021-2022学年九年级物理上册(苏科版)(含答案)
一、选择题
1、下列关于杠杆的说法中正确的是
A.杠杆一定是直棒
B.有些杠杆没有支点
C.杠杆越长使用时越省力
D.使用杠杆不一定都能省力
【解析】A.
杠杆的形状可以是任何形状,所以A选项错误;B.
杠杆是指可以绕某一固定点转动的硬棒,其固定点为支点,所以杠杆都有支点,故B选项错误;C.
动力臂越长越省力,所以杠杆长动力臂不一定长,所以C选项错误;D.
杠杆不一定省力,比如定滑轮,既不省力也不费力,目的是为了方便,所以D选项正确.
故选D.
2、关于支点的位置,下列说法中正确的是( )
A.支点必须在动力作用点与阻力作用点之间
B.支点一定在杠杆的某一端
C.支点一定在杠杆上
D.以上说法都不正确
【答案】C
详解:支点是杠杆绕着转动的固定点,所以支点一定在杠杆上,且支点的位置是杠杆上的任意位置,可以在杠杆的某一端,也可以在杠杆中间的某个位置。
故选C。
3、下列关于力臂的说法,正确的是( )
A.力臂是从力的作用点到支点的距离
B.力臂一定在杠杆上
C.力臂是从支点到力的作用线的距离
D.动力臂一定比阻力臂大
【答案】C
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离,简单地说,就是“点到线”的距离,而不是“点”到“点”的距离。当力的作用线通过支点时,力臂为零。力臂不一定是杠杆的长度,也不一定在杠杆上。动力臂不一定大于阻力臂,比如费力杠杆的动力臂小于阻力臂,杠杆越大,力臂不一定越大,如图所示:
故选C。
4、如图所示,杠杆处于平衡状态,则F的力臂是
A.OA
B.OC
C.OD
D.FD
试题分析:杠杆的力臂是指支点到力的作用线的垂直距离.可以从支点O作力的作用线的垂线,从支点到垂足间的距离即为力臂,在本图中OC即为力臂.
故选B
5、下列图中所示的常用工具中属于省距离杠杆的是( )
A.筷子
B.起瓶器
C.钢丝钳
D.天平
【答案】A
详解:筷子在使用时动力臂小于阻力臂,费力但省距离;起瓶器、钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂,省力但费距离;天平是等臂杠杆,不省力也不省距离。
故选A。
6、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.?F1?????B.?F2??????C.?F3??????D.?F4
【答案】
C
【解析】【分析】由杠杆的平衡条件可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力.连接支点和力的作用点A即是最大动力臂,当作用力与之垂直时,作用力最小.
在A点施力F,由于阻力竖直向下,因此动力F方向向上,并且当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大,此时最省力,即F3最小.
故选C.
7、如图所示的四种用具中,正常使用时属于省力杠杆的是(??
)
A.?裁纸刀???????B.?天平
C.?筷子???????D.?钓鱼竿
【答案】
A
【解析】A.
裁纸刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,A符合题意;
B.
天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,B不符合题意;
C.
筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,C不符合题意;
D.
钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,D不符合题意。
故答案为:A
8、如图所示是一个指甲刀的示意图;它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是
A.三个杠杆都是省力杠杆
B.三个杠杆都是费力杠杆
C.ABC是省力杠杆,OBD.OED是费力杠杆
D.ABC是费力杠杆,OBD.OED是省力杠杆
【解析】指甲剪可以看成是由一个撬棒和一个镊子组成:
①撬棒是ABC,以B为支点,动力作用在A上,阻力作用在C上,使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
②镊子是由OBD和OED两个杠杆组成,支点O点,动力作用在E点,阻力作用在D点.使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.
故选C.
9、如图为工地搬运砖头的独轮车,人抬起车把时,车体可以看成个杠杆,轮子的中心是杠杆的支点O。关于这个杠杆,下列说法正确的是( )
A.这是个费力杠杆
B.图中拉力F大于重力G
C.手握的位置靠近把手末端时更费力
D.砖头的位置远离车轮时抬起更费力
【答案】D
详解:AB.图中的动力臂大于阻力臂,根据杠杆的平衡条件可知,动力小于阻力,即F小于G,是省力杠杆,故AB错误;
C.在阻力和阻力臂不变的情况下,手握的位置靠近把手末端时,动力臂大,则动力小,更省力,故C错误;
D.砖头的位置远离车轮时,此时的动力臂和阻力大小不变,阻力臂变大,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,抬起更费力,故D正确。
故选D。
10、今年国庆70周年期间,小明爸爸开了一瓶啤酒表示庆贺,瓶盖的起子可以看作是一个杠杆,小明用所学知识画了四幅杠杆示意图,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
详解:A.要把瓶盖打开,要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力,瓶盖给起子的阻力是向下的,故A选项错误;
B.瓶盖给起子的阻力是向下的。动力和阻力都使绕支点O顺时针转动,故B选项错误;
C.瓶盖给起子的阻力是向下的。动力是起子绕支点O逆时针转动,阻力绕支点O顺时针转动,故C选项正确;
D.如图,动力和阻力都使起子绕支点O逆时针转动,故D选项错误。
故选C。
11、如图所示的杠杆,O为支点,若,,则这个杠杆( )
A.一定静止不动
B.可能静止不动
C.一定转动
D.以上情况都有可能
【答案】C
详解:观察图可知,杠杆以O点为支点,力FA使杠杆沿顺时针转动,力FB也使杠杆沿顺时针转动,杠杆在二力作用下不会平衡,会沿顺时针转动,故ABD错误,C正确。
故选C。
12、如图所示,一根杠杆,支点在中点位置,两边加上钩码后,恰好水平平衡?下列情况下还能保持平衡的是( )
A.左右两边钩码各减少一个
B.左右两边钩码各减少一半
C.左右两边钩码各向外移动1格
D.左边钩码组加上一个,并向右移动一格
【答案】B
【解析】设每个钩码重为G,每个格的长度为L,若用M表示力与力臂乘积,由杠杆的平衡条件知道
A.若左右两边钩码各减少一个,则M左边=3G×3L=9GL
M右边=4G×2L=8GL,
即杠杆不能平衡,故A不符合题意;
B.若左右两边钩码各减少一半,则M左边=G×4L=4GL
M右边=2G×2L=4GL,
即杠杆仍能平衡,故B符合题意;
C.若左右两边钩码各向外移动1格,则M左边=2G×5L=10GL
M右边=4G×3L=12GL,
即杠杆不能平衡,故C不符合题意;
D.若左边钩码组加上一个,并向右移动一格,则M左边=3G×3L=9GL
M右边=4G×2L=8GL,
即杠杆不能平衡,故D不符合题意。
故选B。
13、如图所示的杠杆用细线悬挂起来,在A、B两端分别挂上质量相同的重物m1、m2时,杠杆平衡,此时AO恰好处于水平位置,不计杠杆重力,则AO与OB的关系为( )
A.AO>OB
B.AO=OB
C.AO<OB
D.无法判断
【答案】C
【解析】设杠杆右端,受到m2的拉力的力臂为OC,根据杠杆平衡的条件可得
在直角三角形OCB中,OC是直角边,OB是斜边,所以OC小于OB,即OA也小于OB。
故选C。
14、如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中( )
A.动力F逐渐变大
B.动力F逐渐变小
C.动力F一直不变
D.无法确定动力F大小
【答案】A
【解析】由杠杆平衡条件可知,图中阻力和动力臂的大小不变,但是阻力臂变大,则动力F将变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15、如图所示,一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上,若分别用一竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间,欲使其一端抬离地面,则(
)
A.F1>F2,因为甲中的动力臂长
B.F1C.F1>F2,因为乙中的阻力臂短
D.F1=F2,因为动力臂都是阻力臂的2倍
【答案】D
【分析】把水泥板看做一个杠杆,抬起一端,则另一端为支点;由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体,所以,其重力的作用点在其中心上,此时动力F克服的是水泥板的重力,即此时的阻力臂等于动力臂的一半;在此基础上,利用杠杆的平衡条件,即可确定F1与F2的大小关系。
【解析】两次抬起水泥板时的情况如图所示:
在上述两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以两图中动力臂都是阻力臂的2倍;依据可得,,
所以,前后两次所用的力相同,即,故ABC都错误,D正确。
16、质量为60kg的人站在跷跷板某一位置时,跷跷板处于如图所示的平衡状态.
由此可估测球的质量约为
(
)
A.20kg
B.30kg
C.60kg
D.120kg
【答案】B
【解析】如图所示:
根据图示可知,;因为跷跷板处于平衡状态,所以;
由
可得:;
则球的质量:.
故选B.
17、(多选)如图所示,用一个可以绕O点转动的硬杆提升重物,若在提升重物的过程中,拉力F始终沿水平方向,则在如图所示的过程中,(硬杆自重忽略不计)下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小逐渐变大
B.拉力F的大小保持不变
C.拉力F的力臂逐渐变大
D.拉力F的力臂逐渐变小
【答案】AD
详解:如图所示,在提升重物的过程中,拉力F始终沿水平方向,动力臂不断减小,阻力臂不断增大,根据杠杆平衡原理可知拉力F逐渐变大。
故选AD。
18、(多选)如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,轻质杠杆上每个小格长度均为
1.5cm。在
B点竖直悬挂4个重均为0.5N
的钩码。当在A点用与水平方向成30°角的动力F1拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中错误的是( )
A.此时该杠杆为省力杠杆
B.该杠杆的阻力大小为F2=2N
C.杠杆平衡时,动力臂
l=7.5cm
D.杠杆平衡时,动力F1=3.2N
【答案】AC
详解:AC.当动力在A点斜向下拉动力臂是
所以是费力杠杆,故AC错误,符合题意;
B.该杠杆的阻力大小为F2=4×0.5N=2N,
故B正确,不符合题意;
D.杠杆平衡时,动力,
故D正确,不符合题意。
故选AC。
二、填空题
19、在如图所示的工具中,属于省力杠杆的是_________;属于费力杠杆的是_________;
属于等臂杠杆的是_________。
筷子
天平
羊角锤
【答案】羊角锤
筷子
天平
【解析】[1][2][3]由图可知,筷子在使用时动力臂小于阻力臂是费力杠杆,天平是等臂杠杆,羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂是省力杠杆。
20、杠杆的平衡状态是指杠杆处于___________或___________。若某杠杆的动力臂是阻力臂的3倍,则该杠杆是___________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
【答案】静止不动
绕支点匀速转动
省力
【解析】[1][2]杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态。
[3]由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2
动力臂是阻力臂的3倍,则动力是阻力的倍,该杠杆是省力杠杆。
21、某同学用图示装置做探究杠杆平衡条件的实验,图中杠杆匀质且标有均匀刻度。实验前发现杠杆左端低,右端高,应将左侧的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了便于测量
___________;当杠杆水平平衡后,在左侧第2格上挂3个相同的钩码,则应在右侧第3格上挂
___________个相同的钩码才能使杠杆水平平衡;若在右侧改用弹簧测力计向下拉,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】右
力臂
2
增大
【解析】(1)探究杠杆平衡条件的实验,杠杆匀质且标有均匀刻度。实验前发现杠杆左端低,右端高,应将左侧的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了便于测量力臂;
(2)设杠杆上一个格长为L,一个钩码重为G,当杠杆水平平衡后,左侧第2格上挂3个相同的钩码,则左边=2L×3G,右边=3L×nG,
根据杠杆平衡条件可得,2L×3G=3L×nG
解得:n=2;
(3)若在右侧改用弹簧测力计向下拉,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,则动力臂变小,因为阻力、阻力臂不变,要使杠杆始终保持水平平衡,根据杠杆平衡条件,动力变大,即弹簧测力计的示数将逐渐增大。
22、在电视剧《三国》中,有这样一个情景:一群士兵用力拉动一个杠杆,会将石块抛向敌方阵营,它是一个________杠杆.要把石块抛出去,图中作用在A点的力沿______方向最小(填a、b或c)。
【答案】费力
c
【解析】[1]由图可知,动力臂小于阻力臂,所以它是一个费力杠杆。
[2]根据杠杆平衡条件可知,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力就越小,因此在A点施加垂直于杠杆的力时,力臂为OA,此时力臂最长,动力最小,即沿C方向的力最小。
23、如图,OA为长2m的轻杆,与固定在竖直墙面上的光滑转轴相连接。将一重为30N的物体用轻绳拴在OA的中点B处,用垂直于OA的力F拉住轻杆,静止在图示位置,则F=________N。
【答案】
7.5
【解析】图中杠杆以O点为支点,因动力F垂直于OA,则动力臂L1=OA=2m,重物用轻绳拴在OA的中点B处,由几何知识可得阻力臂
根据杠杆平衡条件得:FL1=GL2
,
则:
故答案为:7.5。
24、如图所示,不计重力的杠杆OB可绕O点转动,重为10N的重物P悬挂在杠杆的中点A处,拉力F1与杠杆成30°角,杠杆在水平位置保持平衡,根据杠杆的平衡可求出拉力的大小F1=________?N;若仅增大拉力F1与杠杆间的夹角,其它条件保持不变,则拉力F的大小变化规律是________?.
【答案】10
先变小后变大
【解析】先过支点作拉力F1的力臂,然后根据直角三角形30°角对应的直角边等于斜边的一半(即杠杆OA长度的一半);
已知F1的力臂、物体对杠杆向下的拉力和对应的力臂,根据杠杆平衡的条件即可求出拉力的大小.
根据F1与杠杆间的夹角为90°时力臂最大,所以拉力的力臂先变大后变小,再利用杠杆平衡的条件分析拉力的变化.
解:过支点作拉力F1的力臂OC,如图所示:
从图中可以看出,OBC为直角三角形,而直角三角形30°角对应的直角边等于斜边的一半,故拉力F1的力臂为;
又因为作用在杠杆A处的拉力大小等于物重10N,对应的力臂等于,且作用在杠杆上的动力臂等于阻力臂,所以动力等于阻力,即F1=G=10N.
因为当F1与杠杆间的夹角为90°时,对应的力臂最大,所以L1先变大后变小;
根据杠杆平衡的条件可得:,即阻力与阻力臂的乘积不变,而L1先变大后变小,故F1先变小后变大.
故答案为10,先变小后边大.
25、如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机.如果A处螺钉松脱,则支架会绕________点倾翻.已知AB长40cm,AC长30cm,室外机的重力为300N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为______N(支架重力不计).为了安全,室外机应尽量______(填“靠近”或
“远离”)墙壁.
【答案】C
200
靠近
【详解】[1]由题图可知,如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻.
[2]依题,这是一个以C点为支点的杠杆,根据杠杆平衡条件:
G空调×AB=F×AC
解得F=200N.
[3]空调室外机的重力一定,室外机离墙壁越近,力臂越小,作用在A点的拉力越小越安全,所以室外机应尽量靠近墙壁.
26、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,此时它是_____杠杆.
【答案】F2
100
费力
【详解】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:F2=2G=2×50N=100N;由于动力臂小于阻力臂,此时它是费力杠杆。
三、解答题
27、在图中作出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图.
【答案】
【分析】(1)画力臂的方法:首先确定支点;然后找到动力和阻力,并用虚线延长动力和阻力的作用线;用虚线做支点到动力作用线和阻力作用线的垂线.(2)阻力F2是物体A对杠杆的拉力,先找出阻力作用点,然后过作用点作竖直向下的阻力.
【详解】由图知支点是O点,从O点向动力F1的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是动力臂L1.阻力F2是物体A对杠杆的拉力,其方向竖直向下。如图所示:
28、如图所示,将正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,OA长度为30cm,OB长度为1m,在B点施加力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,撤去F1,在B点施加力F2时,杠杆也能在水平位置平衡。求:(1)合金块重力G;
(2)F2的大小。
【答案】(1)100N;(2)60N。
【分析】(1)根据杠杆平衡条件,求出A点对杠杆的拉力,即为合金块的重力。
(2)根据直角三角形30°角对应的直角边等于斜边的一半(即杠杆OB长度的一半);再根据杠杆平衡条件,将已知数据代入,便可求出F2的大小。
【详解】
(1)根据题意知道,OA长度为30cm,OB长度为1m,当在B点施加力F1
=30N时,杠杆在水平位置平衡,则由杠杆平衡条件可得
故合金块重力G=100N。
(2)延长力F2的作用线,然后过支点O向力的作用线引垂线段OC,即为其力臂L2,如图所示:
由图中知道,△OCB为直角三角形,且F2与杠杆的夹角是30°角,
由几何知识知道,拉力F2
的力臂为
当撤去F1,在B点施加F2
时,由杠杆平衡条件可得
故F2的大小为60N。
答:(1)合金块重力为100N;(2)F2的大小为60N。
29、如图所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动,请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需的最小力的示意图.
【答案】由题意知,最长的力臂为AC,连接AC,则F与AC垂直,又因为G使杠杆沿逆时针转动,所以F应使杠杆沿顺时针转动,因此F方向应垂直AC向上.如图所示:
【解析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2
,
要使动力最小,则动力臂需最长;
从支点到力的作用点的距离最长,画出最长的力臂,根据力臂的概念作出力F的示意图.
30、在探究杠杆平衡条件的实验中。
(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_____调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是__________________________________;
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码____________个;
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______________(变大/变小/不变)。
【答案】左
便于直接从杠杆上读出力臂大小
3
变大
【详解】
(1)[1]杠杆的右端低,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向左调节,以减小这一侧的力臂。
[2]因为重力的方向是竖直向下的,杠杆只有在水平位置平衡时,支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上,也就是正好等于相应杠杆的长,这样测量起来会比较方便,能直接从杠杆上读出力臂大小。
(2)[3]设每个钩码重为G,杠杆每格长度为l,由杠杆平衡条件得4G×3l=nG×4l,
n=3
(3)[4]阻力和阻力臂不变,当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,拉力的力臂减小,为保持杠杆平衡,拉力要增大,所以弹簧测力计示数会变大。