沪科版物理八年级下册课课练：第10章 机械与人 专题训练 杠杆作图及动态平衡问题（有答案）

专题训练
[杠杆作图及动态平衡问题]　　　　　　　　　　　 　　　　　
类型一　杠杆力臂作图
方法诠释:力臂的作法,一找点(支点),二画线(力的作用线),三作垂线段(力臂)。
1.(2021广安)如图所示是人走路的情形,可将人的脚视为杠杆。请在图中画出动力F的力臂l。
2.如图所示,用轻质杆将一电灯吊起,O点是支点,请画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
3.杠杆AO在力F1、F2的作用下处于静止状态,l2是力F2的力臂,在中画出力F1的力臂l1和力F2。
4.(2021通辽)如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时,浮标带动杠杆AOB压住入水口,停止上水。请在图中画出动力F1、阻力F2和动力臂l1。
5.如图甲所示,当人屈臂将重物端起时,人的前臂可以看成一个杠杆。请在图乙中画出力F1和F2的力臂。
6.(2020成都)深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力,克服人体上部的重力G,从而达到锻炼的目的(如图甲所示)。图乙是将人体抽象为杠杆的示意图,O为支点,请在图乙中画出G的示意图及其力臂l(A点为人体上部的重心)。
类型二　最小动力及其力臂作图
方法诠释:根据F1l1=F2l2可知,若F2l2一定,则动力臂l1最大时,动力F1最小。
注意:动力与阻力对杠杆的转动作用相反,动力的方向不要画反。
7.(2021山西)中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。是用切刀将黄芪切片的示意图,请你在图中画出施加在手柄上A点的最小力F的示意图及其力臂l。
8.(2020娄底模拟)如图甲所示,游客正在利用自拍杆进行自拍。自拍杆可以看成一个杠杆(O为支点),请你在图乙中画出游客施加在A点的最小动力F。
9.(2020丹东)如图所示,O点是轻质杠杆AOB的支点,杠杆上的C点受到阻力F2的作用。若使杠杆在图中所示位置静止,请在杠杆上画出所要施加的最小动力F1的示意图,并画出动力臂l1和阻力臂l2。
10.如图甲所示是一款机械鼠标,它的按键可看作简单的杠杆。图乙是鼠标左按键的简易构造图,AO为按键,O为支点,B点下有一个复位弹簧。请在图乙中画出按下按键时A点的最小动力F。
类型三　杠杆动态平衡
方法诠释:解决动态平衡问题,先找到杠杆在转动过程中不变的量,再分析变化的量是如图何变化的,再根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,判断所分析的力的变化情况。
11.(2021南京秦淮区一模)如图所示,杆秤秤砣的质量为0.2 kg,杆秤自身质量忽略不计。若杆秤水平静止,被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05 m和0.2 m,则被测物体的质量为　　　　kg,若物体质量增大,则应将秤砣向　　　　(选填“左”或“右”)移动;若长时间使用后秤砣有一点缺损,则测量值比被测物体的真实质量要　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.(2021新疆)如图所示,在用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂
l阻和动力F动的变化情况是 (　　)
A.l阻不变,F动变大 　B.l阻不变,F动不变 C.l阻变大,F动变大 　 D.l阻变大,F动不变
13.如图所示,重为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的位置,在转动的过程中 (　　)
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大
C.动力F保持不变 D.动力F逐渐减小
14.如图所示,一个直杆可绕轴O转动,在直杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置的过程中,若动力臂为l,动力与动力臂的乘积为M,F方向不变,则 (　　)
A.F增大,l减小,M增大 B.F增大,l减小,M减小
C.F增大,l增大,M增大 D.F减小,l增大,M增大
15.(2020株洲)一根粗细均匀的木棒,斜靠在竖直墙壁上。墙壁光滑,地面粗糙,木棒受到的重力为G,墙壁对木棒的弹力为F,如图所示,现让木棒的倾斜度变小一些至虚线所示位置,木棒仍能静止斜靠在墙上,则与原来相比,G和F的变化情况为 (　　)
A.G不变,F变小 B.G不变,F变大
C.G变化,F变小 D.G变化,F变大
答案
杠杆作图及动态平衡问题
1.如图图所示
从支点O作力F作用线的垂线段,即为动力F的力臂l。
2.如图图所示
3.如图图所示
4.如图图所示
5.如图图所示
6.如图图所示
7.如图图所示
由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,要求在A点用力,连接OA,则OA就是最长的动力臂l;由题意可知,要在A点用最小的力F将黄芪切片时,杠杆应按顺时针转动,则动力应垂直于力臂向下,据此可画出最小动力F的示意图。
8.如图图所示
9.如图图所示
10.如图图所示
O是支点,B为阻力作用点,A为动力作用点,由图知以OA作为动力臂l时,动力臂最长,根据杠杆的平衡条件可知,此时动力最小;由题知动力的方向应向下,则过A点作垂直于OA向下的作用力,即为最小的动力F。
11.0.8　右　偏大
12.C　 剪刀的轴是支点,剪纸时阻力作用在纸和剪刀的接触点,在用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力F阻不变,动力臂l动不变,阻力臂l阻逐渐变大,由杠杆的平衡条件可知,动力F动逐渐变大。
13.B　 让木棒缓慢地由竖直位置转到虚线所示位置,拉力F始终垂直于木棒,则动力臂不变,故A错误;阻力为杠杆的重力,其大小不变,当木棒在竖直位置时,重力的力臂为零,转过一定角度后,重力的力臂(阻力臂)变大,故B正确;因阻力(即重力)不变,阻力臂变大,动力臂不变,所以,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,动力F变大,故C、D错误。
14.A　 由题意可知,转动过程中,阻力不变,但阻力臂增大,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积M增大,动力臂l减小,所以动力F增大。
15.B　 以与地面的接触点为支点,设与墙壁的接触点和地面的距离为h,与地面的接触点和墙壁的距离为l,根据杠杆的平衡条件,有:F×h=G×,解得:F=;现让木棒的倾斜度变小一些至虚线所示位置,由于重力G不变、l变大、h减小,则弹力F增大,故B正确。