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粤沪版物理八下重难点突破:动态杠杆判断
一、单选题
1.(2022八下·青县期末)如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡.若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则( )
A.动力臂增大,动力增大 B.动力臂增大,动力减小
C.动力臂减小,动力减小 D.动力臂减小,动力增大
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】力臂是支点到力的作用线的垂线段长度.改为虚线后,动力臂变短,根据杠杆平衡条件,阻力阻力臂都不变化,动力臂变小,则动力增大.
故答案为:D
【分析】杠杠上的动力臂减小时,动力变大。
2.(2022八下·涿州期末)如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是 ( )
A.将左右两边的钩码均向外移动一格
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D.将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码重1N.
A、将左右两边的钩码均向外移动一格,4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm,杠杆的左端下沉,故不符合题意;
B、在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,(4+1)N×3cm<(3+1)N×4cm,杠杆的右端下沉,故不符合题意;
C、将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变,(4﹣1)N×3cm>(3﹣1)N×4cm,杠杆的左端下沉,故不符合题意;
D、将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变,4N×(3﹣1)cm=(3﹣1)N×4cm,杠杆的平衡,故符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力和力臂的大小,进而确定钩码数量及位置。
3.(2022八下·耒阳期末)一根轻质杠杆,在左右两端分别挂上300N和400N的重物时,杠杆恰好水平平衡。若将两边物重同时减少50N,则杠杆( )
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然平衡 D.无法确定
【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】假设杠杆左边力臂是L左,右边力臂是L右,开始时,由杠杆平衡条件可得
解得,。将两边物重同时减少50N,杠杆左边有
杠杆右边有
由此可知,左边<右边,右端下沉。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】杠杆上的力臂不同时,改变相同的力,杠杆不再平衡。
4.(2022八下·芜湖期末)一端细一端粗的直棒AB,两端各放一支相同的蜡烛,然后支起来并使两端平衡,如图所示。然后点燃这两支蜡烛,当两支蜡烛都燃烧掉一半之后,直棒将( )
A.A端上升 B.B端上升 C.仍然平衡 D.无法判断
【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】由图可知,OA>OB,当燃烧相同的蜡烛后,由于左侧减少的力与力臂的乘积较大,即FALOA>FBLOB,剩余蜡烛与相应力臂的乘积B端大于A端,根据杠杆平衡条件可知,A端上升,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】杠杆平衡时,力臂若不相同,力的大小不同,当改变的力相同时,杠杆不再平衡。
5.(2022八下·新泰期末)如图所示的杠杆正在水平位置平衡,若在杠杆两边的钩码下各再加一个钩码(钩码的质量都相同),杠杆将( )
A.右端下降,左端上升 B.右端上升,左端下降
C.还继续处于水平平衡 D.以上情况都有可能
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设一个钩码重为G,一个格为l,由杠杆平衡条件可知初始状态
把杠杆的两端各加一个钩码,现在左边力与力臂的乘积为
右边力与力臂的乘积为
左边力与力臂的乘积小于右边力与力臂的乘积。故右端会下沉,BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力的大小,进而确定杠杆的运动状态。
6.(2022八下·福田期末)如图所示,在轻质杠杆的中点处吊一重物G,左端能绕固定点O转动,右端施加一个始终竖直向上的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至OB,则在转动过程中( )
A.F与它的力臂乘积不变 B.F的力臂不变,F的大小变大
C.F的力臂变大,F的大小变大 D.F的力臂变大,F的大小不变
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题意可知,拉力F的方向始终是竖直向上的,阻力也就是下面物体的重力是始终不变的,杠杆的长度也始终没变,由几何知识可知拉力F在拉动杠杆从A到B的过程中,动力臂的长度在变大,同时阻力臂的长度也在变大,并且它们之比是一个定值,该值在杠杆运动过程中大小不变,再由杠杆平衡的条件可知
F是一个定值,前后大小不变。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据杠杆的平衡条件,当阻力和动力臂不变时,阻力臂变大,动力变大。
7.(2022八下·西城期末)小红做研究杠杆平衡条件的实验,她先将均匀杠杆调至水平位置平衡,然后在支点O两侧分别挂钩码,如图所示。已知杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码的质量相等,则下列说法正确的是( )
A.小红松手后,杠杆能够在水平位置平衡
B.两侧钩码都向支点移动一格,杠杆能够在水平位置平衡
C.在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆能够在水平位置平衡
D.在两侧钩码下都增加一个钩码,杠杆不能平衡,右端下沉
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.如图,杠杆左右两侧对应的力与力臂的乘积分别为
可知
松手后,杠杆左端会下沉,A不符合题意;
B.两侧钩码都向支点移动一格时
可知
松手后,杠杆能够在水平位置平衡,B符合题意;
C.在右侧钩码下增加一个钩码时
可知
松手后,杠杆右端会下沉,C不符合题意;
D.在两侧钩码下都增加一个钩码时
可知
松手后,杠杆能够在水平位置保持平衡,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据杠杆的平衡条件,结合力和力臂的变化,判断杠杆是否平衡。
8.(2022八下·包河期末)如图所示,在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物G,在A端施加一竖直向上的拉力F,如果保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,拉力F的大小将( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法判断
【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】杠杆在A位置,轻质杠杆OA 中点悬挂重物,则阻力臂
在A 端施加一竖直向上的力F,则动力臂l1=OA
杠杆平衡条件可得Fl1=Gl2
杠杆在B位置时,由图可知:OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,由ΔOC′D∽ΔOA′B
得
由杠杆平衡条件可得F′×OA′=G×OC′
则F′= =G
由此可知,当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的力臂将变小,但力F的大小不变。B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杆时,若拉力和重力方向平行,力臂的改变比值不变,力的大小不变。
9.(2022八下·灌阳期中)如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持静止,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中F变化情况是( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持静止,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中F已经动力臂的变化如下图所示:
由上图可知,动力臂先增大,当动力与杠杆垂直时,此时动力臂最大,动力最小,后动力臂逐渐减小,动力逐渐增大。
故答案为:D。
【分析】由题意知,阻力和阻力臂不变,分析动力臂的变化,根据杠杆平衡条件判断动力的变化情况。
10.(2021八下·沙河口期末)如图,均匀硬棒悬于O点成竖直状态。在下端施加一个水平向左的拉力让棒匀速转过θ角。在棒转动的过程中( )
A.动力逐渐变小 B.阻力逐渐变小
C.动力臂逐渐变大 D.阻力臂逐渐变大
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】阻力为硬棒的重力,大小不变,硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过θ后,力与杠杆不再垂直,所以动力臂变小,根据杠杆平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】杠杆位置改变时,根据实际情况判断动力臂和阻力臂有变化。
11.(2021八下·怀安期末)如图所示,杠杆在力F1和F2作用下在水平位置平衡,已知AOA.杠杆的A端向下倾斜 B.杠杆的B端向下倾斜
C.杠杆仍保持平衡 D.无法判断杠杆的状态
【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】原来平衡时, ,因为AO<BO,所以F1>F2,设移动相同的距离L,则A端: ,B端, ,∵ ,∴ , ,则杠杆的B端向下倾斜;
故答案为:B.
【分析】结合杠杆的动力、动力臂、阻力、阻力臂大小,求解两侧动力、动力臂的乘积和阻力、阻力臂的乘积,谁的乘积大就往哪边偏。
12.(2021八下·张家口期末)重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一水平拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中( )
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变小
C.动力F逐渐变大 D.动力F保持不变
【答案】C
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过θ后,力与杠杆不再垂直,所以动力臂变小,A不符合题意;
B.杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件,即阻力为硬棒的重力,大小不变,硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,B不符合题意;
CD.根据杠杆平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,D不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】杠杆平衡时,如果阻力和阻力臂固定,根据杠杆的平衡条件可得,如果动力臂越大,那么动力就越小,如果动力臂越小,动力就越大。
13.(2021八下·招远期末)如图所示,匀质杠杆可绕着O点转动,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆匀速缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力),在这个过程中,力F的大小将( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置的过程中,动力臂的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂却逐渐增大;由杠杆的平衡条件可知Fl1=Gl2,当l1、G不变时,l2越大,那么F越大,因此拉力F在这个过程中逐渐增大。
故答案为:A。
【分析】杠杆平衡时,如果阻力和阻力臂固定,根据杠杆的平衡条件可得,如果动力臂越大,那么动力就越小,如果动力臂越小,动力就越大。
14.(2020八下·安徽开学考)如图所示,杠杆始终处于水平平衡状态,改变弹簧测力计拉力F的方向,使其从①→②→③,此过程中( )
A.①位置力臂最长 B.③位置力臂最长
C.弹簧测力计示数先变大后变小 D.弹簧测力计示数先变小后变大
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】AB.力臂是支点到力的作用点的线段,由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大,AB不符合题意;
CD.从①→②→③时动力臂先变大后变小,由图可知阻力等于钩码重力不变,在水平位置平衡所以阻力臂也不变,根据杠杆平衡的条件可知,弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】杠杆平衡时,如果阻力和阻力臂固定,根据杠杆的平衡条件可得,如果动力臂越大,那么动力就越小,如果动力臂越小,动力就越大。
15.(2022九上·常州期中)如图所示,设作用在A端的力F始终与杆垂直,把挂有重物的杠杆从图示位置慢慢转动到水平位置的过程中,力F的大小将( )
A.逐渐变小 B.先变小,后变大
C.逐渐变大 D.先变大,后变小
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题知,当慢慢提升重物时,重力(阻力)不变,阻力臂增大(水平时最大),动力臂不变,即:G不变、l1不变,l2增大,根据杠杆的平衡条件 可知,力F逐渐变大,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据杠杆的平衡条件 ,判断力臂的变化,进而求出力的变化。
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粤沪版物理八下重难点突破:动态杠杆判断
一、单选题
1.(2022八下·青县期末)如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡.若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则( )
A.动力臂增大,动力增大 B.动力臂增大,动力减小
C.动力臂减小,动力减小 D.动力臂减小,动力增大
2.(2022八下·涿州期末)如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是 ( )
A.将左右两边的钩码均向外移动一格
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D.将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个
3.(2022八下·耒阳期末)一根轻质杠杆,在左右两端分别挂上300N和400N的重物时,杠杆恰好水平平衡。若将两边物重同时减少50N,则杠杆( )
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然平衡 D.无法确定
4.(2022八下·芜湖期末)一端细一端粗的直棒AB,两端各放一支相同的蜡烛,然后支起来并使两端平衡,如图所示。然后点燃这两支蜡烛,当两支蜡烛都燃烧掉一半之后,直棒将( )
A.A端上升 B.B端上升 C.仍然平衡 D.无法判断
5.(2022八下·新泰期末)如图所示的杠杆正在水平位置平衡,若在杠杆两边的钩码下各再加一个钩码(钩码的质量都相同),杠杆将( )
A.右端下降,左端上升 B.右端上升,左端下降
C.还继续处于水平平衡 D.以上情况都有可能
6.(2022八下·福田期末)如图所示,在轻质杠杆的中点处吊一重物G,左端能绕固定点O转动,右端施加一个始终竖直向上的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至OB,则在转动过程中( )
A.F与它的力臂乘积不变 B.F的力臂不变,F的大小变大
C.F的力臂变大,F的大小变大 D.F的力臂变大,F的大小不变
7.(2022八下·西城期末)小红做研究杠杆平衡条件的实验,她先将均匀杠杆调至水平位置平衡,然后在支点O两侧分别挂钩码,如图所示。已知杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码的质量相等,则下列说法正确的是( )
A.小红松手后,杠杆能够在水平位置平衡
B.两侧钩码都向支点移动一格,杠杆能够在水平位置平衡
C.在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆能够在水平位置平衡
D.在两侧钩码下都增加一个钩码,杠杆不能平衡,右端下沉
8.(2022八下·包河期末)如图所示,在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物G,在A端施加一竖直向上的拉力F,如果保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,拉力F的大小将( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法判断
9.(2022八下·灌阳期中)如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持静止,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中F变化情况是( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
10.(2021八下·沙河口期末)如图,均匀硬棒悬于O点成竖直状态。在下端施加一个水平向左的拉力让棒匀速转过θ角。在棒转动的过程中( )
A.动力逐渐变小 B.阻力逐渐变小
C.动力臂逐渐变大 D.阻力臂逐渐变大
11.(2021八下·怀安期末)如图所示,杠杆在力F1和F2作用下在水平位置平衡,已知AOA.杠杆的A端向下倾斜 B.杠杆的B端向下倾斜
C.杠杆仍保持平衡 D.无法判断杠杆的状态
12.(2021八下·张家口期末)重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一水平拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中( )
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变小
C.动力F逐渐变大 D.动力F保持不变
13.(2021八下·招远期末)如图所示,匀质杠杆可绕着O点转动,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆匀速缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力),在这个过程中,力F的大小将( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
14.(2020八下·安徽开学考)如图所示,杠杆始终处于水平平衡状态,改变弹簧测力计拉力F的方向,使其从①→②→③,此过程中( )
A.①位置力臂最长 B.③位置力臂最长
C.弹簧测力计示数先变大后变小 D.弹簧测力计示数先变小后变大
15.(2022九上·常州期中)如图所示,设作用在A端的力F始终与杆垂直,把挂有重物的杠杆从图示位置慢慢转动到水平位置的过程中,力F的大小将( )
A.逐渐变小 B.先变小,后变大
C.逐渐变大 D.先变大,后变小
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】力臂是支点到力的作用线的垂线段长度.改为虚线后,动力臂变短,根据杠杆平衡条件,阻力阻力臂都不变化,动力臂变小,则动力增大.
故答案为:D
【分析】杠杠上的动力臂减小时,动力变大。
2.【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码重1N.
A、将左右两边的钩码均向外移动一格,4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm,杠杆的左端下沉,故不符合题意;
B、在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,(4+1)N×3cm<(3+1)N×4cm,杠杆的右端下沉,故不符合题意;
C、将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变,(4﹣1)N×3cm>(3﹣1)N×4cm,杠杆的左端下沉,故不符合题意;
D、将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变,4N×(3﹣1)cm=(3﹣1)N×4cm,杠杆的平衡,故符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力和力臂的大小,进而确定钩码数量及位置。
3.【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】假设杠杆左边力臂是L左,右边力臂是L右,开始时,由杠杆平衡条件可得
解得,。将两边物重同时减少50N,杠杆左边有
杠杆右边有
由此可知,左边<右边,右端下沉。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】杠杆上的力臂不同时,改变相同的力,杠杆不再平衡。
4.【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】由图可知,OA>OB,当燃烧相同的蜡烛后,由于左侧减少的力与力臂的乘积较大,即FALOA>FBLOB,剩余蜡烛与相应力臂的乘积B端大于A端,根据杠杆平衡条件可知,A端上升,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】杠杆平衡时,力臂若不相同,力的大小不同,当改变的力相同时,杠杆不再平衡。
5.【答案】A
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设一个钩码重为G,一个格为l,由杠杆平衡条件可知初始状态
把杠杆的两端各加一个钩码,现在左边力与力臂的乘积为
右边力与力臂的乘积为
左边力与力臂的乘积小于右边力与力臂的乘积。故右端会下沉,BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据杠杆的平衡条件,计算杠杆上的力的大小,进而确定杠杆的运动状态。
6.【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题意可知,拉力F的方向始终是竖直向上的,阻力也就是下面物体的重力是始终不变的,杠杆的长度也始终没变,由几何知识可知拉力F在拉动杠杆从A到B的过程中,动力臂的长度在变大,同时阻力臂的长度也在变大,并且它们之比是一个定值,该值在杠杆运动过程中大小不变,再由杠杆平衡的条件可知
F是一个定值,前后大小不变。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据杠杆的平衡条件,当阻力和动力臂不变时,阻力臂变大,动力变大。
7.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.如图,杠杆左右两侧对应的力与力臂的乘积分别为
可知
松手后,杠杆左端会下沉,A不符合题意;
B.两侧钩码都向支点移动一格时
可知
松手后,杠杆能够在水平位置平衡,B符合题意;
C.在右侧钩码下增加一个钩码时
可知
松手后,杠杆右端会下沉,C不符合题意;
D.在两侧钩码下都增加一个钩码时
可知
松手后,杠杆能够在水平位置保持平衡,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据杠杆的平衡条件,结合力和力臂的变化,判断杠杆是否平衡。
8.【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】杠杆在A位置,轻质杠杆OA 中点悬挂重物,则阻力臂
在A 端施加一竖直向上的力F,则动力臂l1=OA
杠杆平衡条件可得Fl1=Gl2
杠杆在B位置时,由图可知:OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,由ΔOC′D∽ΔOA′B
得
由杠杆平衡条件可得F′×OA′=G×OC′
则F′= =G
由此可知,当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的力臂将变小,但力F的大小不变。B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用杠杆时,若拉力和重力方向平行,力臂的改变比值不变,力的大小不变。
9.【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持静止,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中F已经动力臂的变化如下图所示:
由上图可知,动力臂先增大,当动力与杠杆垂直时,此时动力臂最大,动力最小,后动力臂逐渐减小,动力逐渐增大。
故答案为:D。
【分析】由题意知,阻力和阻力臂不变,分析动力臂的变化,根据杠杆平衡条件判断动力的变化情况。
10.【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】阻力为硬棒的重力,大小不变,硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过θ后,力与杠杆不再垂直,所以动力臂变小,根据杠杆平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】杠杆位置改变时,根据实际情况判断动力臂和阻力臂有变化。
11.【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】原来平衡时, ,因为AO<BO,所以F1>F2,设移动相同的距离L,则A端: ,B端, ,∵ ,∴ , ,则杠杆的B端向下倾斜;
故答案为:B.
【分析】结合杠杆的动力、动力臂、阻力、阻力臂大小,求解两侧动力、动力臂的乘积和阻力、阻力臂的乘积,谁的乘积大就往哪边偏。
12.【答案】C
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过θ后,力与杠杆不再垂直,所以动力臂变小,A不符合题意;
B.杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件,即阻力为硬棒的重力,大小不变,硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,B不符合题意;
CD.根据杠杆平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,D不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】杠杆平衡时,如果阻力和阻力臂固定,根据杠杆的平衡条件可得,如果动力臂越大,那么动力就越小,如果动力臂越小,动力就越大。
13.【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置的过程中,动力臂的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂却逐渐增大;由杠杆的平衡条件可知Fl1=Gl2,当l1、G不变时,l2越大,那么F越大,因此拉力F在这个过程中逐渐增大。
故答案为:A。
【分析】杠杆平衡时,如果阻力和阻力臂固定,根据杠杆的平衡条件可得,如果动力臂越大,那么动力就越小,如果动力臂越小,动力就越大。
14.【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】AB.力臂是支点到力的作用点的线段,由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大,AB不符合题意;
CD.从①→②→③时动力臂先变大后变小,由图可知阻力等于钩码重力不变,在水平位置平衡所以阻力臂也不变,根据杠杆平衡的条件可知,弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】杠杆平衡时,如果阻力和阻力臂固定,根据杠杆的平衡条件可得,如果动力臂越大,那么动力就越小,如果动力臂越小,动力就越大。
15.【答案】C
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】由题知,当慢慢提升重物时,重力(阻力)不变,阻力臂增大(水平时最大),动力臂不变,即:G不变、l1不变,l2增大,根据杠杆的平衡条件 可知,力F逐渐变大,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据杠杆的平衡条件 ,判断力臂的变化,进而求出力的变化。
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