第五章 简单机械
一、选择题
1.以下给出的机械中,不属于简单机械的是(?? )
A.?定滑轮?????????????????????????????????B.?斜面?????????????????????????????????C.?手推车?????????????????????????????????D.?动滑轮
2.对于使用滑轮组,下列说法中正确的是( )
A.?不能省力,但可以改变用力方向???????????B.?可以省力,但不能改变用力方向C.?可以省力,同时又可省距离??????????????????D.?可以省力,同时可以改变用力的方向,但不能同时省距离
3.下图所示的机械中,一定不省力的是(??? )
A.?滑轮??????????????????????????????????????????????B.?扳手???C.?斜面?????????????????????????????D.?自行车把
4.下图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费力杠杆的是(??? )
A.?食品夹?????????????????????????????B.?瓶盖起子C.?钢丝钳子??????????????????????????????D.?羊角锤
5. 如图,下列常用工具中属于费力杠杆的是(? )
A.?开瓶起子???????????????????????????????????????B.?镊子C.?老虎钳??????????????????????????????????????????D.?订书机
6.如图所示,人对绳的自由端拉力F都相等,且物体都处于静止状态,不计滑轮重和摩擦,比较四个物体中重力最大的是( ).
A.?G1????????????????????????????????????????B.?G2????????????????????????????????????????C.?G3????????????????????????????????????????D.?G4
7. 在生产生活中,利用如图所示的简单机械时,一定费力的是(? )
A.?笤帚???????????????????????????????????????B.?斜面C.??滑轮组?????????????????????????????????????????????D.?羊角锤
8. 下列工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A.?定滑轮?????????????????????????????B.?钓鱼竿?????????????????????????????C.?托盘天平??????????????????????????????D.?开瓶起子
9. 如图所示,杠杆处于平衡状态,如果在物体A和B下端同时挂一个相同质量的钩码,下列判断正确的是( )
A.?杠杆不能平衡,左端下沉?????????B.?杠杆不能平衡,右端下沉?????????C.?杠杆仍能平衡?????????D.?无法判断
10.如图所示,用开瓶器在A处用力开启瓶盖,下列说法正确的是(?? )
A.?B点为开瓶器的支点????????????????????????????????????????????B.?开瓶器受到的阻力方向为竖直向上C.?使用开瓶器能省力??????????????????????????????????????????????D.?使用开瓶器能省功
11.如图所示,可绕O点转动的轻质杠杆,在D点挂一个重为G的物体M,用一把弹簧测力计依次在A,B,C三点沿圆O相切的方向用力拉,都使杠杆在水平位置平衡,读出三次的示数分别为F1、F2、F3 , 它们的大小关系是(?? )
A.?F1<F2<F3<G????????????????B.?F1>F2>F3>G????????????????C.?F1=F2=F3=G????????????????D.?F1>F2=F3=G
12.如图所示,—根铁棒在水平拉力F的作用下,以O点为转轴,由竖直位置逆时针匀速转向水平位置的过程中,动力F与动力臂L的大小变化是(???)
A.?F增大,L增大??????????????????B.?F减小,L减小??????????????????C.?F增大,L减小??????????????????D.?F减小,L增大
二、填空题
13.使用动滑轮可以________的力,但是要________的距离。(不考虑滑轮和绳子的重力,也不考虑摩擦)
14.一辆汽车不小心陷进入泥潭中,按如图所示的甲、乙两安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出.你认为甲方式中滑轮的作用是________;设两种方式将汽车拉出的力的大小分别是F甲、F乙;则F甲________?F乙(填““>”、“=”或“<”);如按乙方式,人拉绳头移动了1m,那么小汽车被拉动了________?m。
15. 如图所示,是某商店里使用的一种放在水平桌面上的案秤示意图.它的工作原理与天平相同,不过两臂长度不等.由图可知,该案秤秤杆的分度值为________?g,现将游码放在秤秆的“零刻度线”处,把被测物体放在左边的秤盘中,当该砝码盘上的槽码的质量为m1时,秤杆处于平衡状态;如果将被测物体和槽码对调位置,发现当左边的秤盘中槽码的质量为m2时,秤杆又处于平衡状态.那么,被测物体的质量为________.
16.如图所示,此装置是________(填“定”“动”)滑轮,使用它的好处是________;若要使重为20牛的物体匀速上升,则在竖直方向上需要加________牛的力.(不计摩擦和滑轮重)
17.使用定滑轮不________,但可以________,定滑轮在使用时,相当于一个________杠杆,使用动滑轮可以________,但不能________,动滑轮在使用时,相当于一个________杠杆.
18.图中,一位小朋友正帮助妈妈推石磨来磨豆浆.石磨由下扇(不动盘)和上扇(转动盘)组成,两扇磨的接触面上都錾(zàn)有排列整齐的磨齿,用以磨碎粮食.上扇有两个(小磨一个)磨眼,供漏下粮食用.通过观察,请写出小朋友站在离石磨较远端推磨是为了________.
19.古代的战争中,常常利用图中所示杠杆投掷“石弹”.在“投弹”时作用在A点的力沿方向时________最小(选填F1、F或F3).已知石球重120N,OA:OB=1:5,则作用在A点力的最小值为________N(不计杠杆自重及摩擦).
20.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C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,室外机的位置应尽量________?(选填“靠近”或“远离”)墙壁.
21. 使用简单机械可以给人们的生活带来便利.如图甲所示,旗杆的顶端安装着一个定滑轮,用来改变拉力的________;如图乙所示,把手尽量远离钢丝钳的转动轴,这是为了增大________,从而在使用时更加省力.
22.在探究杠杆平衡条件的实验中,某同学发现杠杆左端低右端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向________(选填“内”或“外”)调节;在杠杆的右边A处挂4个质量均为50g的砝码,如图所示,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆左边的B处竖直向下用________?N的力来拉(g=10N/kg).
三、实验探究题
23.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)实验前杠杆如图甲所示,应将杠杆左端的平衡螺母向________调节或将右端的平衡螺母向________调节,使其在________位置平衡;
(2)杠杆平衡后,小明同学按图乙装置进行实验,小华同学按图丙装置进行实验,你认为________同学实验方案更方便,理由是________
(3)如图丙,杠杆处于平衡状态,则测力计示数是________N.(每个钩码重力0.5N)
24.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向________调节(选填“左”或“右”,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量________。
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆________(选填“能”或”不能“)在水平位置保持平衡。
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转动b位置时,其示数大小将________。
(4)如图丁所示,已知每个钩码重0.5N,杠杆上每小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,拉力F的力臂大小________cm,弹簧测力计示数的大小为________N。
四、综合题
25.小芳探索人体内的杠杆,发现脖子里有一根杠杆,将脑袋往后仰时,颈关节相当于杠杆的支点,图1是她画的简化图,帮助人把脑袋往后仰的输出力、脖子后面的肌肉提供的输入力如图所示.
(1)请在图1中画出输入力的力臂;
(2)小明认为:杠杆在小芳画的输入力和输出力的作用下,该杠杆不能平衡.若要平衡,输出力必须如图2所示那样换为杠杆受到的阻力.你觉得________?(选填“小芳”或“小明”)的杠杆在如图所示两个力作用下能平衡;
(3)在上述正确的杠杆平衡图中,根据公式________?,可判断输入力________?输出力(选填“大于”、“等于”、“小于”).
26.如图所示,杠杆AOBC可绕O点自由转动,已知OA段长为5cm,OB段长为6cm,BC段长为8cm.现在A处挂上一重物G=10N,欲在杠杆上施加一最小动力,使其能在图示位置平衡.
(1)请做出此动力的方向.
(2)计算此力的大小?
答案解析
一、选择题
1.【答案】C
【解析】 :定滑轮、动滑轮是杠杆的变形,所以称为“杠杆类简单机械”.斜面是斜面类简单机械.手推车是多个简单机械的组合体. 故选C.【分析】凡能够改变力的大小或方向的装置统称“机械”.
2.【答案】D
【解析】 : 滑轮组可以省力,也可以改变力的方向,由功的原理可知,既省力又省距离的机械不存在,即不能省功.故选D.【分析】滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但省力一定费距离,不能省功.
3.【答案】A
【解析】 A、使用定滑轮时,不省力,但能改变力的方向,A符合题意;B、板手,是一个轮轴,轮半径大于轴半径,可以省力,B不符合题意;C、使用斜面是为了将物体升高,斜面越长越省力,C不符合题意;D、自行车把,也是一个轮轴,轮半径大于轴半径,可以省力,D不符合题意;故答案为:A。【分析】使用定滑轮时,可以改变力的方向,但不改变力的大小.
4.【答案】A
【解析】 :A、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确; B、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误;C、钢丝钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;D、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误.故选A.【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
5.【答案】B
【解析】 :A、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;B、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;C、老虎钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;D、订书机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;故选B【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.联系生活经验,要判断杠杆的类型,可依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系:若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则为等臂杠杆.
6.【答案】C
【解析】【分析】不计摩擦和滑轮重力,直接提升物体时F=G,使用滑轮组时,有几段绳子承担动滑轮和物体的重,拉力就是物重的几分之一,即F=G,可利用其公式变形G=nF进行判断.【解答】不计滑轮重及摩擦,人对绳的自由端拉力F都相等:甲图为定滑轮,所以物重G1=F,乙和丁图、由2段绳子承担动滑轮和物体的重,所以物重G2=2F,物重G4=2F,丙图、由3段绳子承担动滑轮和物体的重,所以物重G3=3F,从而可知,四个物体中重力最大的是G3 . 故选C.【点评】本题的关键有二:一是承担物重的绳子股数的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是利用好不计滑轮重、绳重和摩擦时,拉力和物重的关系F=G.
7.【答案】A
【解析】【解答】解:A、笤帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.故A正确;B、使用斜面可以省力.故B错误;C、使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向.故C错误;D、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.故D错误.故选:A.【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂.
8.【答案】D
【解析】【解答】解:A、定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆.B、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;C、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;D、开瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.故选D.【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆
9.【答案】B
【解析】【解答】解:原来杠杆平衡,则GA×L=GB×2L若在物体A和B下端同时挂一个相同质量的钩码,则左边=(GA+G)×L=GA×L+G×L;右边=(GB+G)×2L=GB×2L+2G×L,又GA×L=GB×2L,GL<2GL,所以:(GA+G)×L<(GB+G)×2L,杠杆将向右倾斜,ACD错误,B正确.故选B.【分析】判断出挂了钩码后左右两边力和力臂乘积的大小关系,判断出是否平衡及平衡状态的变化.
10.【答案】C
【解析】【解答】A.杠杆绕着转动的点叫支点,起瓶器绕C点转动,所以C点是支点,A不符合题意;B.阻力作用在B点,动力和阻力使杠杆转动的方向相反,所以开瓶器受到的阻力方向为竖直向下的,B不符合题意;C.起瓶器开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C符合题意;D.使用任何机械都不省功,因此使用开瓶器不能省功,D不符合题意.故答案为:C.【分析】杠杆绕着转动的点叫支点;阻力和动力使杠杆转动的方向相反;动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆;使用任何机械都不省功.
11.【答案】C
【解析】【解答】解:设拉力的力臂为L,则由题意可知,当杠杆在水平位置平衡时:G×OD=F×L 由此可得:F= 因为G,OD不变,OD=L=r,故F=G,由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径,相等,故F1=F2=F3=G故选:C【分析】利用杠杆平衡条件分析,当阻力和阻力臂不变时,如果动力臂不变,只改动用力方向,其动力不变,据此分析解答.
12.【答案】C
【解析】【解答】杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2);杠杆的支点如图所示,动力为F,阻力为杠杆的重力,分别画出杠杆在竖直、水平两位置的阻力G的力臂L2、动力F的力臂L1 , 阻力G不变,分析L2和L1的变化,从而判断出动力F的变化。(1)当杠杆竖直时,动力F、阻力G、动力臂L1、阻力臂L2如下图所示: 由于重力的方向也竖直向下,因此重力的作用线穿过支点,因此阻力臂L2为零;动力臂为整个杠杆的长度,如图中L1所示;(2)当杠杆被拉到水平位置时,动力F′、阻力G、动力臂L1′、阻力臂L2′如下图所示: 由图可见,阻力臂变成了L2′,变大了;动力水平,动力作用线穿过支点,动力臂L1′为零(3)杠杆由竖直被拉到水平时,阻力不变,阻力臂增大,动力臂减小,根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,因此动力增大故选C。【分析】此类题目解答关键在于认为杠杆在转动的过程中是平衡的,然后分析杠杆从一个位置变化到另一个位置的过程中力臂是否变化,再根据杠杆的平衡条件对动力的变化做出判断。
二、填空题
13.【答案】省一半;多费一倍
【解析】【解答】动滑轮实质当于一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆;所以在不考虑滑轮和绳子的重力,也不考虑摩擦时,使用动滑轮可以省一半力,多费一倍的距离。故答案为:省一半;多费一倍。【分析】动滑轮可以省力,但费距离.
14.【答案】改变力的方向;>;0.5
【解析】【解答】甲中使用的是定滑轮,不省力,但要改变用力的方向,乙中使用的是动滑轮,可以省力,但费一倍的距离,人拉绳头移动了1m,那么小汽车被拉动了 0.5m.故答案为:改变力的方向;>;0.5.【分析】根据定滑轮和动滑轮的特点分析.
15.【答案】50;
【解析】【解答】解:(1)由图知,案秤秤杆是将200g分成4份,每一份为50g,则该案秤秤杆的分度值为50g;(2)设被测物体的质量为m, 当把被测物体放在左边的秤盘中,由秤杆平衡可得:mgL1=m1gL2 , ∴ = ,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①如果将被测物体和槽码对调位置,由秤杆平衡可得:m2gL1=mgL2 , ∴ = ,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得:= ,∴m= .故答案为:50; .【分析】(1)由秤杆的刻度结合实际情况得出案秤秤杆的分度值;(2)设被测物体的质量为m,当把被测物体放在左边的秤盘中,砝码盘上的槽码的质量为m1时,秤杆处于平衡状态,据此可知关系式①:mgL1=m1gL2;如果将被测物体和槽码对调位置,当左边的秤盘中槽码的质量为m2时,秤杆处于平衡状态,据此可知关系式②:m2gL1=mgL2;由①②联立方程组就得m的大小.
16.【答案】动;能够省一半的力;10
【解析】【解答】解:提升物体时,滑轮和物体一起移动,是动滑轮.使用动滑轮不能改变用力的方向,但能够能够省一半的力; 不计滑轮的重力和摩擦时,F= G= ×20=10N.故答案为:动;能够省一半的力;10.【分析】(1)固定不动的滑轮是定滑轮,使用定滑轮时,不计摩擦和绳重时,F=G;(2)滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮,使用动滑轮时,它的好处是能够省力,不计滑轮重、绳重和摩擦,F= G.
17.【答案】省力;改变力的方向;等臂;省力;改变力的方向;省力
【解析】【解答】解:使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向,定滑轮在使用时,相当于一个等臂杠杆,使用动滑轮可以省力,但不能 改变力的方向,动滑轮在使用时,相当于一个省力杠杆. 故本题的答案为:省力,改变力的方向,等臂,省力,改变力的方向,省力【分析】要解答本题需掌握:定滑轮相当于一等臂杠杆,不 能省力;而动滑轮相当于一省力杠杆.
18.【答案】增大动力臂,来减小动力
【解析】【解答】根据杠杆平衡的条件可知,阻力臂和阻力大小一定,动力臂越长,动力越小,越省力,所以小朋友站在离石磨较远端推磨是为了增大动力臂,来减小动力.故答案为:增大动力臂,来减小动力.【分析】本题考查了学生对杠杆平衡条件的理解和掌握,离石磨较远端推磨是为了增大动力臂,来减小动力,根据实际生活经验分析.
19.【答案】F2;600
【解析】【解答】解:(1)利用如图所示杠杆投掷“石弹”,在“投弹”时阻力和阻力臂一定,要想动力最小,必须动力臂最长,图中的力沿F2方向时,动力臂最长,动力最小;(2)根据杠杆平衡条件可得:G×OB=F2×OA, 所以作用在A点力的最小值:F2= = =600N.故答案为:F2;600.【分析】(1)阻力和阻力臂一定时,动力和动力臂成反比,要想动力最小,必须动力臂最长;(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2求出最小的动力.
20.【答案】200;靠近
【解析】【解答】解: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C点倾翻;C点是支点,空调受到重力而作用在支架上的力是阻力,在阻力与阻力臂一定的情况下,由杠杆平衡条件可知,动力臂越大,动力越小,F×AC=G×AB;F×30cm=300N××40cm;所以F=200N;为了安全,室外机的位置应尽量靠近墙壁,以减小阻力臂,从而减小A处的拉力.故答案为:200;靠近.【分析】根据杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂一定的情况下,动力臂越大,动力越小,力越小,空调越牢固,据此根据图示情景分析答题.
21.【答案】方向;动力臂
【解析】【解答】解:国旗杆上的滑轮为定滑轮,定滑轮不能省力,但可以改变用力的方向,利用它来升国旗,可以改变施加力的方向;把手尽量远离钢丝钳的转动轴,这样增大了动力臂,使其用起来更加省力. 故答案为:方向;动力臂.【分析】解决此题要知道:(1)定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向.(2)根据杠杆的平衡条件,在使用杠杆时,动力臂越长越省力.
22.【答案】内;1.5
【解析】【解答】解:(1)在实验中,发现杠杆左端偏低,可将左端的平衡螺母向内调节或将右端的平衡螺母向外调节.(2)设杠杆每一个小格代表L,右边阻力臂L2=3L,F2=mg=50g×4×10﹣3kg×10N/kg=2N;左边动力臂L1=4L, 根据杠杆平衡条件F1L 1=F2L 2得:2N×3L=F1×4L,解得:F1=1.5N.故答案为:内;1.5.【分析】(1)根据杠杆的平衡条件可知,杠杆倾斜时,杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端,左、右两端的螺母(或一端的螺母)要向杠杆上翘的一端调节,使杠杆在水平位置平衡,这样避免了杠杆重力对杠杆平衡产生的影响,同时便于测量力臂.(2)把钩码对杠杆的作用看成阻力,把在B端施加的力看成动力,知道力臂大小,根据杠杆平衡条件,求出在B端施加的力.
三、实验探究题
23.【答案】(1)右;右;水平(2)小华;便于直接读出力臂大小(3)4
【解析】【解答】(1)杠杆右端下沉,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆两端的螺母向左调;在探究杠杆的平衡条件时,实验前首先应调节杠杆两端的螺母,直到杠杆在水平位置平衡; (2)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此小华实验设计的好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,力臂直接从杠杆上直接读取;(3)由图可知,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知:F2= ?= ?=4N.【分析】探究杠杆的平衡条件时,通过调节力和力臂的大小使杠杆平衡,当动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积相等时,杠杆平衡.
24.【答案】(1)右;力臂的大小(2)6;不能(3)变大(4)4;3
【解析】【解答】解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;(2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:FALA=FBLB , 即4G×3L=FB×2L,解得FB=6G,需挂6个钩码;若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧4G×4L=16GL,右侧6G×3L=18GL,因为16GL<18GL 杠杆不能平衡;(3)保持B点不变,若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大;(4)当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,此时动力臂等于OC= ×4×2cm=4cm;根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得F1= 。故答案为:(1)右;力臂的大小;(2)6;不能;(3)变大;(4)4;3。【分析】(1)调节杠杆平衡时,无论调节哪边的平衡螺母,都是想杠杆上翘的哪边移动;当杠杆在水平位置平衡时,挂在杠杆上的物体对杠杆的作用力的力臂在杠杠上;(2)根据杠杆的平衡条件求解;(3)先分析动力臂的变化情况,再根据杠杆的平衡条件分析判断;(4)先根据在直角三角形中30°的角所对的直角边是斜边的一半求出动力臂的大小,再根据杠杆的平衡条件求解。
四、综合题
25.【答案】(1)解:如图: (2)小明(3)F1L1=F2L2;大于
【解析】【解答】解:(1)过支点O作垂直于输入力的作用线的垂线,即为力臂;如图所示:?(2)由图可知,输入了方向向下,则输出力一段向上翘,为了杠杆平衡,阻力的方向应该是斜向下的,所以小明的杠杆在如图所示两个力作用下能平衡;(3)由图可知,输入力的力臂小于输出力的力臂,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,输入力大于输出力.故答案为:(1)见下图: (2)小明;(3)F1L1=F2L2;大于.【分析】(1)力臂是支点到力的作用线的距离;(2)阻力是阻碍杠杆运动的力;(3)杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析.
26.【答案】(1)解:根据杠杆的平衡条件,要使力最小,则动力臂应最长,即连接OC为最长的力臂,力的方向与OC垂直且向下,如图所示: (2)解:在直角三角形OBC中,斜边OC= = =10cm, 由杠杆的平衡条件得,力的大小为:F= = =5N
【解析】【分析】由杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,知阻力×阻力臂是定值时,当力臂最大时,即力臂为OC时,力是最小的.