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动态杠杆综合练习
1.(2021?天津模拟)用如图所示的杠杆提升重物,如果作用在A端的力F始终垂直于杠杆,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中(不超过水平位置),力F的大小将( )
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.保持不变
D.先变大,后变小
第1题图
第2题图
第3题图
第4题图
2.(2021?马山县一模)如图所示的杠杆提升重物G,杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力的大小将( )
A.逐渐变小
B.逐渐变大
C.不变
D.无法确定
3.(2021?昌乐县二模)如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中( )
A.F变大
B.F先变大后变小
C.F变小
D.F先变小后变大
4.(2021?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
5.(2021?遵化市模拟)如图,左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变测力计与水平方向的角度θ,使杠杆水平方向平衡,选项中能描述测力计示数F与θ关系的大致图象是( )
A.
B.
C.
D.
6.(2021?大连一模)如图所示,长1米的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上套一滑环,用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动,并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F与滑环离开O点的距离s之间的关系图象为( )
A.
B.
C.
D.
7.(2021?中山区二模)如图所示,一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上,现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中,力F作用在B端且始终垂直于AB向上。设铁棒重力的力臂为L,则在将铁棒竖起的过程中,下列F与L的关系图象是( )
A.
B.
C.
D.
8.(2021?商南县模拟)如图所示,是建筑工地吊车的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动:伸缩撑杆为圆弧;伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,下列关于这个吊车的有关说法正确的是( )
A.使用这种吊车,好处是可以少做功
B.吊臂是一个省力杠杆
C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小
D.匀速项起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力的力臂逐渐减小
第8题图
第9题图
第10题图
9.(2021?仪征市二模)如图所示,一根重木棒在A点的拉力F的作用下以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转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,则( )
A.F沿水平方向时,l减小、F逐渐变大、M减小
B.F沿竖直方向时,l减小、F不变、M变大
C.F作用在A点时杠杆一定时省力杠杆
D.F无论沿哪个方向M均变大
10.(2020秋?庐江县期末)小华用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,他将两个钩码悬挂在B点,在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦)( )
A.在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大
C.仅将拉力的作用点从A点移到C点,杠杆的机械效率不变
D.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,拉力做的总功变大
11.(2021?碑林区校级三模)如图所示,用始终与杠杆垂直的力F将车厢挡板从由图示位置转到A位置的过程中,力F的大小变化情况是( )
A.一直变大
B.一直变小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
第11题图
第12题图
12.(2021春?江陵县校级期末)重为G的均匀木棒竖直悬挂于O点,在其下端始终施一水平方向拉力F,让木棒沿逆时针方向缓慢旋转到水平位置。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逐渐减小
13.(2021?义乌市一模)下面四种情形中,若杠杆始终保持平衡状态且不计甲、乙、丁杠杆的自重,则对所施加力的大小变化情况作出的判定正确的是( )
A.甲:用一个始终垂直于杠杆的力提升重物,所施加的力将先变小后变大
B.乙:杠杆始终静止,F1经顺时针方向到F2过程中将先变小后变大
C.丙:用一个始终竖直向上的力提升重棒,所施加的力将大小不变
D.丁:用一个始终水平向右的力提升重物,所施加的力先变小后变大
14.(2021?梅列区一模)如图AB为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳子作用一个拉力F,使杠杆平衡,保持重物不动,而使绳绕A点沿图中虚线从竖直位置C顺时针缓慢转动到D位置,则以下判断正确的是( )
A.F变大
B.F变小
C.F不变
D.无法判断
第14题图
第15题图
第16题图
15.(2021?福建一模)如图所示,有一轻质木板(质量忽略不计),左端可绕O点转动,长为L,右端放一重为G的物块,并用一竖直向上的力F拉着。当物块向左匀速滑动时,木板始终在水平位置保持静止,则如图表示拉力F与物块运动时间t的关系图中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
16.(2020?丹阳市一模)如图所示,匀质木板AB可绕固定在墙上的B点上下转动,水平力F推着物块C,在粗糙地面上由A向B缓慢运动过程中,推力F将( )
A.大小不变
B.逐渐增大
C.逐渐减小
D.先增加后减小
17.(2020?钦州一模)如图所示,直杆OA的下端挂一重物G且可绕O点转动。现用一个始终与直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置,则拉力F大小的变化情况是( )
一直变小
B.一直不变
C.一直变大
D.先变小后变大
第17题图
第18题图
第19题图
18.(2021?柳州一模)如图所示,一较重的光滑长直均匀杆AB,A端支在墙角处不动,开始时小张用肩膀在距B端较近的P处扛起AB杆,此后小张持原有站姿,向左缓慢移动,使AB杆逐渐竖起。在竖起AB杆的过程中,小张的肩膀对杆的作用力( )
A.越来越小
B.越来越大
C.一直不变
D.先增大后减小
19.(2021春?海安市期末)如图所示,一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直面内转动,木板下垫有长方形木块C,恰好使木板水平放置。现有水平拉力F拉木块C,在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中,拉力F将( )
A.变小
B.不变
C.逐渐增大
D.先减小后增大
20.(2021秋?宁乡市期末)小明在探究杠杆平衡条件时,实验中杠杆始终处于水平平衡状态,如图,若在右端从1位置→2位置逐渐改变弹簧测力计拉力的方向,则拉力的变化情况是( )
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先变小后变大
D.先变大后变小
第20题图
第21题图
第22题图
21.(2021春?双城区期末)如图所示,两端分别站着一个大人和一个小孩,杠杆平衡。如果他们同时都以相同的速度向支点缓慢走,杠杆将( )
A.小孩那端下沉
B.大人那端下沉
C.仍保持平衡
D.无法确定
22.(2020?衡阳县自主招生)如图所示,某轻质杆AOB可绕O点在竖直平面内转动,且OA与OB的夹角始终保持不变,A端通过细绳系一质量为0.3kg的秤盘,B端固定一平衡球。当秤盘中不放物品时,OA杆恰好成水平,OB杆与竖直方向夹角为α(α=30°);当秤盘中放入一物体时,OB与竖直方向的夹角增大了60°,那么该物体的质量为:( )
A.0.3
kg
B.0.6kg
C.0.9
kg
D.1.2
kg
23.(2020秋?江阴市期中)如图,足够长的杠杆上放着的两个球(m1>m2),杠杆在水平位置平衡,若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间,则杠杆( )
A.仍能平衡
B.不能平衡,大球那端下沉
C.不能平衡,小球那端下沉
D.无法确定
第23题图
第24题图
第25题图
24.(2021春?金华月考)如图所示杠杆AOB能绕O点转动(杆重和摩擦均不计),已知OA=L1,OB=L2,F1与OA垂直,F2与OB垂直,且F1L1=F2L2,则此杠杆在F1和F2作用下的状态( )
A.一定静止
B.一定匀速转动
C.可能静止或匀速转动
D.一定变速转动
25.(2021?湖州模拟)甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山,木箱的悬点恰好在抬杠的中央。如图所示,则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是( )
A.F甲=F乙
B.F甲>F乙
C.F甲<F乙
D.已知条件不足,所以无法判断
26.(2021?安徽二模)如图所示,不等臂杠杆(l1>l2)两端挂着质量为m1,m2的吊盘(包括重物),杠杆水平平衡,杠杆自重和摩擦力不计,若将两吊盘向支点O点移近相同的距离△l,则( )
A.杠杆仍保持平衡
B.杠杆右端向下倾斜
C.要使杠杆恢复水平平衡需再往某侧吊盘中加入重物,其质量为(m2﹣m1)
D.要使杠杆恢复水平平衡需再往某侧吊盘中加入重物,其质量为(m2﹣m1)
27.(2020?苏州模拟)如图所示,质量分布不均匀的木条AB重24N,A、B是木条两端,O、C是木条上的两个点,AO=BO,AC=OC,弹簧测力计甲的示数是6N,现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点,此时弹簧测力计乙的示数是( )
A.8N
B.12N
C.16N
D.18N
第27题图
第28题图
第29题图
28.(2020?西湖区校级模拟)自制一个密度秤,其外形跟杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一个铁块,秤砣放在A处时秤杆恰好平衡,把铁块浸没在待测密度的液体中,移动秤砣,便可直接在杆上读出液体的密度,下列说法中错误的是( )
A.密度秤刻度零点在A
B.由O向A,秤杆上刻度值应逐渐减小
C.密度秤的刻度都在A点的右侧
D.此密度秤不能测量水银的密度
29.(2020?西湖区校级模拟)如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动,杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等,杆AB的重力不计,柱形物体较重。若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直,则杆从水平位置缓慢转动45°角的过程中,动力F大小的变化是( )
A.增大
B.先减小后增大
C.先增大后减小
D.减小
30.(2021?西湖区校级自主招生)在一次校运动会,小明骑一质量为m的独轮车,以速度v匀速通过一重为G、长为L的水平独木桥,独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,如图所示。设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t=0),下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受压力FB与时间t的函数关系?(不考虑独木桥的形变)( )
A.
B.
C.
D.
31.(2020秋?江宁区校级月考)如图所示,密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分OB是尺长的三分之一,当在B端挂10N的重物P时,直尺A端刚刚开始翘起,则此直尺的重力为( )
A.5
N
B.10
N
C.20
N
D.无法确定
第31题图
第32题图
第33题图
32.(2020秋?仪征市期中)如图所示,在杠杆OA上的B点悬挂一重物G,A端用细绳吊在小圆环E上,小圆环E在圆弧CD上可以自由滑动,且细绳AE长等于圆弧CD的半径,此时杠杆恰好成水平状态,A点与圆弧CED的圆心重合。E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的过程中,下列说法正确的是( )
A.吊绳对A端的作用力大小将由小变大,再由大变小
B.吊绳对A端的作用力大小将保持不变
C.吊绳对A端的作用力大小与其力臂的乘积将由大变小,再由小变大
D.吊绳对A端的作用力大小与其力臂的乘积将保持不变
33.(2020秋?无锡期中)如图所示,可绕
O
点转动的轻质杠杆,在
D
点挂一个物体
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,每
次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
B.F1>F2>F3
C.F1=F2=F3
D.F1>F2=F3
34.(2021?广州)AC硬棒质量忽略不计,在棒的B、C两点施加力F1、F2,F2的方向沿OO′线,棒在如图所示位置处于静止状态,则( )
A.F1<F2
B.F1=F2
C.F1力臂小于s1
D.F2方向沿OO′线向下
第34题图
第35题图
35.(2020?浉河区校级模拟)如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1800N,且AB=1.8m,BD=0.6m,CD=0.4m,则要撬动该石块所用的最小的力应不小于( )
A.600N
B.400N
C.200N
D.150N
36.(2020?新疆模拟)如图所示,一质量分布均匀的圆柱体,重力为G,半径为R,要将圆柱体推上高为0.4R的台阶,所需最小力为( )
A.0.3G
B.0.4G
C.0.5G
D.0.6G
第36题图
第37题图
第38题图
37.(2021?巴州区一模)用如图甲小车,搬运煤气罐上楼,比直接扛上楼要省力的多。如图乙是小车实际搬运煤气罐上楼的情形。如果要使小车上一个台阶,正确的操作顺序是手握小车把手K,将力作用在K上,改变用力的方向就可完成。那么上一个台阶,合理的支点顺序是( )
A.a-b-c
B.b﹣c﹣a
C.c﹣b﹣a
D.b﹣a﹣c
38.(2021?潍坊模拟)如图所示,活塞式抽水机手柄可以看做是绕O点转动的杠杆。它在动力F1和阻力F2的作用下,处于平衡状态,要想最省力应使F1沿着那个方向?( )
A.由C指向F
B.由C指向D
C.由C指向E
D.由C指向O
39.(2020秋?高邮市期中)如图所示,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布不均匀的木条AB重48N,A、B是木条的两个端点,O、C是木条上的两个点,AO=BO,AC=OC.A端放在托盘秤甲上,B端放在托盘秤乙上,托盘秤甲的示数是12N,可以将木条AB看作杠杆,则此时杠杆的支点为 点(A/B/C)。现移动托盘秤甲,让C点放在托盘秤甲上,此时托盘秤乙的示数是
,此时杠杆的支点为
点(A/B/C)。
第39题图
第40题图
40.(2020?麻城市校级模拟)如图所示,质量为M,半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动,AB是它的直径,O是它的圆心,重力加速度为g。现在薄板上挖去一个直径为R的圆,则圆板的重心将从O点向左移动
R的距离,在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡,此时AB恰处于水平位置,则F=
。
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精品试卷·第
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参考答案与试题解析
1.用如图所示的杠杆提升重物,如果作用在A端的力F始终垂直于杠杆,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中(不超过水平位置),力F的大小将( )
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.保持不变
D.先变大,后变小
【解答】解: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;∵FL1=GL2;∴力F逐渐变大;故选:A
2.如图所示的杠杆提升重物G,杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力的大小将( )
A.逐渐变小
B.逐渐变大
C.不变
D.无法确定
【解答】解:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力变大。故选:B
3.如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中( )
A.F变大
B.F先变大后变小
C.F变小
D.F先变小后变大
【解答】解:由图可知,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变大,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力逐渐变大。故选:A
4.一根粗细均匀的木棒,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
【解答】解:以与地面接触点为支点,设与墙壁接触点与地面的距离为h,与地面接触点与墙壁距离为L,根据杠杆平衡条件,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,故弹力F增加,故B正确。故选:B
5.如图,左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变测力计与水平方向的角度θ,使杠杆水平方向平衡,选项中能描述测力计示数F与θ关系的大致图象是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:当测力计与水平方向的角度从0°逐渐增加到90°时,动力臂越来越大,动力越来越小;当测力计和杠杆垂直时,此时动力臂最大,动力最小;当测力计与水平方向的角度从90°逐渐增加到180°时,动力臂越来越小,动力越来越大;所以,测力计的示数F先减小,后增大,故AC错误;当θ为0°或180°时,动力作用线过支点,动力臂为0,杠杆不能平衡,所以θ不能为0°或180°,故B正确,D错误。故选:B
6.如图所示,长1米的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上套一滑环,用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动,并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F与滑环离开O点的距离s之间的关系图象为( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:由题意可知,杠杆是粗细均匀的一只金属杆,重心在杠杆的中点,即阻力和阻力臂是保持不变的,离开O点的距离s为动力臂,根据杠杆的平衡条件可知,Fs=GLG,则动力为:F=,即F与S成反比,所以图象B是正确的。故选:B
7.如图所示,一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上,现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中,力F作用在B端且始终垂直于AB向上。设铁棒重力的力臂为L,则在将铁棒竖起的过程中,下列F与L的关系图象是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起,A为支点,力F作用在B端且始终垂直于AB向上,故动力臂大小始终等于AB,阻力为铁棒AB的重力,根据杠杆的平衡条件:F×AB=G×L,则有:F=×G,因G和AB大小均为定值,故F与L成正比,因此F与L的关系图象是过原点的直线,只有D正确;故选:D
8.如图所示,是建筑工地吊车的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动:伸缩撑杆为圆弧;伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,下列关于这个吊车的有关说法正确的是( )
A.使用这种吊车,好处是可以少做功
B.吊臂是一个省力杠杆
C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小
D.匀速项起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力的力臂逐渐减小
【解答】解:A、杠杆是一种机械,使用任何机械都不省功。故A错误;B、如图画出动力臂和阻力臂:;由图可知,动力臂L1小于阻力臂L2,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,是费力杠杆,故B错误。CD、吊车吊起货物的过程中,阻力不变,阻力臂减小,动力臂不变,动力减小,所以支持力逐渐变小。故C正确,D错误。故选:C
9.如图所示,一根重木棒在A点的拉力F的作用下以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转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,则( )
A.F沿水平方向时,l减小、F逐渐变大、M减小
B.F沿竖直方向时,l减小、F不变、M变大
C.F作用在A点时杠杆一定时省力杠杆
D.F无论沿哪个方向M均变大
【解答】解:AB、如左图,l为动力臂OE,L为阻力臂OM,由杠杆的平衡条件得:Fl=GL;以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,l不断变小,L逐渐增大,阻力G不变;
根据杠杆的平衡条件,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂之积,因为阻力臂之变大,而阻力G不变,故动力与动力臂的乘积M变大,A错误;如上右所示,F沿竖直方向时,动力臂l变大,B错误;C、在左图中,当动力臂OE小于阻力臂OM时,为费力杠杆,C错误;D、右图中,因阻力G不变,而阻力臂变大,阻力臂与阻力的乘积变大,根据杠杆的平衡条件,即M变大;由上知,左图中M变大,故F无论沿哪个方向M均变大,D正确。故选:D
10.小华用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,他将两个钩码悬挂在B点,在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦)( )
A.在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大
C.仅将拉力的作用点从A点移到C点,杠杆的机械效率不变
D.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,拉力做的总功变大
【解答】解:A、若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动,阻力不变,动力臂减小,阻力臂变小,如下图所示:
△OBB′∽△OAA′,所以=,所以动力臂与阻力臂的比值不变,因为阻力不变,根据杠杆的平衡条件知,弹簧测力计的示数应该不变,故A错误;B、克服杠杆重力做的功为额外功,仅增加钩码的个数,杠杆重力和杠杆上升的高度不变,拉力所做的额外功不变,故B错误;C、仅将拉力的作用点从A点移到C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,则有用功不变,额外功也不变,总功不变,根据η=可知,效率不变,故C正确;D、仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,有用功不变;
钩码由B到C,上升高度不变,根据数学关系可知,杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,所以拉力做的总功变小,故D错误。故选:C
11.如图所示,用始终与杠杆垂直的力F将车厢挡板从由图示位置转到A位置的过程中,力F的大小变化情况是( )
A.一直变大
B.一直变小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
【解答】解:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将杠杆缓慢地由最初位置拉到竖直位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂先变大后变小,因此动力先增大后减小。故选:C
12.重为G的均匀木棒竖直悬挂于O点,在其下端始终施一水平方向拉力F,让木棒沿逆时针方向缓慢旋转到水平位置。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逐渐减小
【解答】解:杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件,即阻力为木棒的重力,大小不变,木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过一定角度后,重力力臂(阻力臂为L′2变大);故B错误;当木棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过一定角度后,力与杠杆不再垂直,所以动力臂为L1变小;故A错误;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,所以动力逐渐变大,故C正确,D错误。故选:C
13、下面四种情形中,若杠杆始终保持平衡状态且不计甲、乙、丁杠杆的自重,则对所施加力的大小变化情况作出的判定正确的是( )
A.甲:用一个始终垂直于杠杆的力提升重物,所施加的力将先变小后变大
B.乙:杠杆始终静止,F1经顺时针方向到F2过程中将先变小后变大
C.丙:用一个始终竖直向上的力提升重棒,所施加的力将大小不变
D.丁:用一个始终水平向右的力提升重物,所施加的力先变小后变大
【解答】解:A、根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力变大;当杠杆从水平位置拉到最终位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,所以动力变小。故动力先变大后变小,故A错误;B、杠杆始终保持平衡,阻力和阻力臂不变,动力臂一开始垂直于杆,动力臂最大,之后动力沿顺时针方向转动,动力臂变小,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力会一直变大,故B错误;C、用一个始终竖直向上的力提升重棒,如图所示;
;
在提升的过程中,阻力不变,阻力臂变小,动力臂也变小;物体的重心在杠杆的中心,则动力臂始终为阻力臂的2倍,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力的大小不变,故C正确;D、用一个始终水平向右的力提升重物,此时阻力不变,阻力臂变大,动力臂变小,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力变大,故D错误。故选:C
14.如图AB为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳子作用一个拉力F,使杠杆平衡,保持重物不动,而使绳绕A点沿图中虚线从竖直位置C顺时针缓慢转动到D位置,则以下判断正确的是( )
A.F变大
B.F变小
C.F不变
D.无法判断
【解答】解:已知阻力(物重)不变,阻力臂(OB)不变;由杠杆的平衡条件F动L动=F阻L阻可得:F动=,在F阻L阻不变的情况下,动力臂越长越省力,动力臂越小越费力;由图知,在竖直位置C时,拉力的方向竖直向下,此时OA是最长动力臂,则根据上面分析可知,此时动力F最小;当绳沿图中虚线从竖直位置C位置沿逆时针方向旋转到D位置时,动力臂逐渐变小,则动力F逐渐变大;故选:A
15.如图所示,有一轻质木板(质量忽略不计),左端可绕O点转动,长为L,右端放一重为G的物块,并用一竖直向上的力F拉着。当物块向左匀速滑动时,木板始终在水平位置保持静止,则如图表示拉力F与物块运动时间t的关系图中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:如图,左端可绕O点转动,由于木板始终在水平位置保持静止,则动力臂为OA=L,杠杆受到物体的压力(阻力)F′=G,阻力臂为OB,OB=OA﹣vt=L﹣vt,根据杠杆平衡条件可得:F×OA=F′×OB=G×(OA﹣vt),即:F×L=G×(L﹣vt),所以,F=G﹣t,由此可知,当t=0时,F=G;当t增大时,F减小;故选:A
16.如图所示,匀质木板AB可绕固定在墙上的B点上下转动,水平力F推着物块C,在粗糙地面上由A向B缓慢运动过程中,推力F将( )
A.大小不变
B.逐渐增大
C.逐渐减小
D.先增加后减小
【解答】解:以杆为研究对象,杆受重力G和物块C对它的支持力F支,两力臂如图所示:
根据杠杆平衡条件可得:F支?L支=G?LG,水平力F由A向B缓慢匀速推动木块,F支的力臂在减小,重力G及其力臂LG均不变,所以根据杠杆平衡条件可知,在整个过程中支持力在逐渐增大;由于支持力逐渐变大,且力的作用是相互的,所以可知杆对物体C的压力也逐渐变大,根据影响摩擦力大小的因素可知,C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大,由力的平衡条件知,水平推力F也逐渐增大,故B正确。故选:B
17.如图所示,直杆OA的下端挂一重物G且可绕O点转动。现用一个始终与直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置,则拉力F大小的变化情况是( )
A.一直变小
B.一直不变
C.一直变大
D.先变小后变大
【解答】解;由图可知动力F1的力臂始终保持不变,物体的重力G始终大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂l2逐渐增大,根据F1l1=Gl2知,F1一直增大。故选:C
18.如图所示,一较重的光滑长直均匀杆AB,A端支在墙角处不动,开始时小张用肩膀在距B端较近的P处扛起AB杆,此后小张持原有站姿,向左缓慢移动,使AB杆逐渐竖起。在竖起AB杆的过程中,小张的肩膀对杆的作用力( )
A.越来越小
B.越来越大
C.一直不变
D.先增大后减小
【解答】解:下面图1中,O为支点,G为均匀杆AB的重力,作用点在其中心,小张的肩膀对杆的作用力为动力F,OP为动力臂,根据杠杆的平衡条件可得F动L动=GL阻,则F动=×G﹣①,
开始时,动力臂为OP,阻力臂为OH,OP>OH,则由①可知F动<G;
由题意可知,扛起AB杆过程中,小张保持原有站姿,向左缓慢移动(动力作用点也向左移动),使AB杆逐渐竖起,图2中,在AB杆逐渐竖起的过程中,当动力臂为OD,阻力臂为OC,OD=OC,由①知,F动=G;图3中,在AB杆逐渐竖起的过程中,当动力臂为OB,阻力臂为OE,OB>OE,由①知,F动<G;故小张的肩膀对杆的作用力先增大后减小,只有D正确。故选:D
如图所示,一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直面内转动,木板下垫有长方形木块C,恰好使木板水平放置。现有水平拉力F拉木块C,在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中,拉力F将( )
A.变小
B.不变
C.逐渐增大
D.先减小后增大
【解答】解:以杆为研究对象,杆受重力G和C对它的支持力F支,两力臂如图所示:
根据杠杆平衡条件可得:F支?L支=G?LG,
水平力F由B向A缓慢拉动木块,F支的力臂增大,重力G及其力臂LG均不变,所以根据杠杆平衡条件可知,在整个过程中支持力在逐渐减小;由于支持力逐渐变小,且力的作用是相互的,所以可知杆对物体C的压力也逐渐变小,根据影响摩擦力大小的因素可知,C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐减小,由力的平衡条件知,水平拉力F也逐渐减小,故A正确。故选:A
20.小明在探究杠杆平衡条件时,实验中杠杆始终处于水平平衡状态,如图,若在右端从1位置→2位置逐渐改变弹簧测力计拉力的方向,则拉力的变化情况是( )
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先变小后变大
D.先变大后变小
【解答】解:由图知,测力计在竖直位置时,其动力臂最长;因此测力计由1→2的过程中动力臂先变大后变小,根据杠杆平衡条件可知,测力计的示数先变小后变大。故选:C
21.如图所示,两端分别站着一个大人和一个小孩,杠杆平衡。如果他们同时都以相同的速度向支点缓慢走,杠杆将( )
A.小孩那端下沉
B.大人那端下沉
C.仍保持平衡
D.无法确定
【解答】解:原来杠杆在水平位置平衡,大人的重力大,即:G1>G2,根据杠杆的平衡条件可知:
G1?L1=G2?L2,当两人向支点移动相同的距离,则G1?L1这个乘积减少的多,剩余的值小;G2?L2这个乘积减少的少,剩余的值大,所以(小孩)G2所在的那端下沉。故选:A
22.如图所示,某轻质杆AOB可绕O点在竖直平面内转动,且OA与OB的夹角始终保持不变,A端通过细绳系一质量为0.3kg的秤盘,B端固定一平衡球。当秤盘中不放物品时,OA杆恰好成水平,OB杆与竖直方向夹角为α(α=30°);当秤盘中放入一物体时,OB与竖直方向的夹角增大了60°,那么该物体的质量为:( )
A.0.3
kg
B.0.6kg
C.0.9
kg
D.1.2
kg
【解答】解:当秤盘中不放重物时,OA水平,OB与竖直方向成30°夹角,根据杠杆的平衡条件可得出两侧的力矩平衡,可表示为:m盘×g×OA=mB×g×sin30°×OB﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;当盘中放入重物后,OB旋转了60°,则OB′水平,OA′与竖直方向的夹角变为30°,同样根据杠杆的平衡条件,两侧的力矩平衡,可得:(m盘+m物)×g×sin30°×OA=mB×g×OB﹣﹣﹣②
②÷①并代入数据解得m物=0.9kg。故选:C
23.如图,足够长的杠杆上放着的两个球(m1>m2),杠杆在水平位置平衡,若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间,则杠杆( )
A.仍能平衡
B.不能平衡,大球那端下沉
C.不能平衡,小球那端下沉
D.无法确定
【解答】解:开始时两球平衡,即力与力臂的乘积相等;当运动时,两球速度相同,则在相同时间内向远离支点的方向移动的距离相同,则大球的力与力臂的乘积增加的快,所以大球的力与力臂的乘积会大于小球的力与力臂的乘积,杠杆向大球那端下沉。故选:B
24.如图所示杠杆AOB能绕O点转动(杆重和摩擦均不计),已知OA=L1,OB=L2,F1与OA垂直,F2与OB垂直,且F1L1=F2L2,则此杠杆在F1和F2作用下的状态( )
A.一定静止
B.一定匀速转动
C.可能静止或匀速转动
D.一定变速转动
【解答】解:杠杆的平衡状态包括两种:静止状态或匀速转动状态;由图知,动力F1使杠杆顺时针转动,阻力F2也使杠杆顺时针转动,即动力和阻力使杠杆转动方向相同,虽然F1L1=F2L2,但杠杆不会平衡,会做变速转动,故D正确。故选:D
25、甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山,木箱的悬点恰好在抬杠的中央。如图所示,则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是( )
A.F甲=F乙
B.F甲>F乙
C.F甲<F乙
D.已知条件不足,所以无法判断
【解答】解:如图:
解:如右图,LAE为阻力臂,LAF为动力臂;因为:F乙LAF=GLAE,所以:F乙==G,
同理,可求F甲=G,则甲、乙两人所用的力F甲=F乙。故选:A
26.如图所示,不等臂杠杆(l1>l2)两端挂着质量为m1,m2的吊盘(包括重物),杠杆水平平衡,杠杆自重和摩擦力不计,若将两吊盘向支点O点移近相同的距离△l,则( )
A.杠杆仍保持平衡
B.杠杆右端向下倾斜
C.要使杠杆恢复水平平衡需再往某侧吊盘中加入重物,其质量为(m2﹣m1)
D.要使杠杆恢复水平平衡需再往某侧吊盘中加入重物,其质量为(m2﹣m1)
【解答】解:(1)由题知,杠杆原来平衡,两端所挂吊盘对杠杆拉力大小等于吊盘重力,
由G=mg和杠杆的平衡条件有:m1gl1=m2gl2,因为l1>l2,所以m1<m2,两吊盘向支点O点移近相同的距离△l,则杠杆左边力与臂的乘积=m1g(l1﹣△l)=m1gl1﹣m1g△l,同理杠杆右边力与力臂的乘积=m2g(l2﹣△l)=m2gl2﹣m2g△l,因为m1<m2,所以m1g△l<m2g△l,则:m1g(l1﹣△l)>m2g(l2﹣△l),所以杠杆不再平衡,且杠杆的左端会向下倾斜,故AB错误;
(2)因为m1g(l1﹣△l)>m2g(l2﹣△l),应向右盘中加入重物,若右盘中加入质量为m重物后杠杆平衡,由杠杆平衡条件有:m1g(l1﹣△l)=(m2+m)g(l2﹣△l),即:m1gl1﹣m1g△l=m2gl2﹣m2g△l+mg(l2﹣△l);而m1gl1=m2gl2,所以﹣m1g△l=﹣m2g△l+mg(l2﹣△l);解得:m=(m2﹣m1),故C正确,D错误。故选:C
27.如图所示,质量分布不均匀的木条AB重24N,A、B是木条两端,O、C是木条上的两个点,AO=BO,AC=OC,弹簧测力计甲的示数是6N,现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点,此时弹簧测力计乙的示数是( )
A.8N
B.12N
C.16N
D.18N
【解答】解:设木条重心在D点,当弹簧测力计甲在A的位置上,弹簧测力计乙在B的位置上时,以B端为支点,如图所示:
由杠杆平衡条件有:FA×AB=G×BD,即:6N×AB=24N×BD,所以:AB=4BD,BD=AB,当弹簧测力计甲在C点时,以C为支点,此时弹簧测力计乙的示数为FB,
因为AO=BO,AC=OC,所以CO=OD=BD,BC=3BD,CD=2BD
由杠杆平衡条件有:FB×BC=G×CD,即:FB×3BD=24N×2BD,
所以:FB=16N,则弹簧测力计乙的示数为16N。故选:C
28.自制一个密度秤,其外形跟杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一个铁块,秤砣放在A处时秤杆恰好平衡,把铁块浸没在待测密度的液体中,移动秤砣,便可直接在杆上读出液体的密度,下列说法中错误的是( )
A.密度秤刻度零点在A
B.由O向A,秤杆上刻度值应逐渐减小
C.密度秤的刻度都在A点的右侧
D.此密度秤不能测量水银的密度
【解答】解:A、铁块没有浸入液体时(即所测液体的密度应为零),由题知秤砣放在A处时秤杆恰好平衡,所以密度秤的零刻度应该在A处;故A正确;B、秤砣的质量不变,秤砣由O向A时,它的力臂变长,由杠杆平衡条件可知,左边铁块拉秤杆的力增大,说明铁块受到的浮力减小,而合金块排开液体的体积不变,说明液体的密度变小,所以,由O向A,秤杆上刻度值应逐渐减小,故B正确;C、若秤砣由A向右移动,它的力臂变长,则右边力和力臂的乘积变大,若秤杆水平平衡,说明左边的力和力臂的乘积变大;而左边的力臂不变,则杠杆左边受到的拉力增大,但铁块受到的浮力不可能竖直向下,所以A点的右侧应该是没有刻度的;故C错误;D、因为铁块在水银中漂浮,所以杠杆左侧受到的拉力为零,而杠杆右侧力与力臂的乘积不为零,杠杆不能平衡,所以此密度秤不能测量水银的密度,故D正确;故选:C
29.如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动,杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等,杆AB的重力不计,柱形物体较重。若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直,则杆从水平位置缓慢转动45°角的过程中,动力F大小的变化是( )
A.增大
B.先减小后增大
C.先增大后减小
D.减小
【解答】解:拉力F的方向始终与杆垂直,故动力臂不变;阻力是柱形物体的重,阻力作用点在柱形物体的重心上;如下图所示(只画了杠杆的右侧部分,图中虚线为重心运动的路线):0位置为原来的位置,1位置为阻力臂最大的位置,2位置为转过45°的位置,
由上图可知,整个过程中阻力臂先变大后变小;因动力臂不变,阻力G不变,阻力臂先变大后变小,由杠杆平衡条件可知,动力F先增大后减小。故选:C
30.在一次校运动会,小明骑一质量为m的独轮车,以速度v匀速通过一重为G、长为L的水平独木桥,独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,如图所示。设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t=0),下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受压力FB与时间t的函数关系?(不考虑独木桥的形变)( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:
重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,分别对水平独木桥的支持力为FA、FB,水平独木桥受到重力为G,独轮车对独木桥的压力为F=(m+m人)g。以A为支点,根据杠杆平衡条件:FBL=GL+(m+m人)gvt,∴FB=G+(m+m人)gvt,∵压力与支持力是一对相互作用力,∴FB′=FB=G+(m+m人)gvt,由此可知B端支柱所受压力FB′与时间t是一条一次函数的图象(不经过原点)。故选:B
31.如图所示,密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分OB是尺长的三分之一,当在B端挂10N的重物P时,直尺A端刚刚开始翘起,则此直尺的重力为( )
A.5
N
B.10
N
C.20
N
D.无法确定
【解答】解:设直尺长为L,从图示可以看出:杠杆的支点为O,动力大小等于物重10N,动力臂为L;阻力为直尺的重力G′,阻力的力臂为L﹣L=L。由杠杆平衡的条件得:G′L′=GL,
即:G′×L=10N×L;解得:G′=20N;所以直尺的重力大小为20N。故选:C
32.如图所示,在杠杆OA上的B点悬挂一重物G,A端用细绳吊在小圆环E上,小圆环E在圆弧CD上可以自由滑动,且细绳AE长等于圆弧CD的半径,此时杠杆恰好成水平状态,A点与圆弧CED的圆心重合。E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的过程中,下列说法正确的是( )
A.吊绳对A端的作用力大小将由小变大,再由大变小
B.吊绳对A端的作用力大小将保持不变
C.吊绳对A端的作用力大小与其力臂的乘积将由大变小,再由小变大
D.吊绳对A端的作用力大小与其力臂的乘积将保持不变
【解答】解:由题意可知,在圆环转动中,A的位置保持不变,故杠杆始终处于平衡状态;因为重力与重力的力臂的乘积不变,所以根据杠杆平衡的条件可得,动力与动力的力臂的乘积不变,且动力臂越大,动力会越小;又因为圆环在图示位置时,动力臂最大,动力最小,所以E环从C端移动到D端的过程中,动力会由大到小,再由小到大,故ABC错误,D正确。故选:D
33.如图所示,可绕
O
点转动的轻质杠杆,在
D
点挂一个物体
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,每
次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
B.F1>F2>F3
C.F1=F2=F3
D.F1>F2=F3
【解答】解:设物体M的重力为G,拉力的力臂为L,由图知重力的力臂为OD,当杠杆在水平位置平衡时,由杠杆平衡条件可得:G×OD=F×L,由此可得:F=﹣﹣﹣﹣﹣①,由题知F1、F2、F3均与圆相切,根据几何知识可知,F1、F2、F3的力臂都为圆的半径r,因为G、OD不变,OD=L=r,故由①式可知F=G,则F1=F2=F3=G。故选:C
34.AC硬棒质量忽略不计,在棒的B、C两点施加力F1、F2,F2的方向沿OO′线,棒在如图所示位置处于静止状态,则( )
A.F1<F2
B.F1=F2
C.F1力臂小于s1
D.F2方向沿OO′线向下
【解答】解:由图知,F2的方向沿OO′线,其力臂最长,为s2;而F1的方向竖直向下,所以其力臂l1是从A点到F1的垂线段,小于s1,更小于s2.故选项C正确;由F1L1=F2L2知,L1<s2,所以F1一定大于F2.选项A错误;此时有,而不是.选项B错误;已知F1的方向是竖直向下的,为保持杠杆平衡,F2的方向应该沿O′O向上。选项D错误。故选:C
35.如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1800N,且AB=1.8m,BD=0.6m,CD=0.4m,则要撬动该石块所用的最小的力应不小于( )
A.600N
B.400N
C.200N
D.150N
【解答】解:①若以D点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下,此时AD为动力臂,CD为阻力臂,如图:;②若以B点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上,此时AB为动力臂,BC为阻力臂,如图:
由图知,AD<AB,CD>BC,所以②更省力;如上图,以B为支点,动力臂AB=1.8m,阻力臂BC=BD﹣CD=0.6m﹣0.4m=0.2m,由杠杆的平衡条件:F1×AB=F2×BC,得:
F1×1.8m=1800N×0.2m,∴F1=200N。故选:C
36.如图所示,一质量分布均匀的圆柱体,重力为G,半径为R,要将圆柱体推上高为0.4R的台阶,所需最小力为( )
A.0.3G
B.0.4G
C.0.5G
D.0.6G
【解答】解:将圆柱体推上台阶可看作一个杠杆,如图所示,支点为C,过支点C做直径CA,过A点做动力F与OA垂直,方向斜向上,此时推力的力臂最大,力最小,如图所示:
由图知,AC=2R,BO=R﹣0.4R=0.6R,BC==0.8R,
由杠杆平衡条件有:F?AC=G?BC,即:F×2R=G×0.8R,所以F=0.4G,故选:B
37.用如图甲小车,搬运煤气罐上楼,比直接扛上楼要省力的多。如图乙是小车实际搬运煤气罐上楼的情形。如果要使小车上一个台阶,正确的操作顺序是手握小车把手K,将力作用在K上,改变用力的方向就可完成。那么上一个台阶,合理的支点顺序是( )
A.a﹣b﹣c
B.b﹣c﹣a
C.c﹣b﹣a
D.b﹣a﹣c
【解答】解:①手握小车把手K,向下用力作用在K上,杠杆绕b点转动,此时杠杆的支点为b;
②当车轮上台阶后,向前推车,杠杆绕c点转动,此时支点为c;③将力作用在K上向上用力,此时,杠杆绕轮与台阶的接触点a转动,a为支点,故正确答案为B,故选:B
38.如图所示,活塞式抽水机手柄可以看做是绕O点转动的杠杆。它在动力F1和阻力F2的作用下,处于平衡状态,要想最省力应使F1沿着那个方向?( )
A.由C指向F
B.由C指向D
C.由C指向E
D.由C指向O
【解答】解:读图可知,F1为动力,其力臂是支点到动力作用线的垂直距离,此时力臂为OE;F2为阻力,其力臂是从支点到阻力作用线的垂直距离;处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件,要想最省力,力臂最长,应为OF,即F1沿着由C指向F方向,只有选项A符合题意。故选:A
39.如图所示,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布不均匀的木条AB重48N,A、B是木条的两个端点,O、C是木条上的两个点,AO=BO,AC=OC.A端放在托盘秤甲上,B端放在托盘秤乙上,托盘秤甲的示数是12N,可以将木条AB看作杠杆,则此时杠杆的支点为 B 点(A/B/C)。现移动托盘秤甲,让C点放在托盘秤甲上,此时托盘秤乙的示数是 32N ,此时杠杆的支点为 C 点(A/B/C)。
【解答】解:设木条重心在D点,当A端放在托盘秤甲上,B端放在托盘秤乙上时,以B端为支点,托盘秤甲的示数是12N,根据力的作用是相互的,所以托盘秤对木条A端的支持力为12N,如图所示:
由杠杆平衡条件有:FA×AB=G×BD,即:12N×AB=48N×BD,所以:AB=4BD,则BD=AB,
当C点放在托盘秤甲上时,此时以C为支点,设托盘秤乙对木条B处的支持力为FB,
因为AO=BO,AC=OC,所以CO=OD=BD,BC=3BD,CD=2BD,
由杠杆平衡条件有:FB×BC=G×CD,即:FB×3BD=48N×2BD,所以:FB=32N,则托盘秤乙的示数为32N。
故答案为:B;
32N;C
40.如图所示,质量为M,半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动,AB是它的直径,O是它的圆心,重力加速度为g。现在薄板上挖去一个直径为R的圆,则圆板的重心将从O点向左移动 R的距离,在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡,此时AB恰处于水平位置,则F= Mg
【解答】解:(1)在薄板上挖去一个直径为R的圆后,设圆板的重心将从O点向左移动x;由于原来均匀圆形薄板半径为R,挖去的圆直径为R(其半径为R),所以,根据S=πr2可知,挖去的圆形薄板面积为原来面积的,由于圆形薄板是均匀的,则挖去的圆形薄板质量也为原来质量的,假设将割去的圆形薄板可补上,在重心处可以将物体支撑起来,以原重心处O为支点,如图所示:
;根据杠杆平衡条件可得:(M﹣M)g?x=Mg?R,解得:x=R;
在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡,以A为支点,此时的重心距A的距离为R﹣R,根据杠杆平衡条件,则有:F?2R=(M﹣M)g?(R﹣R),解得:F=Mg。
故答案为:,Mg
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精品试卷·第
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