一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,已知杠杆上每个小格的长度为2cm,用弹簧测力计在A点斜向上(与水平方向成30°角)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是( )
A.此时杠杆的动力臂为0.08m B.此时为省力杠杆
C.当弹簧测力计向左移至竖直位置时,其示数为1N D.图中钩码的总重力为2N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,所以动力臂
11l1?OA??4?2cm?4cm=0.04m
22故A错误;
B.由图知,钩码对杠杆拉力为阻力,阻力臂的大小
l2=3×2cm=6cm>l1
杠杆为费力杠杆,故错误;
CD.由图知,弹簧测力计示数为3N,根据杠杆的平衡条件F1l1=Gl2可得
G?F1l13N?4cm?=2N l26cm'竖直向上拉A点时,力臂大小等于OA,由杠杆平衡条有F1?OA?Gl2 ,所以测力计的示
数
F1??故C错误,D正确。 故选D。
Gl22N?6cm?=1.5N OA2cm?4
2.如图所示,杠杆挂上钩码后刚好平衡,每个钩码的质量相同,在下列情况中,杠杆还能平衡的是
A.左右钩码各向支点移一格 C.左右各减少一半钩码 【答案】C 【解析】
B.左右各减少一个钩码 D.左右各增加两个钩码
设杠杆的分度值为 L,一个钩码的重为G.原来4G×2L=2G×4L;
左、右钩码各向支点移动一格,左边=4G×L=4GL,右边=2G×3L=6GL,左边<右边,杠杆向右端下沉,A不符合题意;
左右各减少一个钩码,左边=3G×2L=6GL,右边=G×4L=4GL,左边>右边,杠杆向左下沉,B不符合题意;
左、右钩码各减少一半法码,左边=2G×2L=4GL,右边=G×4L=4GL,左边=右边,杠杆平衡;C符合题意;
左右各增加两个钩码,左边=6G×2L=12GL,右边=4G×4L=16GL,左边<右边,杠杆右边下沉,D不符合题意,故选C.
3.如图所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G,O为支点,在A端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是( )
A.此杠杆一定是省力杠杆
C.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡 杆 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
B.沿竖直向上方向用力最小
D.此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠
A.因为无法确定动力臂的大小,所以无法确定是哪种杠杆,故A错误; B.沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力,故B错误; C.沿OA方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故C错误。
D.因为杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故D正确。 故选D。
4.生活中,小华发现有如图甲所示的水龙头,很难徒手拧开,但用如图乙所示的钥匙,安
装并旋转钥匙就能正常出水(如图丙所示).下列有关这把钥匙的分析中正确的是
A.在使用过程中可以减小阻力臂 B.在使用过程中可以减小阻力 C.在使用过程中可以减小动力臂 D.在使用过程中可以减小动力 【答案】D 【解析】 【详解】
由图可知,安装并旋转钥匙,阻力臂不变,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知,动力变小,故选D。
5.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,棒在图所示位置处于静止状态,则( )
A.F1 s2F2 s1C.F1力臂等于s1 D.F2方向沿OO'线向上 【答案】D 【解析】 【详解】 AC.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, 由F1L1=F2L2知,L1<s2,所以F1一定大于F2,故AC不符合题意; B.由F1L1=F2L2知, F1L1=F2s2, 即 F1?故B不符合题意; F2s2 L1D.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OO′向上,故D符合题意。 6.如图所示,为提升重物,现选用轻质杠杆,不考虑杠杆支点O点处的摩擦,每次利用杠杆把同一重物匀速提升相同高度,下列说法正确的是 A.当重物悬挂在A点,动力作用在C点时,该杠杆一定是省力杠杆 B.当重物悬挂在C点,动力作用在B点时一定比作用在A点时要省力 C.无论重物挂在A点还是B点时,利用该机械所做的有用功都相等 D.如果动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直,则提升重物过程动力大小不变 【答案】C 【解析】 【分析】 灵活运用杠杆平衡公式分析即可; 【详解】 AB.不论重物悬挂在A点或C点,也不论动力作用在C点还是B点,判断杠杆是省力还是费力,需要根据杠杆平衡公式,不仅与力的作用点有关,还与力的方向有关,因此无法在只知道力的作用点的情况下判断是否省力,故AB错误; C.无论重物挂在A点还是B点时,由于物体质量相同,上升高度相同,则根据W?Gh可知,该机械所做的有用功都相等,故C正确; D.动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直时,可得动力臂大小始终不发生变化,但由于物体上升,重物的阻力臂会逐渐减小,则由杠杆平衡公式可知动力会减小,故D错误。 7.悬挂重物G的轻质杠杆,在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置,若力施加在A 点,最小的力为 FA,若力施加在B点或C点,最小的力分别为 FB、FC、且 AB=BO=OC.下列判断正确的是( )(忽略O点的位置变化) A.FA > G B.FB = G C.FC < G D.FB > FC 【答案】C 【解析】 【详解】 在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂越大,动力最小;若力施加在A点,当OA为动力臂时,动力最小为Fa;若力施加在B点,当OB为力臂时动力最小,为Fb;若力施加在C点,当OC为力臂时,最小的力为Fc,从支点作阻力的力臂为Gl,如图所示: A.Fa的力臂AO>Gl,根据杠杆的平衡条件可知,Fa<G,A错误。 B.Fb的力臂BO>Gl,根据杠杆的平衡条件可知,Fb<G,B错误。 C.Fc的力臂CO>Gl,根据杠杆的平衡条件可知,Fc<G,C正确。 D.Fb的力臂BO=OC,根据杠杆的平衡条件可知,Fb=Fc,D错误。 8.要使图中的杠杆平衡,分别用FA、FB、FC的拉力,这三个力的关系应是 A.FA>FB>FC 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 B.FA<FB<FC C.FA>FC>FB D.FA=FB=FC 分别从支点向三条作用线做垂线,作出三个力的力臂,如图; 从图可知,三个方向施力,F B 的力臂L OB 最长,其次是L OC 、L OA ,而阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件F1L1?F2L2可知,动力臂越长动力越小,所以三个方向施力大小:F A >F C >F B . 故选C.
2020-2021中考物理杠杆平衡条件的应用问题(大题培优)及答案解析
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