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第1节 杠 杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
知识要点根底练
知识点1 杠杆的概念
1.在力的作用下绕固定点 转动 的硬棒叫做杠杆。使用杠杆时,使杠杆转动的力叫做 动力 ,从支点到力的 作用线 的距离叫做力臂,力臂 不一定 ( 选填“一定〞或“不一定〞 )在杠杆上。
2.以下关于杠杆的说法中正确的选项是( B )
A.杠杆必须是一根直棒
B.杠杆一定要有支点
C.力臂必须在杠杆上
D.力臂就是力的作用点到支点的距离
3.如下图,工人师傅将油桶推上台阶,以下说法正确的选项是( C )
A.这不能看成杠杆,因为油桶是圆的
B.这不能看成杠杆,因为没有支点
C.这可以看成杠杆,因为满足杠杆的所有条件
D.这可以看成杠杆,支点就是油桶横截面的圆心
知识点2 力臂的画法
4.如下图的杠杆,动力F的力臂是( D )
A.OD B.OF C.OA D.OC
5.( 昆明中考 )请画出图中动力F的力臂,并用“l〞表示。
答案:如下图
知识点3 杠杆的平衡条件
6.如下图,杠杆调节平衡后,在A处挂3个钩码,要想杠杆继续平衡,那么需在B处挂5个钩码。杠杆在水平位置平衡后,两侧各去掉一个钩码,那么杠杆的 左 端将上升( 每个钩码的质量都相同 )。
7.杠杆平衡时,动力F1的大小为10 N,动力臂l1为0.1 m,阻力臂l2为0.2 m,那么阻力F2的大小是5N。
8.小明在“探究杠杆平衡条件〞的实验中,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如下图。他这样做的最终目的是( D )
A.便于直接测量力臂的大小
B.便于提供不同大小的拉力
C.手拉弹簧测力计,使整个装置更加稳定,便于实验
D.便于提供不同方向的拉力,得出普遍规律
综合能力提升练
9.杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,由图可知它的支点是C点,动力作用点是A点,阻力是吊桥的 重力 。
10.如图,轻杆OA可绕O点自由转动,用细线将15 N的重物挂在A处,小林在B处用竖直向上的拉力提住轻杆,OB和BA长度之比为3∶5,轻杆始终在水平位置处于平衡,拉力大小为40N。假设仅增加物重,那么拉力的变化量与物重的变化量之比为8∶3。假设拉力方向变为图中虚线所示方向,那么拉力将变 大 。
11.如下图,小华用苹果和橘子来玩跷跷板。他将苹果、橘子分别吊在轻杆的左、右两端,放手后,轻杆马上转动起来。使轻杆逆时针转动的力是( D )
A.苹果的重力
B.橘子的重力
C.吊橘子的绳对轻杆的拉力
D.吊苹果的绳对轻杆的拉力
12.如下图,O是支点,在B端挂一重物,可以在A端沿不同的方向分别施加F1、F2、F3三个力,均可使杠杆在水平位置保持平衡,以下关于这三个力大小关系的表达式正确的选项是( C )
A.F1<F2<F3 B.F2>F3>F1
C.F1>F2>F3 D.F1=F2=F3
13.如下图,粗细不均匀的圆木悬挂后静止在水平位置,假设从悬挂处把圆木截为两段,粗端的重为G1,细端的重为G2,那么( A )
A.G1>G2 B.G1=G2
C.G1<G2 D.无法判断
14.小红和小明利用如下图装置探究杠杆的平衡条件。
( 1 )假设实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向 右 ( 选填“左〞或“右〞 )调节,使杠杆在水平位置平衡;
( 2 )在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是①实验前: 消除杠杆重力对杠杆平衡的影响 ;
②实验时:方便测量 力臂 ;
( 3 )小明在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,屡次实验并把数据记录在表格中:
次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
屡次实验的目的是 使结论具有普遍性 ;
( 4 )小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是 动力×动力臂=阻力×阻力臂( 或F1l1=F2l2 );
( 5 )在杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂6个相同的钩码。
拓展探究突破练
15.如图甲,一重为G的物体静止在水平地面上,用一细线竖直向上拉物体,拉力的大小为F。
( 1 )假设F<G,请证明物体对地面的压力F压=G-F;
( 2 )假设G=30 N,将细线竖直系在质量不计的杠杆A端,O为杠杆的支点( 如图乙 ),AO=2BO,要使地面对物体的支持力为零,应在B端竖直向下施加多大的力( 杠杆始终保持水平 )?
解:( 1 )物体受到三个力的作用:竖直向上的支持力F支、拉力F和竖直向下的重力G
F支和F的合力向上,大小为F合=F支+F
物体保持静止,根据平衡条件得F合=G
那么F支=G-F
又因为力的作用是相互的,所以F压=F支=G-F
( 2 )当支持力F支=0时,绳的拉力F=G
根据杠杆的平衡条件得F·AO=F'·BO
F'=AOBO·F=2F=2G=60 N
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