物理杠杆平衡的专项培优练习题(含答案)附答案解析
2020-2021中考物理杠杆平衡(大题培优)含答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.在一个长3米的跷跷板(支点在木板中点)的两端分别放置两个木箱,它们的质量分别为m 1=30kg ,m 2=20kg ,为了使跷跷板在水平位置平衡,以下做法可行的是( )A .把m 1向右移动0.5米B .把m 2向左移动0.5米C .把m 1向右移动0.2米D .把m 2向左移动0.3米【答案】A【解析】【分析】【详解】 跷跷板的支点在木板中点,根据图中信息可知,木板左边受到的压力比右边大,为了使跷跷板在水平位置平衡,应该将m 1向右移,则m 2的力臂不变为1.5m ,根据杠杆的平衡条件有1122m gl m gl '=代入数据可得m 1向右移后的力臂 221120kg 1.5m 1m 30kgm gl l m g ⨯'=== m 1的力臂由1.5m 变为1m ,为了使跷跷板在水平位置平衡,把m 1向右移动0.5米,所以BCD 项错误,A 项正确。
故选A 。
2.如图所示,作用在A 点的各个力中,不可能使杠杆平衡的力是A .F 3和F 4B .F 1和F 3C .F 2和F 4D .F 1和F 2【答案】A【解析】【详解】因为力F3的作用线所在的直线过支点O,所以力F3的力臂为0,又因为0乘以任何数都为0,所以力F3不能使杠杆平衡;力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同,所以力F4不能使杠杆平衡;力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反,所以力F1和F2可以使杠杆平衡;故选A。
3.如图甲是制作面团的情景,把竹竿的一端固定在绳扣中,人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力,面团被不断挤压后变得更有韧性,图乙为压面团原理图.关于压面团过程的叙述正确的是()A.面团对杆的作用力方向向下B.面团对杆的作用力大小等于FC.面团被压扁说明力能使物体发生形变D.A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离【答案】C【解析】【分析】【详解】A.杆对面团的作用力向下,面团对杆的作用力向上,故A错误;B.由于面团B点到支点C的距离小于A点到C的距离,根据杠杆定律F1L1=F2L2,可知面团对杆的作用力大于F,故B错误;C.面团被压扁说明力能使物体发生形变,故C正确;D.C为支点,A点向下移动的距离大于B点向下移动的距离,故D错误;故选C。
2020-2021物理杠杆平衡的专项培优易错试卷练习题(含答案)及答案
C.一直变大D.先变小后变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,由于力F始终与杠杆垂直,则力F所对应的力臂始终不变,大小为力F的作用点到O点的距离,设为l1,在逐渐提升的过程中,重力大小不变,方向竖直向下,则对应力臂逐渐变大,设为l2,由于缓慢转动,视为受力平衡,则由杠杆平衡公式可得
10.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.将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格
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.将左右两边的钩码均向外移动一格
【答案】A
【解析】
【详解】
设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码的重是1N;
s>h
则总功
故A项错误;
B.物体重力做的功为有用功是
而拉力做的功大于Fh,故B项错误;
C.悬挂点从A点移至B点,阻力臂增大,根据公式 ,阻力不变,阻力臂增大,动力臂不变则动力增大即拉力F变大,故C项错误;
D.把悬挂点从A点移至B点,把同一物体匀速缓慢提升相同的高度,理想状态下,没有额外功,所以拉力所做的总功与原来相同,故D项正确。
B.由F1L1=F2L2知,
F1L1=F2s2,
即
故B不符合题意;
D.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。
4.如图所示装置,杆的两端A、B离支点O的距离之比 ,A端接一重为GA的物体,B端连一滑轮,滑轮上挂有另一重为GB的物体。现杠杆保持平衡,若不计滑轮重力,则GA与GB之比应是( )
A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.2∶1
2020-2021物理杠杆平衡的专项培优练习题(含答案)及答案
即
(ρ铝V铝g-ρ水V铝g)⋅OA,(ρ铜V铜g-ρ铜V铜g)⋅OB
那么
ρ铝V铝g⋅OA-ρ水V铝g⋅OA<ρ铜V铜g⋅OB-ρ铜V铜g⋅OB
所以B端下沉。故ACD错误,B正确。
故选B。
13.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果在两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则( )
D.秤砣的质量不变,由Q向左移动时,它的力臂变短,则左边合金块拉秤杆的力减小,说明合金块受到的浮力增大,而合金块排开液体的体积不变,说明液体的密度变大,所以刻度应逐渐变大,即秤杆上较大的刻度在较小的刻度的左边;故D正确,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( )
即
因为力与相应的力臂成反比关系,从图中可以看出力臂 ,所以物体的重力 ,即 ,故选C。
9.小明探究杠杆的平衡条件,挂钩码前,调节杠杆在水平位置平衡,杠杆上每格距离相等,杆上A、B、C、D的位置如图所示,当A点挂4个钩码时,下列操作中能使杠杆在水平位置平衡的是()
A.B点挂5个钩码
B.C点挂4个钩码
C.D点挂1个钩码
A.物体C的重力为300N
B.物体D的质量为32kg
C.p2为500Pa
D.物体C对托盘的压力为40N
【答案】C
【解析】
A.一直变小B.一直变大
C.一直不变D.先变小后变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的。
2020-2021中考物理 杠杆平衡 培优练习(含答案)附答案
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图为搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受的总重力G 为1 000 N (车架所受重力忽略不计),独轮车的有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F 的大小为 ( )A .200 NB .300 NC .400 ND .500 N【答案】B【解析】【分析】【详解】由平衡条件可知 12Gl Fl =则 121000N0.3=300N mGl F l ⨯==m1 故选B 。
2.如图所示,杠杆在水平状态保持静止,要使弹簧测力计的示数变为原来的12,下列措施中可行的是A .去掉三个钩码B .把钩码向左移动2小格C .把钩码向右移动2小格D .把弹簧秤测力计向左移动2小格【答案】B【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×4L=F2×8L,解得F2=2G,要使弹簧测力计的示数变为原来的12,即F2=G。
A.去掉三个钩码,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,G×4L=F'2×8L,所以F'2=12G,不符合题意;B.把钩码向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×2L=F'2×8L,所以F'2=G,故B符合题意;C.把钩码向右移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×6L=F'2×8L,所以F'2=3G,故C不符合题意;D.把弹簧秤测力计向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×4L=F'2×6L,所以F'2=83G,故D不符合题意。
故选B。
3.如图所示,将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N,:1:3AO OB ,甲物体的底面积为0.2m2,g取10N/kg。
下列说法正确的是()A.甲物体对杠杆的拉力为10N B.杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N C.甲物体对水平地面的压强为750Pa D.水平地面对甲物体的支持力为60N【答案】D【解析】【详解】对物体甲受力分析,甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用,其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。
2020-2021备战中考物理 杠杆平衡 培优练习(含答案)附答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示装置,杆的两端A 、B 离支点O 的距离之比:1:2OA OB =,A 端接一重为G A 的物体,B 端连一滑轮,滑轮上挂有另一重为G B 的物体。
现杠杆保持平衡,若不计滑轮重力,则G A 与G B 之比应是( )A .1∶4B .1∶2C .1∶1D .2∶1【答案】C【解析】【分析】【详解】由杠杆平衡条件可知 A G OA F OB ⋅=⋅即A G OA F OB⋅=因 :1:2OA OB =所以12A F G = 由图和动滑轮的特点可知12B F G = 故1:1A BG G = 故选C 。
2.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。
3.如图所示,杠杆在水平状态保持静止,要使弹簧测力计的示数变为原来的12,下列措施中可行的是A.去掉三个钩码B.把钩码向左移动2小格C.把钩码向右移动2小格D.把弹簧秤测力计向左移动2小格【答案】B【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×4L=F2×8L,解得F2=2G,要使弹簧测力计的示数变为原来的12,即F2=G。
A .去掉三个钩码,根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2得,G ×4L =F'2×8L ,所以F '2=12G ,不符合题意; B .把钩码向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2得,4G ×2L =F '2×8L , 所以F '2=G ,故B 符合题意; C .把钩码向右移动2小格,根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2得,4G ×6L =F '2×8L ,所以F '2=3G ,故C 不符合题意;D .把弹簧秤测力计向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2得,4G ×4L =F '2×6L ,所以F '2=83G ,故D 不符合题意。
2020-2021物理杠杆平衡的专项培优练习题含答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,轻质杠杆AOB 的支点是O ,AO=BO 。
若在A 端和B 端分别悬挂重力相等的两个重物,则杠杆( )A .保持平衡B .A 端下沉C .B 端下沉D .以上均可能【答案】B【解析】【分析】【详解】轻质杠杆AOB 的重力可不计,杠杆的示意图如下所示:动力和阻力大小均等于物体的重力,两个重物的重力相等,则F 1=F 2;动力臂为OA ,阻力臂为OC ,满足OC OB OA <=所以可知12F OA F OC ⨯>⨯根据杠杆的平衡条件可知,A 端下沉。
故选B 。
2.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B .沿竖直向上方向用力最小C .沿杆OA 方向用力也可以使杠杆平衡D .此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆【答案】D【解析】【分析】【详解】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 。
3.AC 硬棒质量忽略不计,在棒的B 、C 两点施加力F 1、F 2,F 2的方向沿OO'线,棒在图所示位置处于静止状态,则( )A .F 1<F 2B .F 1=221s F s C .F 1力臂等于s 1D .F 2方向沿OO '线向上【答案】D【解析】【详解】AC .由图知,F 2的方向沿OO ′线,其力臂最长,为s 2;而F 1的方向竖直向下,所以其力臂L 1是从A 点到F 1的垂线段,小于s 1,更小于s 2, 由F 1L 1=F 2L 2知,L 1<s 2,所以F 1一定大于F 2,故AC 不符合题意;B .由F 1L 1=F 2L 2知,F 1L 1=F 2s 2,即2211F s F L故B 不符合题意; D .已知F 1的方向是竖直向下的,为保持杠杆平衡,F 2的方向应该沿OO′向上,故D 符合题意。
【物理】物理杠杆平衡的专项培优 易错 难题练习题(含答案)
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,杠杆在水平位置平衡.下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是()A.两侧钩码同时向外移一格B.两侧钩码同时向内移一格C.在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码D.左侧增加一个钩码,右侧钩码向外移一格【答案】D【解析】【分析】【详解】设一个钩码的重力为G,横梁上一个格的长度为l,原来杠杆处于平衡状态,则有2332⨯=⨯G l G lA.两侧钩码同时向外移一格,左边为⨯=G l Gl248右边为⨯=339G l GlGl Gl<89杠杆右端下沉,故A项不符合题意;B.两侧钩码同时向内移一格,左边为⨯=G l Gl224右边为313⨯=G l Gl<34Gl Gl杠杆左端下沉,故B项不符合题意;C.同时加挂一个相同的钩码,左边为⨯=G l Gl339右边为⨯=G l Gl428<Gl Gl89杠杆左端下沉,故C项不符合题意;D.左侧增加一个钩码,右侧钩码向外移一格,左边为⨯=G l Gl339右边为⨯=G l Gl339=Gl Gl99杠杆平衡,故D项符合题意。
故选D。
2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着体积为1cm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示。
当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是()A.密度秤的零点刻度在Q点B.密度秤的刻度都在Q点的左侧C.密度秤的刻度都在Q点的右侧D.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边【答案】C【解析】【分析】【详解】A.合金块没有浸入液体时,液体的密度应为零,所以秤的零刻度应该在Q处;故A正确,不符合题意;BC.若秤砣由Q向右移动,它的力臂变长,则左边合金块拉秤杆的力应增大,但合金块受到的浮力不可能竖直向下,所以零点的右边应该是没有刻度的,其刻度都在Q点的左侧。
中考物理 杠杆平衡 培优练习(含答案)
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面,则()A.F1>F2,因为甲方法的动力臂长B.F1=F2,因为动力臂都是阻力臂的2倍C.F1>F2,因为乙方法的阻力臂短D.F1<F2,因为乙方法的动力臂长【答案】B【解析】【分析】【详解】由图示可知,无论用哪种方法来抬,动力臂总是阻力臂的二倍,所用的力总等于阻力的二分之一,由于阻力就是重力,大小是不变的,所以动力的大小也是不变的,故应选B。
2.如图所示,一根均匀木尺放在水平桌面上,它的一端伸出桌面的外面,伸到桌面外面的部分长度是木尺长的14,在木尺末端的B点加一个作用力F,当力F=3N时,木尺的另一端A开始向上翘起,那么木尺受到的重力为()A.3N B.9N C.1N D.2N 【答案】A【解析】【分析】【详解】设直尺长为l,如图所示:从图示可以看出:杠杆的支点为O,动力F=3N动力臂OB =14l 阻力为直尺的重力G ,阻力臂 CO =12l -14l =14l 由杠杆平衡的条件得F ×OB =G ×OC3N×14l = G ×14l G =3N故选A 。
3.如图,一个长方体木箱,重心在它的几何中心,其高度为H 、正方形底面的边长为L 、重为G 。
想把这个木推倒(木箱较重,不会移动),在其中部的中心最初施加一个水平推力大小是( )A .2GHL B .GH L C .HL GD .GL H 【答案】D【解析】【分析】【详解】由图示可知,把这个木箱推倒,它右下端与地面的接触点是支点,当小孩水平推木箱时,力臂为2H ,阻力为木箱的重力,阻力臂为2L ,如图所示:根据杠杆的平衡条件可得G ×2L =F ×2HF =GL H故选D 。
4.用图示装置探究杠杆平衡条件,保持左侧的钩码个数和位置不变,使右侧弹簧测力计的作用点 A 固定,改变测力计与水平方向的夹角 θ,动力臂l 也随之改变,所作出的“F -θ”图象和“F -l ” 图象中,正确的是A .B .C .D .【答案】C【解析】【详解】A .动力F 和θ的关系,当F 从沿杆方向(水平向左)→垂直于杆方向(与水平方向成90°)→沿杆方向(水平向右),由图可知,F 对应的动力臂l =OA ×sinθ,动力臂l 先变大后变小,则动力F 先变小后变大,所以A 错误;B .当θ等于90°时,动力臂最大,动力最小但不为零,所以B 错误;CD .根据杠杆平衡条件Fl =F 2l 2可得:F =22F l l,由于F 2、l 2不变,则F 和l 成反比,故C 正确,D 错误。
中考物理杠杆平衡条件的应用问题(大题培优)及答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.在我国古代书籍《墨经》中,对杠杆有精辟论述,并有许多巧妙的应用.如下图所示是在井上汲水的桔槔,下列对其在使用中正确的解释是A.桔槔是等臂杠杆,不省力也不费力B.向井内放送水桶时,人用的力气一定小于水桶的重力,所以省力C.桔槔是不等臂杠杆,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆D.往上提水时,人用的力气一定小于桶与水的总重,所以省力【答案】D【解析】【分析】杠杆的分类: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;要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(用力点、支点和阻力点)的大小跟它们的力臂成反比。
【详解】AC.由图可见,桔槔是不等臂杠杆,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故AC错误;B.向井内放送水桶时,人用的力通过杠杆原理,与石头的重力相关,一般比木桶的重力要大,故B错误;D.往上提水时,因为有石头帮忙,人的力气比水和桶的总重力小,故D正确。
故选D。
【点睛】此题主要考查了对简单机械的认识,要掌握杠杆的要素。
2.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F 1L 1=F 2L 2可知,动力变小,故选D 。
3.如图所示,将重150N 的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端,杠杆的B 端悬挂乙物体,杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N ,:1:3AO OB =,甲物体的底面积为0.2m 2,g 取10N/kg 。
下列说法正确的是( )A .甲物体对杠杆的拉力为10NB .杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60NC .甲物体对水平地面的压强为750PaD .水平地面对甲物体的支持力为60N【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】对物体甲受力分析,甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用,其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。
物理杠杆平衡的专项培优练习题(含答案)含答案
C.一直不变D.先变小后变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的。
故选C。
7.如图所示为一轻质杠杆。机翼模型固定在直杆上,它们总重6N,直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是( )
G左l左 G右l右,
很明显l左>l右,故有G左<G右,再加上被取走的部分,仍有左端的重力小于右端重力,即粗端重力大,质量大。
故选B。
15.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果在两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则( )
A.左端下降
B.右端下降
C.仍然平衡
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。
11.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
所以铁棒左端下沉,右端上升,即铁棒将沿逆时针转动。
故选B。
9.小明探究杠杆的平衡条件,挂钩码前,调节杠杆在水平位置平衡,杠杆上每格距离相等,杆上A、B、C、D的位置如图所示,当A点挂4个钩码时,下列操作中能使杠杆在水平位置平衡的是()
A.B点挂5个钩码
B.C点挂4个钩码
C.D点挂1个钩码
中考物理 杠杆平衡条件的应用问题 培优易错试卷练习(含答案)附答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图,轻质杠杆上各小格间距相等,O 为杠杆中点,甲、乙是同种金属材料制成的实心物体,甲为正方体,乙重15N ,将甲、乙用能承受最大拉力为25N 的细线分别挂于杠杆上M 、Q 两刻线处时,两细线被拉直且都沿竖直方向,M 、Q 正好在甲、乙重心正上方,杠杆在水平位置平衡,这时甲对地面的压强为4000Pa ;当甲不动,把乙移挂至R 时,甲对地面的压强为3750Pa ,下列说法中正确的是( )A .将甲挂在M 下,乙挂在Q 下,此时甲对地面的压力为45NB .将甲挂于N 正下方,乙挂于S ,放手后甲被拉离地面C .将甲挂在N 的下方,乙挂于R ,再将乙沿水平方向切去1/3,此时甲对地面的压强仍为3750PaD .将甲挂在M 正下方,乙挂于Q 再将甲沿竖直方向切去1/5,并将这1/5上挂在乙的下方,此时甲对地面的压强为2800Pa【答案】C【解析】【分析】(1)利用杠杆平衡条件1122Fl F l =求出甲上方的绳上的拉力,再分析甲的受力情况,根据压强F p S=列出甲在两种情况下的压强,联立解答甲的重力; (2)利用杠杆平衡条件判断是否再一次平衡,并利用平衡时的对应物理量根据F p S =计算. 【详解】A .设甲的重力为G ,甲的底面积为S ,杠杆上1小格为l ,则根据杠杆平衡条件可得:6215N 2F l G l l ⨯=⨯=⨯甲乙,解得5N F =甲,此时甲对地面的压强为5N 4000Pa F G p S S-===; 同理可得: 6315N 3F l G l l '⨯=⨯=⨯甲乙, 解得7.5N F '=甲,此时甲对地面的压强为 7.5N 3750Pa F G p S S'-'===;两式联立解得:45N G =,此时甲对地面的压力为45N-5N=40N ,故A 错误; B .如果将甲挂于N 正下方,乙挂于S ,设地面对甲的支持力为1F ,此时,()147G F l G l -⨯=⨯乙,()145N 415N 7F l l -⨯=⨯解得118.75N F =,则甲对地面仍有压力,故B 错误;C .将甲挂于N 正下方,乙挂于R ,再将乙沿水平方向切去1/3,设地面对甲的支持力为2F ,此时,()214133G F l G l ⎛⎫-⨯=-⨯ ⎪⎝⎭乙, ()2145N 4115N 33F l l ⎛⎫-⨯=-⨯⨯ ⎪⎝⎭, 解得237.5N F =,由A 中条件可知此时甲对地面的压强为3750Pa ,故C 正确; D .将甲挂在M 正下方,乙挂于Q 再将甲沿竖直方向切去1/5,并将这1/5上挂在乙的下方,设地面对甲的支持力为3F ,且假设甲的重心仍在M 正下方,此时,3416255G F l G G l ⎛⎫⎛⎫-⨯=+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭乙, 34145N 615N 45N 255F l l ⎛⎫⎛⎫⨯-⨯=+⨯⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 解得328N F =,由A 中条件可求出甲的底面积为245N 5N 0.01m 4000PaS -==, 此时甲对地面的压强为 33228N 2800Pa 0.01mF p S ===, 而由于甲沿竖直方向切去1/5后,重心一定会发生水平移动,则其力臂不可能等于6l ,所以,此时甲对地面的压强也不可能等于2800Pa ,故D 错误.【点睛】本题综合考查杠杆平衡条件的应用和固体压强计算,同时运用到方程组的思想进行解答,要求学生们一方面熟悉杠杆平衡分析,另一方面计算能力一定要扎实.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B.左右各减少一个钩码C.左右各减少一半钩码D.左右各增加两个钩码【答案】C【解析】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.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F A,若力施加在B点或C点,最小的力分别为F B、F C、且AB=BO=OC.下列判断正确的是()(忽略O点的位置变化)A.F A > GB.F B = GC.F C <GD.F B > F C【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F a;若力施加在B点,当OB为力臂时动力最小,为F b;若力施加在C 点,当OC为力臂时,最小的力为F c,从支点作阻力的力臂为G l,如图所示:A.F a的力臂AO>G l,根据杠杆的平衡条件可知,F a<G,A错误。
2020-2021中考物理杠杆平衡(大题培优)附答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图,轻质杠杆可绕O 点转动(不计摩擦).A 处挂着一重为80N 、底面积为500cm 2的物体G .在B 点施加一个垂直于杆的动力F 使杠杆水平平衡,且物体G 对地面的压强为1000Pa ,OB =3OA .则B 点的拉力F 的大小为A .50NB .30NC .10ND .90N【答案】C【解析】【分析】【详解】 地面对物体G 的支持力21000Pa 0.05m 50N F F ps ===⨯=压支物体G 对杠杆的拉力A 80N 50N 30N F G F =-=-=支已知OB =3OA ,由杠杆平衡的条件A F F OB OA ⨯=⨯可得: A 1=30N =10N 3F OA F OB ⨯=⨯. 故选C .2.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。
3.如图所示,一根均匀木尺放在水平桌面上,它的一端伸出桌面的外面,伸到桌面外面的部分长度是木尺长的14,在木尺末端的B点加一个作用力F,当力F=3N时,木尺的另一端A开始向上翘起,那么木尺受到的重力为()A.3N B.9N C.1N D.2N 【答案】A【解析】【分析】【详解】设直尺长为l,如图所示:从图示可以看出:杠杆的支点为O,动力F=3N动力臂OB=1 4 l阻力为直尺的重力G,阻力臂CO=12l-14l=14l由杠杆平衡的条件得F×OB=G×OC3N×14l= G×14l G=3N故选A。
2020-2021中考物理培优(含解析)之杠杆平衡及答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M是重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,已知长度OA∶OB=1∶2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。
当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时()A.建筑材料P上升的速度为3m/s B.物体M对地面的压力为5000NC.工人对地面的压力为400N D.建筑材料P的重力为600N【答案】C【解析】【分析】【详解】A.物重由2段绳子承担,建筑材料P上升的速度v=12v绳=12×1m/s=0.5m/s故A错误;B.定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得F A′=3F+G定=3×300N+100N=1000N杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即F A= F A′=1000N根据杠杆的平衡条件F A×OA=F B×OB,且OA:OB=1:2,所以F B=F A×OAOB=1000N×2OAOA=500N因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即F B′=F B=500N物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为F M支持=G M− F B′=5000N−500N=4500N因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力F M压=F M支持=4500N故B错误;C.当工人用300N的力竖直向下拉绳子时,因力的作用是相互的,则绳子对工人会施加竖直向上的拉力,其大小也为300N,此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支,由力的平衡条件可得F+F支=G,则F支=G−F=700N−300N=400N因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力F压=F支=400N故C正确;D.由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计,由F=12(G+G动)可得,建筑材料P重G=2F−G动=2×300N−100N=500N故D错误。
2020-2021中考物理 杠杆平衡 培优练习(含答案)及答案
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。
如果在两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则()A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断【答案】A【解析】【分析】本题考查杠杆的平衡原理。
【详解】杠杆的平衡原理是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
图中,设一个钩码的重为G,杠杆每一小格的长度为L,则有G∙4L=2G∙2L,若两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则杠杆的左边变成2G∙4L=8GL,右边变成3G∙2L=6GL,此时8GL>6GL,所以左端下降,故A符合题意,BCD都不符合题意。
故选A。
2.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为 400N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离.F1、F2始终沿竖直方向;图甲中BO=2AO,图乙中动滑轮重为 50N,重物上升速度为 0.02m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A.甲方式F1由 150N 逐渐变大B.乙方式F2的功率为 3WC.甲乙两种方式都省一半的力D.乙方式中滑轮组的机械效率约为 88.9%【答案】D【解析】【详解】A .由图知道,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力F 1 的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值是: 1221L OB L OA == 所以,动力F 1 的大小始终不变,故A 错误;BC .由于在甲图中, OB =2OA ,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦及杠杆自重,所以,由杠杆平衡条件知道,动力为阻力的一半,即111400N 200N 22F G ==⨯= 由图乙知道,承担物重是绳子的段数是n =3,不计绳重和摩擦,则()()211500N+50N 150N 22F G G =+=⨯=动, 即乙中不是省力一半;所以,绳子的自由端的速度是:v 绳 =0.02m/s×3=0.06m/s ,故乙方式F 2 的功率是:P=F 2 v 绳 =150N×0.06m/s=9W ,故BC 错误;D .不计绳重和摩擦,乙方式中滑轮组的机械效率是: 400N 100%=100%=100%88.9%400N 50NW Gh W Gh G h η=⨯⨯⨯≈++有用总轮 故D 正确.3.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F 1L 1=F 2L 2可知,动力变小,故选D 。
2020-2021中考物理培优(含解析)之杠杆平衡附答案
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0.08mB .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1ND .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11142cm 4cm=0.04m 22l OA ==⨯⨯= 故A 错误;B .由图知,钩码对杠杆拉力为阻力,阻力臂的大小l 2=3×2cm=6cm >l 1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F 1l 1=Gl 2可得1123N 4cm =2N 6cmF lG l ⨯== 竖直向上拉A 点时,力臂大小等于OA ,由杠杆平衡条有'12F OA Gl ⋅= ,所以测力计的示数212N 6cm =1.5N 2cm 4Gl F OA '⨯==⨯ 故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.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B.沿竖直向上方向用力最小C.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡D.此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆【答案】D【解析】【分析】【详解】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。
3.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。
【物理】培优杠杆平衡辅导专题训练附答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,杠杆恰好处于水平平衡状态,若在B处下方再挂一个钩码,若要使杠杆在水平位置再次平衡,下列可行的操作是______。
(选填字母)A.减少一个悬挂在A处的钩码B.增加一个悬挂在A处的钩码C.将悬挂在A处的钩码向左移动一格D.将悬挂A处的钩码向右移动一格【答案】C【解析】【分析】【详解】假设一个钩码重力为G,杠杆一格为l,杠杆平衡时⨯=⨯=32236G l G l Gl若在B处下方再挂一个钩码,则右边为339⨯=G l GlA.减少一个悬挂在A处的钩码,则左边为G l Gl⨯=224左边小于右边,杠杆不能平衡,故A项不符合题意;B.增加一个悬挂在A处的钩码,则左边为G l Gl⨯=428左边小于右边,杠杆不能平衡,故B项不符合题意;C.将悬挂在A处的钩码向左移动一格,则左边为⨯=G l Gl339左边等于右边,杠杆能再次平衡,故C项符合题意;D.将悬挂A处的钩码向右移动一格,则左边为⨯=G l Gl313左边小于右边,杠杆能再次平衡,故D项不符合题意。
故选C。
2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着体积为1cm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示。
当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是()A.密度秤的零点刻度在Q点B.密度秤的刻度都在Q点的左侧C.密度秤的刻度都在Q点的右侧D.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边【答案】C【解析】【分析】【详解】A.合金块没有浸入液体时,液体的密度应为零,所以秤的零刻度应该在Q处;故A正确,不符合题意;BC.若秤砣由Q向右移动,它的力臂变长,则左边合金块拉秤杆的力应增大,但合金块受到的浮力不可能竖直向下,所以零点的右边应该是没有刻度的,其刻度都在Q点的左侧。
备战中考物理 杠杆平衡 培优练习(含答案)含答案
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.在一个长3米的跷跷板(支点在木板中点)的两端分别放置两个木箱,它们的质量分别为m 1=30kg ,m 2=20kg ,为了使跷跷板在水平位置平衡,以下做法可行的是( )A .把m 1向右移动0.5米B .把m 2向左移动0.5米C .把m 1向右移动0.2米D .把m 2向左移动0.3米【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】跷跷板的支点在木板中点,根据图中信息可知,木板左边受到的压力比右边大,为了使跷跷板在水平位置平衡,应该将m 1向右移,则m 2的力臂不变为1.5m ,根据杠杆的平衡条件有1122m gl m gl '=代入数据可得m 1向右移后的力臂221120kg 1.5m1m 30kgm gl l m g ⨯'=== m 1的力臂由1.5m 变为1m ,为了使跷跷板在水平位置平衡,把m 1向右移动0.5米,所以BCD 项错误,A 项正确。
故选A 。
2.如图所示,轻质杠杆OA 的B 点挂着一个重物,A 端用细绳吊在圆环M 下,此时OA 恰成水平且A 点与圆弧形架PQ 的圆心重合,那么当环M 从P 点逐渐滑至Q 点的过程中,绳对A 端的拉力大小将( )A .保持不变B .逐渐增大C .逐渐减小D .先变小再变大【答案】D 【解析】 【详解】作出当环M位于P点、圆弧中点、Q点时拉力的力臂l1、l2、l3如下由图可知,动力臂先增大,再减小,阻力与阻力臂不变,则由杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知,拉力先变小后变大,故选D。
3.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B.左右各减少一个钩码C.左右各减少一半钩码D.左右各增加两个钩码【答案】C【解析】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.4.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F A,若力施加在B点或C点,最小的力分别为F B、F C、且AB=BO=OC.下列判断正确的是()(忽略O点的位置变化)A.F A > GB.F B = GC.F C <GD.F B > F C【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F a;若力施加在B点,当OB为力臂时动力最小,为F b;若力施加在C 点,当OC为力臂时,最小的力为F c,从支点作阻力的力臂为G l,如图所示:A.F a的力臂AO>G l,根据杠杆的平衡条件可知,F a<G,A错误。
2020-2021中考物理 杠杆平衡 培优练习(含答案)附答案
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于水平平衡状态,所用钩码完全相同。
下列做法中能使杠杆再次平衡的是A .分别在两边钩码下再增加一个相同钩码B .左边减少1个钩码,右边减少2个钩码C .两边钩码均向支点移动相同的距离D .左边钩码向左移1.5cm ,右边钩码向右移1cm【答案】D【解析】【详解】设一个钩码的重力为G ,左边钩码到支点的距离为3l ,因为杠杆正处于水平平衡,所以由杠杆平衡条件可得233G l G l ⨯=⨯右,解得2l l =右,即右边钩码到支点的距离为2l ;A .若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码,则3342G l G l ⨯≠⨯,此时杠杆不再平衡,不符合题意;B .若左边减少1个钩码,右边减少2个钩码,则32G l G l ⨯≠⨯ ,此时杠杆不再平衡,不符合题意;C .若两边的钩码均向支点移动相同的距离l ,则223G l G l ⨯≠⨯,此时杠杆不再平衡,不符合题意;D .若左边钩码向左移1.5cm ,右边钩码向右移1cm ,则2(3 1.5)3(21)G l G l ⨯+=⨯+,此时杠杆平衡,符合题意。
2.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B.沿竖直向上方向用力最小C.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡D.此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆【答案】D【解析】【分析】【详解】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。
3.如图所示,将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,AO OB ,甲物体的底面积杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N,:1:3为0.2m2,g取10N/kg。
2020-2021备战中考物理 杠杆平衡 培优练习(含答案)含答案
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示装置,杆的两端A 、B 离支点O 的距离之比:1:2OA OB =,A 端接一重为G A 的物体,B 端连一滑轮,滑轮上挂有另一重为G B 的物体。
现杠杆保持平衡,若不计滑轮重力,则G A 与G B 之比应是( )A .1∶4B .1∶2C .1∶1D .2∶1【答案】C【解析】【分析】【详解】由杠杆平衡条件可知 A G OA F OB ⋅=⋅即A G OA F OB⋅=因 :1:2OA OB =所以12A F G = 由图和动滑轮的特点可知12B F G = 故1:1A BG G = 故选C 。
2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着体积为1cm 3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q 点处时秤杆恰好平衡,如图所示。
当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是( )A.密度秤的零点刻度在Q点B.密度秤的刻度都在Q点的左侧C.密度秤的刻度都在Q点的右侧D.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边【答案】C【解析】【分析】【详解】A.合金块没有浸入液体时,液体的密度应为零,所以秤的零刻度应该在Q处;故A正确,不符合题意;BC.若秤砣由Q向右移动,它的力臂变长,则左边合金块拉秤杆的力应增大,但合金块受到的浮力不可能竖直向下,所以零点的右边应该是没有刻度的,其刻度都在Q点的左侧。
故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;D.秤砣的质量不变,由Q向左移动时,它的力臂变短,则左边合金块拉秤杆的力减小,说明合金块受到的浮力增大,而合金块排开液体的体积不变,说明液体的密度变大,所以刻度应逐渐变大,即秤杆上较大的刻度在较小的刻度的左边;故D正确,不符合题意。
故选C。
3.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为 400N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离.F1、F2始终沿竖直方向;图甲中BO=2AO,图乙中动滑轮重为 50N,重物上升速度为 0.02m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A.甲方式F1由 150N 逐渐变大B.乙方式F2的功率为 3WC.甲乙两种方式都省一半的力D.乙方式中滑轮组的机械效率约为 88.9%【答案】D【解析】【详解】A .由图知道,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力F 1 的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值是: 1221L OB L OA == 所以,动力F 1 的大小始终不变,故A 错误;BC .由于在甲图中, OB =2OA ,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦及杠杆自重,所以,由杠杆平衡条件知道,动力为阻力的一半,即111400N 200N 22F G ==⨯= 由图乙知道,承担物重是绳子的段数是n =3,不计绳重和摩擦,则()()211500N+50N 150N 22F G G =+=⨯=动, 即乙中不是省力一半;所以,绳子的自由端的速度是:v 绳 =0.02m/s×3=0.06m/s , 故乙方式F 2 的功率是:P=F 2 v 绳 =150N×0.06m/s=9W ,故BC 错误;D .不计绳重和摩擦,乙方式中滑轮组的机械效率是:400N 100%=100%=100%88.9%400N 50NW Gh W Gh G h η=⨯⨯⨯≈++有用总轮 故D 正确.4.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B .左右各减少一个钩码C .左右各减少一半钩码D .左右各增加两个钩码【答案】C【解析】 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.5.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。
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此时杠杆不再平衡,不符合题意;
B.若左边减少1个钩码,右边减少2个钩码,则
,
此时杠杆不再平衡,不符合题意;
C.若两边的钩码均向支点移动相同的距离l,则
,
此时杠杆不再平衡,不符合题意;
D.若左边钩码向左移1.5cm,右边钩码向右移1cm,则
,
此时杠杆平衡,符合题意。
12.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24N,A、B是木条两端,O、C是木条上的两个点,AO=B0,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6N.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()
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。
6.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
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6N,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6N,如图所示:
由杠杆平衡条件有: ,即: ,所以: , ,当C点放在托盘秤甲上时,仍以C为支点,此时托盘秤乙对木条B处的支持力为FB,
因为 所以 ,由杠杆平衡条件有: ,即: ,所以:FB=16N,则托盘秤乙的示数为16N.
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,
B.左边减少1个钩码,右边减少2个钩码
C.两边钩码均向支点移动相同的距离
D.左边钩码向左移1.5cm,右边钩码向右移1cm
【答案】D
【解析】
【详解】
设一个钩码的重力为G,左边钩码到支点的距离为3l,因为杠杆正处于水平平衡,所以由杠杆平衡条件可得
,
解得 ,即右边钩码到支点的距离为2l;
A.若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码,则
A.以哥哥的肩A为支点,可计算出弟弟承担的压力为400N
B.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为4:9
C.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为9:5
D.以弟弟的肩B为支点,可计算出哥哥承担的压力为600N
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.设哥哥承担的压力为FA,弟弟承担的压力为FB,以哥哥的肩A为支点,由杠杆平衡条件可得:
轻质杠杆AOB的重力可不计,杠杆的示意图如下所示:
动力和阻力大小均等于为OC,满足
所以可知
根据杠杆的平衡条件可知,A端下沉。
故选B。
14.在一个长3米的跷跷板(支点在木板中点)的两端分别放置两个木箱,它们的质量分别为m1=30kg,m2=20kg,为了使跷跷板在水平位置平衡,以下做法可行的是( )
左边等于右边,杠杆能再次平衡,故C项符合题意;
D.将悬挂A处的钩码向右移动一格,则左边为
左边小于右边,杠杆能再次平衡,故D项不符合题意。
故选C。
2.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<F2
B.F1=
C.F1力臂等于s1
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1.如图所示,杠杆恰好处于水平平衡状态,若在B处下方再挂一个钩码,若要使杠杆在水平位置再次平衡,下列可行的操作是______。(选填字母)
A.减少一个悬挂在A处的钩码B.增加一个悬挂在A处的钩码
C.将悬挂在A处的钩码向左移动一格D.将悬挂A处的钩码向右移动一格
【答案】C
10.如图所示,将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N, ,甲物体的底面积为0.2m2,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.甲物体对杠杆的拉力为10NB.杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N
C.甲物体对水平地面的压强为750PaD.水平地面对甲物体的支持力为60N
即
故B不符合题意;
D.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。
3.如图所示为等刻度轻质杠杆,A处挂4牛的物体,若使杠杆在水平位置平衡,则在B处施加的力()
A.可能为0.5牛B.一定为2牛C.一定为3牛D.可能是4牛
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
设杠杆每小格的长度为L,若在B点用垂直OB竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡,此时所用的力最小,根据杠杆平衡条件 可得
故选C。
8.如图所示装置,杆的两端A、B离支点O的距离之比 ,A端接一重为GA的物体,B端连一滑轮,滑轮上挂有另一重为GB的物体。现杠杆保持平衡,若不计滑轮重力,则GA与GB之比应是( )
A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.2∶1
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由杠杆平衡条件可知
即
因
所以
由图和动滑轮的特点可知
A.8NB.12NC.16ND.18N
【答案】C
【解析】
【分析】
在做双支点的题目时,求左边的力应以右边支点为支点,求右边的力应以左边支点为支点;本题A端放在托盘秤甲上,以B点支点,根据杠杆平衡条件先表示出木条重心D到B的距离,当C点放在托盘秤甲上C为支点,再根据杠杆平衡条件计算托盘秤乙的示数.
【详解】
即甲对杠杆的拉力为90N,杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,故AB项错误;
CD.甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为
则甲物体对水平地面的压强
故C项错误,D项正确。
故选D。
11.如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于水平平衡状态,所用钩码完全相同。下列做法中能使杠杆再次平衡的是
A.分别在两边钩码下再增加一个相同钩码
A.FA>FB>FC B.FA<FB<FC C.FA>FC>FB D.FA=FB=FC
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
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,FB的力臂LOB最长,其次是LOC、LOA,而阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件 可知,动力臂越长动力越小,所以三个方向施力大小:FA>FC>FB.
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:
故选C.
【点睛】
本题考查了杠杆平衡条件的应用,关键正确找到力臂,难点是根据杠杆的平衡条件计算出木条重心的位置.
13.如图所示,轻质杠杆AOB的支点是O,AO=BO。若在A端和B端分别悬挂重力相等的两个重物,则杠杆( )
A.保持平衡B.A端下沉
C.B端下沉D.以上均可能
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
代入数据可得m1向右移后的力臂
m1的力臂由1.5m变为1m,为了使跷跷板在水平位置平衡,把m1向右移动0.5米,所以BCD项错误,A项正确。
故选A。
15.如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的是
A.B点是支点,液压杆施的力是动力,货物重力是阻力
B.B点是支点,物体A放在车厢前部可省力
则有
若在B点斜拉使杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件 可知
则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变,动力臂减小,故动力将增大,故若使杠杆在水平位置平衡,在B点施加的力
故选D。
4.如图所示,一根均匀木尺放在水平桌面上,它的一端伸出桌面的外面,伸到桌面外面的部分长度是木尺长的 ,在木尺末端的B点加一个作用力F,当力F=3N时,木尺的另一端A开始向上翘起,那么木尺受到的重力为( )
C.当测力计从a位置转到c位置时,动力臂变为原来的4倍。由杠杆平衡条件 可以知道,在阻力与阻力臂均不变的情况下,动力臂变为原来的4倍,要使杠杆继续平衡,动力应变为原来的 ,即Fa∶Fc=4∶1。C选项正确,符合题意;
D.对模型向右吹风,根据流体压强与流速的关系可以知道,模型会受到一个向上的升力,即杠杆左边受到的拉力会减小。根据杠杆平衡条件 可以知道,在力臂均不变的情况下,阻力减小了,要使杠杆继续平衡,动力也应减小。D选项错误,不符合题意。
D.测力计在c位置时,对模型水平向右吹风,示数将会变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力,右边受到的拉力定义为动力。因为动力臂为阻力臂的 ,根据杠杆平衡条件 我们可以知道,动力应为阻力6N的4倍,即为24N,A选项错误,不符合题意;
B.测力计a位置时,动力臂等于支点到力的作用点的距离;当测力计在b位置时,动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系,即测力计从a位置转到b位置,动力臂变小了。根据杠杆平衡条件 可以知道,在阻力与阻力臂均不变的情况下,动力臂减小,要使杠杆继续平衡,动力应该增大。B选项错误,不符合题意;