初中物理培優(yōu)競賽第十二講-杠桿

初中物理培優(yōu)競賽第十二講杠桿溫故知新：例1、如圖所示，彈簧上端固定于天花板，下端連接一圓柱形重物。先用一豎直細線拉住重物，使彈簧處于原長，此時水平桌面上燒杯中的水面正好與圓柱體底面接觸。已知圓柱形重物的截面積為l0cm2，長度為l0cm；燒杯橫截面積20cm2，彈簧每伸長lcm的拉力為0．3N，g=10N／kg，重物密度為水的兩倍，水的密度為l03kg／m3典型例題一：力臂例1、如圖，輕桿OB在外力作用下保持靜止（O為支點），請在圖中畫出動力臂和阻力臂.F1F1ABF2O拓展1、（1）請你在圖中畫出使用剪刀時，杠桿AOB所受動力F1的示意圖及動力臂L1、阻力臂L2。（2）如圖所示，F(xiàn)1是作用在抽水機手柄A點處的動力，O為支點。請畫出動力F1的力臂L1和阻力F2。典型例題二:杠桿平衡例2、小朱用圖所示的實驗裝置探究杠桿的平衡條件。（1）在調(diào)節(jié)杠桿的平衡時，如果杠桿右側(cè)高左側(cè)低，應(yīng)將兩端的平衡螺母向____________調(diào)節(jié)，使其在水平位置平衡。使杠桿在水平位置平衡的好處是____________________________________。（2）如圖所示，杠桿上每小格長為2cm，在支點左側(cè)的A點掛3個重均為0.5N的鉤碼，在支點右側(cè)B點，用彈簧測力計拉杠桿，使其在水平位置平衡。這時彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)為____________N。如果保持B點不動，彈簧測力計的方向向右傾斜，使杠桿仍在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將變____________。原因是____________________________________。（3）請你在下面的方框中，畫出實驗所需的數(shù)據(jù)記錄表格，不必填數(shù)據(jù)。（4）小朱把多個鉤碼掛在杠桿的兩端，調(diào)節(jié)鉤碼的個數(shù)與位置最終使杠桿平衡，請你分析上圖所示的平衡狀態(tài)，簡述當(dāng)杠桿受到多個力時，它的平衡條件應(yīng)當(dāng)是：_______________________________。拓展2、地面上有一條大木桿，抬起A端需用力300牛，抬起B(yǎng)端需用力200牛。這條木桿的_________端較粗，整個木桿的重量（所受的重力）為_________牛。例3、如圖一均勻杠桿A處掛2個鉤碼，B處掛1個鉤碼，杠桿恰好平衡，若鉤碼質(zhì)量均為50g，在A、B兩處再各加一個鉤碼，那么（）A.杠桿仍平衡B.杠桿左邊向下傾C.杠桿右邊向下傾D.無法確定杠桿是否平衡拓展3、如圖所示的輕質(zhì)杠桿，AO小于BO．在A、B兩端懸掛重物G1和G2后杠桿平衡．若將G1和G2同時向支點O移動相同的距離，則() A.杠桿仍保持平衡 B.杠桿的A端向下傾斜C.杠桿的B端向下傾斜 D.無法判斷例4、如圖所示，粗細均勻的直尺AB，將中點O支起來，在B端放一支蠟燭，在AO的中點O′上放兩支蠟燭，如果將三支完全相同的蠟燭同時點燃，它們的燃燒速度相同．那么在蠟燭燃燒的過程中，直尺AB將（）A．始終保持平衡B．蠟燭燃燒過程中A端逐漸上升，待兩邊蠟燭燃燒完了以后，才恢復(fù)平衡C．不能保持平衡，A端逐漸下降D．不能保持平衡，B端逐漸下降拓展4、取一根粗細均勻的直鐵絲，在它的中點用線懸掛起來，鐵絲恰好平衡。如果把其右半段對折起來，如圖所示，那么鐵絲將()A、仍保持平衡；B、往左端下沉；C、往右端下沉；D、無法確定。典型例題三:求最小力問題例5、畫出使杠桿AB在圖所示位置靜止時所用最小力F的作用點和方向。拓展5、（1）如圖所示，曲桿AOBC自重不計，O為支點，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲桿在圖示位置平衡，請作出最小的力F的示意圖及其力臂L。（2）如圖所示，唐師傅想用最省力的方法把一個油桶推上臺階．請你在圖中畫出這個力的示意圖．（3）如圖所示，一只圓柱形油桶，高80cm，底部直徑為60cm，盛滿油以后總重為3000N，要想使底部D稍稍離開地面，在B點要加的最小力為多大？同時請作出最小的力F的示意圖及其力臂L。典型例題四：力的變化例6、如圖所示，在杠桿OA上的B點懸掛重物G，A端用細繩吊在小圓環(huán)E上，且細繩AE長等于圓弧CED的半徑，此時杠桿恰好成水平狀態(tài)，A點與圓弧CED的圓心重合．E環(huán)從C點沿順時針方向逐漸滑到D點的過程中，吊繩對A端的作用力大小將（）A．保持不變B．逐漸變大C．由大變小，再由小變大D．由小變大，再由大變小例7、一根直桿可繞軸轉(zhuǎn)動，在直桿的中點掛一重物，在桿的另一端施加一個方向始終保持水平的力F，如圖所示，在力F使直桿從豎直位置慢慢抬起到接近水平位置的過程中，力F大小的變化情況是()A．一直在增大B．一直在減小C．先增大后減小D．先減小后增大拓展7、（1）如圖所示.作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F,將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B,在這個過程中的動力F()A變大B變小C不變D先變大后變小（2）如圖所示.作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F,將杠桿緩慢地由位置A拉至位置C,在這個過程中的動力F()A變大B變小C不變D先變大后變小例7、作用在杠桿一端且始終豎直向上的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個過程中，力F()A．不變B．變大C．變小D．先變大后變小例8、某工地在冬季水利建設(shè)中設(shè)計了一個提起重物的機械，圖是這個機械一個組成部分的示意圖。OA是根鋼管，每米受重力為30N；O是轉(zhuǎn)動軸；重物的質(zhì)量m為150kg，掛在B處，OB＝1m；拉力F加在A點，豎直向上，取g＝10N/kg。為維持平衡，鋼管OA為多長時所用的拉力最?。窟@個最小拉力是多少？正上方置于水平桌面上，A對B的壓強與B對桌面的壓強相等。用甲、乙兩滑輪組分別勻速提升A、B兩物體，如圖6所示，在相同時間內(nèi)兩物體被提升高度分別為hA和hB，2hA=5hB。已知兩滑輪組動滑輪重分別為G甲和G乙，且G甲?G乙=1?3。兩滑輪組的機械效率分別為η1和η2，功率分別為P1和PA．η1:η2=1:1B．ρA:ρB=3:8C．P1:P2=5:3D．GA:GB=1:8例8、有一個體積為0.1m3、重為6860N的鑄鐵件不慎落入水中，利用如圖所示的滑輪組打撈，將鑄鐵件在水中勻速提高2m（不計水的阻力），求：（1）鑄鐵件受到的浮力及動滑輪的掛鉤A受到的拉力是多大？（