《中考物理杠杆平衡条件的应用问题综合题》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中考物理杠杆平衡条件的应用问题综合题(29页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、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 为重 5000N 的配重,杠杆AB 的支点为 O,已知 OA OB=12,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工人对地面的压力为400NB建筑材料P 重为 600NC建筑材料P 上升的速度为3m/sD物体 M 对地而的压力为4400N【答案】 A【解析】【分析】【详解】A当工人用300N 的力竖直向下拉绳子时,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
2、 G、竖直向上的拉力 F、竖直向上的支持力 F 支 ,由力的平衡条件知道F+F 支 =G即F 支 =G-F=700N-300N=400N由于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 A 正确;B由图知道,绳子的有效段数是n=2,且滑轮组摩擦均不计,由F1 G物G动知道,2建筑材料 P 的重力G=2F-G动 =2 300N-100N=500N故 B 错误;C因为物重由 2 段绳子承担,所以,建筑材料P 上升的速度v1 v绳 = 11m/s=0.5m/s22故 C 错误;D以定滑轮为研究对象,定滑轮受向下的重力、3 段绳子向下的
3、拉力、杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件知道FA =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FA=FA =1000N由杠杆的平衡条件知道FA OA=FB OB又因为 OA: OB=1: 2,所以FB = FAOA1000NOA500NOB2OA由于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 =F =500NBB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FM 支持 =GM -FB =5000N-500N=4500N因为物体间力的作用是相
4、互的,所以物体M 对地面的压力FM 压 =FM 支持 =4500N故 D 错误。故选 A。2 如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持平衡,然后向右缓慢转动F 至水平方向,这一过程中()A F 先变小后变大BF 逐渐变大C动力臂逐渐变小D动力臂逐渐变大【答案】A【解析】【分析】杠杆平衡条件及应用。【详解】杠杆在图中所示位置平衡,阻力(重物对杠杆的拉力)及阻力臂大小不变;动力F 由图中所示位置转动至水平方向的过程中,当动力F 的方向与杠杆垂直时,动力F 的力臂最长,因此动力 F 的力臂先增大后减小,由杠杆平衡条件F11 2 2可知,动力先变小后变大。l =F
5、 l故选 A。【点睛】中等题 .失分的原因是:不知道动力F 方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变;不会画动力F 在不同位置时的动力臂;不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化;不知道当动力F 与杠杆垂直时,动力臂最大,动力F 最小。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,AO : OB1:3,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
6、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。AB根据杠杆平衡条件可知杠杆A 端受到物体的拉力与OA 的乘积等于乙给B 端的拉力与OB 的乘积相等,则有G乙OB30N3FA90NOA1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F压F支G甲FA150N90N60N则甲物体对水平地面的压强F压60Np甲S甲0.2m2 300Pa故 C
7、项错误, D 项正确。故选 D。4 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,若在所用的力最小,根据杠杆平衡条件B 点用垂直 OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡,此时FlF l 可得1 12 2Fmin4LG 2L则有FminG 2L4N24L42N若在 B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件Fl1 1 F2l 2 可知F1F2l 2l1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
8、杠杆在水平位置平衡,在B 点施加的力F2N故选 D。5 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,
9、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,则根据可知,该机械所做的有用功都相等,故C 正确;WGhD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。6 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
10、是()GHLGHAB2LC HLD GLGH【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 H ,阻力为木箱的重力,阻力臂为L ,如图所示:22根据杠杆的平衡条件可得L HG=F2 2GLF=H故选 D。7 有一平衡的不等臂杠杆,下面哪种情况下杠杆仍能平衡:()A使动力、阻力的大小减少相同的数值B使动力、阻力的大小增加相同的数值C使动力臂、阻力臂增加相同的长度D使动力、阻力的大小增加相同的倍数【答案】D【解析】【详解】不等臂杠杆平衡时,满足F1l 1=F2l2, l 1l 2, F 1F 2。A 使动力、阻力的大小减少相同的数值F 时,由 Fl 1 Fl 2 可知,(F 1- F)l1 (F 2- F)l2 ,故 A 不符合;B使动力、阻力的大小增加相同的数值F 时,由 Fl 1 Fl 2 可知,(F 1+F)l1 (F 2+F)l2 ,故 B 不符合;C使动力臂、阻力臂增加相同