《杠杆平衡中的最小力问题》杠杆平衡中的最小力问题 - 人教版中考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《杠杆平衡中的最小力问题》杠杆平衡中的最小力问题

1填空题

如图所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆重)可绕支点O自由转动,在B点挂一120N的重物.为使杠杆平衡,应在杠杆上的A点施加一个作用力F,才能使作用力最小,该最小作用力F=N.

填空题答案仅供参考

题目答案

30

答案解析

分析:

本题主要考查两个知识点:

(1)对力臂概念的理解:力臂是指从支点到力的作用线的距离;

(2)对杠杆平衡条件(F$_1$l$_1$=F$_2$l$_2$)的理解与运用:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小.

解答:

解:由杠杆平衡条件F$_1$l$_1$=F$_2$l$_2$可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小.

由图可知,在杠杆上的A点施加一个力,当力的方向跟杠杆OA垂直向上时动力臂最长,动力最小;

F1=$\frac {F$_2$L$_2$}{L$_1$}$=$\frac {120N×1}{4}$=30N

故答案为:A;30.

点评:

本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论.

2填空题

利用杠杆投掷石球,如图,已知石球重100N,OA:OB=1:4,则作用在A点力的最小值为N(不计杠杆自重及摩擦).

填空题答案仅供参考

题目答案

400

答案解析

分析:

此题是求杠杆最小力的问题,已知点A是动力作用点,因为阻力(G)和阻力臂(OB)一定,只需找出最长动力臂即可得出最省力的动力方向,可根据这个思路进行求解.

解答:

解:

(1)在A端施力F,当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大,此时最省力,即作用在A点的力沿b时最小;

(2)根据杠杆的平衡条件知:

F×L_OA=G×L_OB,其中:L_OA:L_OB=1:4,G=100N,

∴F=4G=4×100N=400N.

故答案为:b;400.

点评:

本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,找到在什么方向施加力使动力臂最长是解决问题的关键.

3单选题

如图所示,O是支点,在B端挂一重物,为使杠杆水平平衡,要在A端施加一个力,下列说法正确的是(  )

A
F$_1$最小
B
F$_2$最小
C
F$_3$最小
D
一样大

题目答案

B

答案解析

分析:

在使用杠杆时,阻力和阻力臂一定的情况下,动力和动力臂成反比,分别作出三个力的力臂,比较出力臂的大小即可得出动力的大小关系.

解答:

解:分别作出三个力的力臂如下图:



如图所示,O是支点,在B端挂一重物,阻力和阻力臂一定,动力和动力臂成反比,由图可知,力F$_2$的力臂最长,所以力F$_2$最小.

故选B.

点评:

会根据力臂的画法,作出动力的动力臂,根据力臂越长越省力,分析出最小的力.知道力臂是从支点到力的作用线的垂直距离是关键.

4单选题

如图所示,在处于水平平衡的杠杆上A点,挂上4个钩码(每个钩码的质量为50g),若使杠杆在水平位置保持平衡,作用在杠杆B点的力量最小为(g取10N/kg)(  )

A
15N
B
6N
C
3N
D
1.5N

题目答案

D

答案解析

分析:

已知阻力、阻力臂和动力臂,利用杠杆平衡条件即可求出作用在杠杆B点的最小力.

解答:

解:设杠杆的一个小格为L,则OA=3L,OB=4L,

根据杠杆平衡条件可得:F$_1$×OB=F$_2$×OA,

则F$_1$=$\frac {F$_2$×OA}{OB}$=$\frac {4×0.05kg×10N/kg×3L}{4L}$=1.5N.

故选D.

点评:

此题考查杠杆平衡条件的应用,难度不大,属于基础题.

5单选题

渔民大明借助湖中礁石,要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,如图所示,效果最好的是(  )

A
B
C
D

题目答案

D

答案解析

分析:

首先要明确把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,在阻力一定的情况下,动力臂越长,越省力,由此对各个选项逐一分析即可

解答:

解:要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,应选动力臂最大的,根据杠杆平衡条件,动力臂越长,越省力;由图可知,阻力和阻力臂相同,D中动力臂最大,效果最好

故选D