《杠杆的多支点问题》杠杆的多支点问题 - 人教版中考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《杠杆的多支点问题》杠杆的多支点问题

1单选题

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
F_甲>F_乙,因为甲方法的动力臂长
B
F_甲<F_乙,因为乙方法的阻力臂长
C
F_甲>F_乙,因为乙方法时阻力臂短
D
F_甲=F_乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍

题目答案

D

答案解析

分析:

把水泥板看做一个杠杆,抬起一端,则另一端为支点.由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体,所以,其重力的作用点在其中心上,此时动力F克服的是水泥板的重力,即此时的阻力臂等于动力臂的一半.在此基础上,利用杠杆的平衡条件,即可确定F_甲与F_乙的大小关系.

解答:

解:两次抬起水泥板时的情况如图所示:



在上述两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以阻力臂都等于动力臂的二分之一.根据杠杆的平衡条件F=$\frac {GL_阻}{L_动}$=$\frac {1}{2}$G.所以前后两次所用的力相同.

综上分析,故选D.

点评:

通过杠杆的平衡条件,将抬起物体所用的力与物体的重力两者联系在一起.对于均匀的物体,抬起一端所用的力等于其重力的一半.对于一端粗一端细的物体,由于其重心不在其中点上,所以,所用的力不等于重力的一半:抬起粗端所用的力大于重力的一半;抬起细端所用的力小于重力的一半,但两者之和仍等于物体的重力.

2单选题

如图所示,均匀木棒AB长为1m,水平放置在O、O′两个支点上,已知AO、O′B的长均为0.25m,若把B端竖直向上稍微抬起一点距离,至少要用力20N,则下列说法中不正确的是(  )

A
木棒自重60N
B
若把B端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力60N
C
若把A端竖直向上稍微抬起一点距离至少要用力40N
D
若把A端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力60N

题目答案

C

答案解析

分析:

若把B端竖直向上稍微抬起一点距离,确定支点为O,找出动力臂和阻力臂,知道动力大小,利用杠杆平衡条件求木棒重;[br]知道了木棒重,确定把B端竖直向下稍微压下一点距离、把A端竖直向上稍微抬起一点距离、把A端竖直向下稍微压下一点距离时杠杆的支点,和相应的动力臂、阻力臂,利用杠杆的平衡条件分别求各自的动力.

解答:


点评:

本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,能找出不同情况下的支点、相应的力和力臂是本题的关键.

3填空题

如图所示,均匀木棒AB长为1m,水平放置在O、Oˊ两个支点上,已知AO、OˊB的长均为0.25m,若把B端竖直向上稍微抬起一点距离,至少要用力20N.则木棒自重N,把B端竖直向下稍微压下一点距离需要N的力.

填空题答案仅供参考

题目答案

6060

答案解析

分析:

从B端竖直向上稍微抬起一点距离时,可将杆AB看作一个以O为支点,B处拉力为动力、杆自重为阻力的杠杆;利用杠杆的平衡条件可求出木棒的自重.

将B段竖直向下压时,方法同上.

解答:

解:设木棒的重心为C,由于木棒质地均匀,则C为AB的中点;

已知AB=1m,AO=O′B=0.25m,所以OC=O′C=0.25m.

如图1,从B端竖直向上抬木棒时,杠杆OCB以O为支点,由杠杆的平衡条件得:

F$_1$×OB=G×OC,代入数据,得:20N×(1m-0.25m)=G×0.25m,

解得:G=60N.

如图2,从B端竖直向下压木棒时,杆杠CO′B以O′为支点,则:

G×O′C=F$_2$×O′B,即:60N×0.25m=F$_2$×0.25m,

解得:F$_2$=60N.

故答案为:60;60.

点评:

在B端施加的动力方向不同时,相应的支点也会改变,准确找出对应的杠杆是突破题目的关键.

4单选题

如图,均匀木棒A、B,长为lm,水平放在O$_1$,O$_2$两个支点上,AO$_1$=BO$_2$=0.25m,若竖直向上稍微抬起B,至少用20N力;若把B稍微竖直向下压,至少用力(  )

A
20N
B
40N
C
60N
D
80N

题目答案

C

答案解析

分析:

从B端竖直向上稍微抬起一点距离时,可将杆AB看作一个以O1为支点,B处拉力为动力、杆自重为阻力的杠杆;

利用杠杆的平衡条件可求出木棒平衡方程;而将B端竖直向下压下时,支点为O2,则可根据杠杆的平衡条件列可列出方程,联立则可解得压力大小.

解答:

解:设木棒的重心为C,由于木棒质地均匀,则C为AB的中点,如图甲所示:



已知AB=1m,AO$_1$=O2B=0.25m,所以O$_1$C=O$_2$C=0.25m.

F$_1$×O$_1$B=G×O$_1$C,代入数据,得:20N×(1m-0.25m)=G×0.25m,

从B端竖直向下压木棒时,杆杠CO$_2$B以O$_2$为支点,如图乙所示:



则:G×O$_2$C=F$_2$×O2B,即:G×0.25m=F$_2$×0.25m,

即F$_2$×0.25m=20N×(1m-0.25m)

解得,F$_2$=60N.

故选C.

点评:

本题的关键在于明确在B端施加的动力方向不同时,相应的支点也会改变;故准确找出对应的支点是突破本题的关键.

5单选题

如图用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1800N,且AB=1.8m,BD=0.6m,CD=0.4m,则要撬动该石块所用的最小的力应不小于(  )

A
600N
B
400N
C
200N
D
150N

题目答案

C

答案解析

分析:

求撬动石块所用的最小力,就必须确定出最大动力臂和最小阻力臂.该杠杆可以有两个支点:D点和B点.[br]①D点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下,此时AD为动力臂,CD为阻力臂;[br]②B点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上,此时AC为动力臂,BC为阻力臂;[br]显然第②种情况更省力,结合杠杆的平衡条件可求出答案.

解答:


点评:

本题考查了学生杠杆平衡条件的掌握和运用,正确找出符合条件的支点和动力方向是解答题目的关键.

6单选题

如图所示,用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块.若撬棒C点受到石块的压力是1500N,且AB=1.5m,BC=0.3m,CD=0.2m,则要撬动石块所用的力应不小于(提示:注意考虑作用在A点动力的方向)(  )

A
500N
B
300N
C
200N
D
150N

题目答案

D

答案解析

分析:

求撬动石块所用的最小力,就必须确定出最大动力臂和最小阻力臂.该杠杆可以有两个支点:D点和B点.

①D点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上,此时AD为动力臂,CD为阻力臂;

②B点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下,此时AB为动力臂,BC为阻力臂;

显然第①种情况更省力,结合杠杆的平衡条件可求出答案.

解答:

解:根据分析做出图示(如右);

以D为支点,动力臂 L$_1$=AD=AB+BC+CD=1.5m+0.3m+0.2m=2m,阻力臂 L$_2$=CD=0.2m;

由杠杆的平衡条件:F$_1$L$_1$=F$_2$L$_2$,得:

F$_1$×2m=1500N×0.2m,即:F$_1$=150N.

故选D.

点评:

此题中,正确找出符合条件的支点和动力方向是解答题目的关键.