2020年中考物理復(fù)習(xí)專題19杠桿問題(解析版)

iiii【答案】如圖所示?！窘馕觥浚?）物體的重力豎直向下，重心在物體的幾何中心； （2）要使杠桿使用最省力，應(yīng)使其力臂最長(zhǎng).物體的重心在其中心處，重力方向豎直向下；要使力最小應(yīng)使力臂最長(zhǎng)，圖中以 OA長(zhǎng)為力臂是最長(zhǎng)的力臂，從A點(diǎn)做OA垂線，方向向上即為作用在A點(diǎn)的最小力。.如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖， O為支點(diǎn)，請(qǐng)畫出Fi、F2的力臂Li和L2.【答案】如圖所示.【解析】力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，由由支點(diǎn)向力作用線或方向延長(zhǎng)線作垂線，支點(diǎn)和垂足之間的長(zhǎng)度即為力臂.將Fi作用線方向延長(zhǎng)，由支點(diǎn)O分別向Fi作用線方向延長(zhǎng)線和F2的作用線作垂線,支點(diǎn)和垂足之間的長(zhǎng)度即為力臂。.如圖所示，杠桿OA在動(dòng)力Fi作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請(qǐng)你畫出阻力 F2及阻力臂L2.【答案】如圖所示。【解析】由題意分析出阻力的方向，再由支點(diǎn)向阻力的作用線作垂線即可。如圖，阻力為由于物體的重而產(chǎn)生的拉力，所以從B點(diǎn)豎直向下畫出F2；力臂為支點(diǎn)到力的作用線的距離，所以從 。點(diǎn)向F2作垂線，垂線段即為力臂L2,如圖。.在圖中畫出力F對(duì)支點(diǎn)。的力臂?！敬鸢浮咳鐖D所示?！窘馕觥勘绢}考查力臂的畫法。力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，畫力臂時(shí)應(yīng)由支點(diǎn)向力的作用線做垂線，垂線段的長(zhǎng)度即為力臂。三、實(shí)驗(yàn)題.如圖所示是小李和小王利用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿探究 杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置.甲 乙(1)實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)，杠桿靜止的位置如圖甲所示，此時(shí)應(yīng)將螺母向調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡.(2)杠桿平衡后，小李在左右兩側(cè)分別掛上鉤碼，如圖乙所示，杠桿的端會(huì)下沉，要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變鉤碼懸掛點(diǎn)的位置和較少鉤碼的前提下，只需將左側(cè)的鉤碼去掉 個(gè)即可.(3)小李和小王又分別設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案，小李的方案如圖丙所示，小王的方案如圖丁所示.你認(rèn)為的實(shí)驗(yàn)方案更好，請(qǐng)說(shuō)明你的理由.(4)實(shí)驗(yàn)中小王發(fā)現(xiàn)：如果在杠桿的 。點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)施加一個(gè)向上的力，這個(gè)力在探究實(shí)驗(yàn)時(shí)是否影響到杠桿的平衡？請(qǐng)說(shuō)明理由.(5)如圖戊所示，若不在D點(diǎn)掛鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在 D點(diǎn)向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置平衡，當(dāng)測(cè)(6)小明組在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用如圖己裝置的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡ITS(杠桿上每格等距)，但老師建(6)小明組在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用如圖己裝置的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡ITS(杠桿上每格等距)，但老師建議同學(xué)們不宜采用這種方式，主要是因?yàn)?填字母).A.一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作A.一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作B.力臂與杠桿不重合C.力和力臂數(shù)目過多，不易得出結(jié)論C.力和力臂數(shù)目過多，不易得出結(jié)論D,杠桿受力不平衡【答案】⑴右.(2)左,(3)小李，彈簧測(cè)力計(jì)在圖丙的力與力臂垂直，力臂在杠桿上便于測(cè)量.(4)這個(gè)作用在杠桿。點(diǎn)的力的力臂等于零，不影響杠桿的平衡.(5)變大.(6)C.【解析】(1)實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)，杠桿左端下沉，此時(shí)應(yīng)將螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡.(2)設(shè)一個(gè)鉤碼重力為G,杠桿每個(gè)小格長(zhǎng)度為n,則左端力與力臂的乘積為 4Gx2n=8Gn右端力與力臂的乘積為2GX3n=6Gn左端力與力臂的乘積大于右端力與力臂的乘積。所以杠桿向左端下沉。在不改變鉤碼懸掛點(diǎn)的位置和較少鉤碼的前提下，只需將左側(cè)的鉤碼去掉一個(gè).這讓就能保證左端力與力臂的乘積等于右端力與力臂的乘積。杠桿平衡。(3)小李的實(shí)驗(yàn)方案更好，因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)在圖丙的力與力臂垂直，力臂在杠桿上便于測(cè)量.(4)不影響杠桿的平衡。這個(gè)作用在杠桿 。點(diǎn)的力的力臂等于零.(5)使杠桿仍在水平位置平衡，當(dāng)測(cè)力計(jì)從 a位置車t到b位置時(shí)，力對(duì)應(yīng)的力臂變小，力變大，其示數(shù)大小將變大.(6)實(shí)驗(yàn)時(shí)，力和力臂數(shù)目過多，不易得出結(jié)論。.在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中:(1)小明把杠桿支在支架上，若杠桿左端下沉，可調(diào)節(jié)左端的平衡螺母向端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡.(2)如圖甲所示，在杠桿右側(cè) B處掛兩個(gè)相同的鉤碼，要使杠桿仍在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿左側(cè)A處掛個(gè)相同的鉤碼.(3)如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在 C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)(填變大”不變”或變小")原因是.(4)探究過程中，如圖丙在杠桿左端某一固定位置掛一個(gè)重力 G=2.5N的物體，在杠桿右端不同位置處施加不同的豎直向下的力F,保證杠桿處于平衡狀態(tài).根據(jù)多次測(cè)量的 F、L數(shù)據(jù)，畫出F和(的圖線如圖丁，由圖丁可得出杠桿平衡的條件是F與L成,根據(jù)杠桿平衡條件，可求出重力 G的力臂是m.【答案】(1)右.(2)3.(3)變大，彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂變小. (4)反比，0.2.【解析】(1)小明把杠桿支在支架上，若杠桿左端下沉，可調(diào)節(jié)左端的平衡螺母向右端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡.也可以調(diào)節(jié)右端的平衡螺母向右端移動(dòng)。(2)如圖甲所示，在杠桿右側(cè) B處掛兩個(gè)相同的鉤碼，要使杠桿仍在水平位置平衡，滿足 nGX2=2GX3N=3,應(yīng)在杠桿左側(cè)A處掛3個(gè)相同的鉤碼.(3)如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在 C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，力臂減小。杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大，原因是彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂變小.(4)G=2.5N,設(shè)重力的力臂為X,杠桿平衡時(shí)有GX=FLF和1的圖線是正比例函數(shù)，設(shè)比例系數(shù)為 k,則F=k/L,所以F與L成反比。、“1 .一. 一當(dāng)L=4時(shí)，F(xiàn)=2得到k=1/2,所以2FL=1,FL=1/2GX=FL=1/2 G=2.5N,所以X=1/2G=0.5/G=0.5/2.5=0.2m四、綜合計(jì)算題.如圖所示，A為直立固定的水管，底部活塞 B與水管接觸良好且無(wú)摩擦，其中裝入適量的水，水不會(huì)流出，活塞與水管壁間沒有摩擦?；钊ㄟ^豎直硬桿與輕質(zhì)杠桿 OCD的C點(diǎn)相連，O為杠桿的固定轉(zhuǎn)軸。一個(gè)滑輪組，其自由端與杠桿的D點(diǎn)相連。滑輪組下面掛著一個(gè)重為G的物體E。當(dāng)水對(duì)活塞的壓強(qiáng)為4X103Pa時(shí)，杠桿在水平位置平衡。已知 OC:CD=1:2，活塞B的橫截面積為30cm2,活塞與硬桿總重為3N。動(dòng)滑輪自重為2N。不計(jì)繩重和摩擦。求：(1)容器中水受到的重力i(2)物體E的質(zhì)量。(g=10N/kg)【答案】(1)12N(2)m=0.8kg【解析】(1)容器中水受到的重力G水=PS=4X103PaM0X10-4m2=12N(2)杠桿C點(diǎn)受到的壓力Fc=3N+PS=3N+4X103Pa>30M0-4m2=15NOC:CD=1:2CD=2OCOD=3OC設(shè)繩對(duì)杠桿D點(diǎn)向上的拉力為F,這有FcOC=FOD15NXOC=FX3OC F=5N根據(jù)力的作用是相互的道理，知道杠桿 D點(diǎn)對(duì)繩子向下的拉力為Fd=F=5N設(shè)物體E的質(zhì)量為m,則Fd=(2N+mg)/25N=(2N+mg)/2 m=0.8kg.如圖甲所示裝置中，物體甲重 G甲=150N,動(dòng)滑輪重G輪二50N,人重G人=650N,輕桿AB可以繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，且OA:OB=5:9.不計(jì)軸摩擦和繩重，當(dāng)輕桿AB在水平位置時(shí)，整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)，地面對(duì)物體乙的支持力為F1=210N.求：⑴物體乙受到的重力G乙；(2)用物體丙替換物體甲，并在物體乙的下方連接一個(gè)彈簧，如圖乙所示，當(dāng)輕桿 AB在水平位置時(shí)，整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)，彈簧對(duì)物體乙的作用力為 F2=780N.此時(shí)地面對(duì)人的支持力F3【答案】(1)840N(2)225N【解析】(1)杠桿AOB的B端受到向下的拉力為Fb=2G甲+G輪=2G甲+G輪=2M50N+50N=350N設(shè)繩對(duì)杠桿A端向下的拉力為Fa,則FaOA=FbOBOA:OB=5:9,貝UOB=9XOA/5FaOA=350NX9XOA/5 Fa=630N對(duì)于物體乙而言，G^=Fi+Fa=210N+630N=840N(2)對(duì)于如圖乙而言，物體乙這種情況下受力是自身豎直向下的重力 G乙、彈簧對(duì)其向下的拉力 F2、杠桿B端對(duì)其向上的拉力Foa0所以杠桿A端受力Fo