專題訓練1 杠桿動態(tài)平衡—2021年中考物理二輪專題復習 【含答案】
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1、專題訓練——杠桿動態(tài)平衡 1.如圖所示,輕質杠桿一端在一個始終與杠桿垂直的力F1作用下逐步抬起到水平位置,在此過程中F1的大小及力臂變化是( ) A.變大、不變 B.變大、變小 C.不變、變大 D.不變、變小 2.如圖所示,一根重木棒在A點的拉力F的作用下以O點為軸,由豎直位置逆時針勻速轉到水平位置的過程中,若動力臂為l,動力與動力臂的乘積為M,則( ?。? A.F沿水平方向時,l減小、F逐漸變大、M減小 B.F沿豎直方向時,l減小、F不變、M變大 C.F作用在A點時杠桿一定時省力杠桿 D.F無論沿哪個方向M均變大 3.如圖所示,小明用一可繞O點轉動的輕質杠桿,將
2、掛在杠桿下的重物提高,他用一個始終與杠桿垂直的力F,使杠桿由豎直位置緩慢轉到水平位置,在這個過程中此杠桿的動力F的變化情況是( ?。? A.一直是減小的 B.先增大后減小 C.一直是增大的 D.先減小后增大 4.如圖,一根重木棒在水平動力(拉力)F的作用下以O點為軸,由豎直位置逆時針勻速轉到水平位置的過程中,若動力臂為L.則( ) A.F減小,L減小 B.F增大,L增大 C.F增大,L減小 D.F減小,L增大 5.如圖所示是某起重機示意圖。若主梁始終保持水平,當重物由主梁左端靠近支點O的位置出發(fā),緩慢向右移動的過程中,拉力F與重物到支點O的距離s的關系圖像是( )
3、 A. B. C. D. 6.如圖,吊車向上起吊一箱貨物,利用伸縮撐桿可使吊臂繞O點緩慢轉動。起吊時,伸縮撐桿對吊臂的支持力F始終與吊臂垂直,且作用點不變。貨物對吊臂向下拉力的力臂為l。在吊起貨物的過程中,F(xiàn)與l的關系圖象是( ?。? A. B. C. D. 7.如圖,用豎直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均勻木棒的一端,使木棒能夠繞另一端轉動,關于這一過程的下列說法正確的是( ?。? A.F的力臂逐漸變小 B.F逐漸變小 C.F和它相應的力臂的乘積保持不變 D.木棒具有的機械能保持不變 8.如圖所示,輕質杠桿OA中間有一點B掛著重物G,O為轉軸,A用細線
4、系住,細線的另一端系住一滑塊M,滑塊可沿固定圓弧PQ滑動,A點位于圓弧PQ的圓心。如果保持杠桿在水平位置平衡,當滑塊由P點逐漸移到Q點時,繩子對A點的拉力( ) A.逐漸減小 B.保持不變 C.逐漸增大 D.先減小,后增大 9.如圖所示,一長為L的輕質直桿可繞O點轉動,桿下掛一所受重力為G的物塊,剛開始直桿與豎直方向夾角為60°。為了安全下降物塊,用一個始終水平向右且作用于直桿中點的拉力F,使直桿緩慢地轉動到豎直位置(可以認為杠桿每一瞬間都處于平衡狀態(tài)),則下列說法正確的( ?。? A.拉力F的大小保持不變 B.拉力F和物塊重力G是一對平衡力 C.這個過程中直桿一直都
5、是費力杠桿 D.這個過程中物塊重力所做的功為GL 10.如圖所示有輕質木板(質量可忽略不計)長為L,右端放一重為G的物塊,并用一豎直向上的力F拉著,左端可繞O點轉動。當物塊向左做勻速滑動時,木板始終在水平位置保持靜止,則如圖所示的拉力F與物塊運動時間t的關系圖中,正確的是( ?。? A. B. C. D. 11.如圖所示,一根粗細均勻的鐵棒AB靜止在水平地面上,現(xiàn)用力F將鐵棒從水平地面拉至豎直立起。在這個過程中,力F作用在B端且始終垂直于AB向上。設鐵棒重力的力臂為L,則在將鐵棒豎起的過程中,下列F與L的關系圖象是( ?。? A. B. C. D. 12.某人用力F抬起放
6、在水平地面上的一勻質杠桿AB的B端,F(xiàn)方向始終豎直向上,如圖所示,則在抬起過程中( ) A.F 逐漸變大 B.F 保持不變 C.F 逐漸減小 D.無法確定 13.如圖所示杠桿,在末端施加一個始終與杠桿垂直的力F,當杠桿由如圖實線位置勻速轉動到虛線位置時,F(xiàn)大小的變化情況是( ?。? A.大小不變 B.由小變大 C.先變大后變小 D.先變小后變大 14.如圖所示,一根輕木條左端放一支較短的蠟燭,右端放一支較長的蠟燭,兩支蠟燭一樣粗細。在0處將木條支起,木條能在水平位置平衡。同時點燃蠟燭,點燃后蠟燭的燃燒速度相同。那么,在燃燒過程中,木條( ?。? A.始終保持水平 B.左
7、端會下沉 C.右端會下沉 D.無法判斷 15.如圖所示,一根可繞O點轉動的均勻硬棒重為G,在棒的一端始終施加水平力F,將棒從圖示位置緩慢提起至虛線位置的過程中( ) A.F的力臂變小,F(xiàn)的大小變大 B.F的力臂變大,F(xiàn)的大小變小 C.重力G與它的力臂乘積保持不變 D.重力G與它的力臂乘積變大 16.如圖,左邊的鉤碼個數(shù)和位置保持不變,彈簧測力計的作用點固定,只改變測力計與水平方向的角度θ.使杠桿水平方向平衡,能描述測力計示數(shù)F與θ關系的大致圖象是( ?。? A. B. C. D. 17.如圖是農(nóng)村曾用的舂米工具的結構示意圖。桿AB可繞O點轉動,桿右端均勻柱
8、形物體的長度與桿右側的OB相等地,桿AB的重力不計,柱形物體較重。 (1)制作舂米工具時,為了使作用在A點的力F更小,在其它條件相同時,只改變支點O點的位置,應將O點更靠近 端。 (2)若作用在A點的動力F方向始終與桿垂直,則桿從水平位置緩慢轉動45°角的過程中,動力F大小的變化是 。 18.如圖(a)所示,在對汽車的發(fā)動機做檢修時需要將引擎蓋抬起,抬起過程應用了杠桿原理,引擎蓋可繞O點自由轉動,A點為引擎蓋重心位置。若在引擎蓋的前端,用豎直向上的力抬起引擎蓋過程中,重力G的力臂逐漸 ?。ㄟx填“變短”或“變長”),所用外力的大小 ?。ㄟx填“增大”、“減小”
9、或“不變”)。圖(b)為引擎蓋支起時受力分析模式圖。由圖分析可知,該杠桿屬于 ?。ㄟx填“省力”、“等臂”或“費力”)杠桿。 19.士兵用力緩慢勻速拉動繩子,把吊橋AB(杠桿)吊起,如圖所示。 (1)在圖中畫出杠桿所受動力F和力臂L。 (2)如圖所示的這一時刻,杠桿是 ?。ㄟx填“省力”“等臂”或“費力”)杠桿。 (3)在緩慢勻速拉升至虛線位置的過程,拉力的大小將如何變化? 。 20.如圖所示,一均勻木板AB,B端固定在墻壁的轉軸上,木板可在豎直面內(nèi)轉動,木板下墊有長方形木塊C,恰好使木板水平放置?,F(xiàn)有水平拉力F拉木塊C,在粗糙水平地面上由B向A緩慢運動過程中
10、,拉力F將( ?。? A.變小 B.不變 C.逐漸增大 D.先減小后增大 21.材料相同的甲、乙兩個實心物體分別掛在杠桿A、B兩端,O為支點(OA<OB),如圖所示,杠桿處于平衡狀態(tài)。如果將甲、乙物體(不溶于水)浸沒于水中,杠桿將會( ?。ú豢紤]杠桿自身的影響) A.A 端下沉 B.B 端下沉 C.仍保持平衡 D.無法確定 22.一根輕質杠桿兩端分別掛著質量不等的兩鐵塊,如圖所示,此時杠桿靜止。若將鐵塊1 浸沒于水中,同時將鐵塊2浸沒于酒精中,則下列說法正確是( ?。é阉?.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3) A.杠桿仍然平衡 B.左端下沉,右端
11、上升 C.左端上升,右端下沉 D.無法確定 23.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C放兩支與B端完全相同的蠟燭,如果將三支蠟燭同時點燃,它們的燃燒速度相同。那在蠟燭的燃燒過程中,直尺AB將( ?。? A.蠟燭燃燒過程中A將逐漸上升 B.始終保持平衡 C.不能保持平衡,待兩邊蠟燭燃燒完了以后,才能恢復平衡 D.蠟燭燃燒過程中B端將逐漸上升 24.如圖所示,杠桿AOB可繞O點自由轉動,為拉起懸掛于A端的重物G,小明豎直向下拉B端的輕質繩。在勻速拉起重物G的過程中,小明對繩端施加的拉力F1( ?。? A.保持不變 B.越來越小
12、 C.先變大后變小 D.先變小后變大 25.如圖所示,兩端分別站著一個大人和一個小孩,杠桿平衡。如果他們同時都以相同的速度向支點緩慢走,杠桿將( ?。? A.小孩那端下沉 B.大人那端下沉 C.仍保持平衡 D.無法確定 26.質量相同的銅塊和鋁塊分別掛在杠桿A、B兩端,O為支點,如圖所示,杠桿處于平衡狀態(tài)。如果將銅塊和鋁塊浸沒于水中,杠桿將會( ?。? A.A端下降 B.B端下降 C.仍保持平衡 D.無法判斷 27.如圖所示,輕繩的一端系有質量為2kg的物體C,另一端系在質量為1kg的均勻木棒AO的A端;木棒AO可繞O端無摩擦轉動,在水平拉力F的作用下木棒AO與水平墻面的夾
13、角由30°緩慢增加到60°(g=10N/kg),則( ?。? A.拉力F的大小一直不變 B.棒與墻面成45°時拉力F=25N C.棒與墻面成30°時拉力F=N D.棒與墻面成60°時拉力F= 28.如圖所示,不等臂杠桿(l1>l2)兩端掛著質量為m1,m2的吊盤(包括重物),杠桿水平平衡,杠桿自重和摩擦力不計,若將兩吊盤向支點O點移近相同的距離△l,則( ?。? A.杠桿仍保持平衡 B.杠桿右端向下傾斜 C.要使杠桿恢復水平平衡需再往某側吊盤中加入重物,其質量為(m2﹣m1) D.要使杠桿恢復水平平衡需再往某側吊盤中加入重物,其質量為(m2﹣m1) 29.
14、甲、乙兩個身高相同的人抬著一個木箱沿斜坡上山,木箱的懸點恰好在抬杠的中央。如圖所示,則甲、乙兩人所用的力F甲與F乙的關系是( ?。? A.F甲=F乙 B.F甲>F乙 C.F甲<F乙 D.已知條件不足,所以無法判斷 30.如圖所示,質量分布均勻的相同的兩塊磚平放在水平地面上,現(xiàn)分別用豎直向上的力F1和F2分別作用在ab和cd的中點,使它們緩慢的豎直起來,且磚不在地面上滑動,當磚的邊ab、cd剛離開地面時F1 F2(選填“>”、“<”或“=”),在ab邊不斷抬高的過程中,F(xiàn)1的大小將 (選填“增大”、“減小”或“不變”)。 31.如圖,輕桿OA可繞O點自由轉
15、動,用細線將15N的重物掛在A處,小明在B處用豎直向上的拉力提住輕桿,OB和BA長度之比為3:5,下列問題中,輕桿始終在水平位置處于平衡。 (1)拉力大小為 N; (2)若僅增加物重,則拉力的變化量和物重的變化量之比為 ; (3)若拉力方向變?yōu)閳D中虛線所示方向,則拉力將變 。 32.如圖所示,均勻桿AB長為L,可以繞轉軸A點在豎直平面內(nèi)自由轉動,在A點正上方距離L處固定一個小定滑輪,細繩通過定滑輪與桿的另一端B相連,并將桿從水平位置緩慢向上拉起。已知桿水平時,細繩的拉力為T1,桿與水平面夾角為30°時,細繩的拉力為T2,則T2:T1= 。
16、 答案 1. 解:根據(jù)力臂的概念做出力F和重力G的力臂,如圖所示: 在力F使杠桿從所示位置慢慢抬起到水平位置的過程中,重物的重力不變但力臂變大,F(xiàn)的力臂為杠桿的長,力臂不變, 根據(jù)杠桿平衡條件:F?LF=G?LG 則F=,所以F一直在增大; 所以G不變,G的力臂在增大,F(xiàn)的力臂不變,F(xiàn)一直在變大,故A正確,BCD錯誤。 故選:A。 2. 解:AB、如左圖,l為動力臂OE,L為阻力臂OM, 由杠桿的平衡條件得:Fl=GL 以O點為軸,由豎直位置逆時針勻速轉到水平位置的過程中, l不斷變小,L逐漸增大,阻力G不變; 根據(jù)杠桿的平衡條件,動力與
17、動力臂的乘積等于阻力與阻力臂之積,因為阻力臂之變大,而阻力G不變,故動力與動力臂的乘積M變大,A錯誤; 如上右所示,F(xiàn)沿豎直方向時,動力臂l變大,B錯誤; C、在左圖中,當動力臂OE小于阻力臂OM時,為費力杠桿,C錯誤; D、右圖中,因阻力G不變,而阻力臂變大,阻力臂與阻力的乘積變大,根據(jù)杠桿的平衡條件,即M變大; 由上知,左圖中M變大,故F無論沿哪個方向M均變大,D正確。 故選:D。 3. 解:由圖可知,動力F的力臂LF始終保持不變,物體的重力G始終大小不變, 在杠桿從豎直位置向水平位置轉動的過程中,重力的力臂LG從零逐漸增大,如圖所示: 由F×LF=G×LG可得,LF和
18、G不變時,當LG增大時,動力F一直增大。 故選:C。 4. 解:如圖所示: L動力臂,l為阻力臂;以O點為軸,由豎直位置逆時針勻速轉到水平位置的過程中l(wèi)不斷變大,L逐漸變小;木棒的自重不變,即G不變; 由于杠桿勻速轉動,因此杠桿處于處于動態(tài)平衡; 因為L變小,l變大,G不變,所以由FL=Gl可得,F(xiàn)逐漸變大。 故選:C。 5. 解:假設主梁需要拉力F作用,減去平衡主梁重力的力F2后,剩下的力設為F1,當重物由主梁支點O向右端緩慢移動的過程中,拉力F1為動力,重物對杠桿的拉力大小等于物體的重力G,動力臂為整個主梁的長度,設為L,阻力臂為s,根據(jù)杠桿的平衡條件得:F1L=Gs,故
19、F1=,因F=F1+F2,故F=+F2, 由關系式知:拉力F與重物到支點O的距離s成一次函數(shù)關系,且拉力隨s的增大而增大,故A符合題意。 故選:A。 6. 解: 將吊臂視為杠桿,O為支點,伸縮撐桿對吊臂的支持力F,其力臂為L1,設貨物對吊臂的拉力為F2(等于貨物的重力不變),其力臂為L,如下圖所示: 根據(jù)杠桿的平衡條件可得:F×L1=F2×L, 所以,支持力:F=×F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 則在吊起貨物的過程中,F(xiàn)2的力臂為L逐漸變小, 因F2、L1均不變,則由①式可知F與L是正比例函數(shù)關系,其圖象為過原點的傾斜直線,故只有B正確。 故選:B。 7. 解:如圖,
20、AB、若動力總是豎直向上,動力臂逐漸減小,阻力臂也逐漸減小,但△OAC∽△OBD,所以 =為定值即動力臂和阻力臂的比值為定值,因為阻力(木棒重)不變,根據(jù)F×OB=G×OA可得:動力F保持不變,故A正確,B錯誤; C、由于木棒的重力G不變,OB逐漸減小,G×OB也減小,又因為F×OB=G×OA,所以F和它相應的力臂的乘積減小,故C錯誤; D、木棒在勻速逐漸變高的過程中,質量不變,速度不變,動能不變,高度升高,重力勢能增加,機械能增加,故D錯誤。 故選:A。 8. 解:當滑環(huán)M從P點逐漸滑到Q點的過程中,物體的重以及重力的力臂不變; 滑塊由P到M,拉力的力臂增大,由M到Q,拉力的力臂減
21、??; 根據(jù)F1×L1=F2×L2,可知拉力先變小后變大。 故選:D。 9. 解: A、由圖知,杠桿由與豎直方向成60°角逐漸轉到豎直位置時,由于拉力始終水平,所以其力臂逐漸變大;物體對杠桿拉力為阻力,轉動過程中阻力臂逐漸變?。挥筛軛U平衡條件可知拉力F逐漸變小,故A錯誤; B、拉力F和物塊重力大小不等、不在一條直線上,不作用在一個物體上,所以不是一對平衡力,故B錯誤; C、當杠桿轉到豎直位置時,阻力臂為0,杠桿為省力杠桿,故C錯誤; D、杠桿由與豎直方向成60°角時,杠桿右端高度h=L,轉到豎直位置時杠桿下端高度降到L處,所以物體下降高度△h=LL=L,所以物體重力做功W=G△h=
22、GL,故D正確; 故選:D。 10. 解:如圖所示: 動力臂為OA=L,杠桿受到物體的壓力(阻力)F′=G,阻力臂為OB, 物塊向左做勻速滑動,則阻力臂OB=OA﹣vt=L﹣vt, 因杠桿平衡, 故有:F×OA=F′×OB=G×(OA﹣vt), 即:F×L=G×(L﹣vt),則F=G﹣t, 因G、v、L為常數(shù),所以拉力F與運動時間t是一次函數(shù)關系,當t增大時,F(xiàn)減小,變化關系為直線。 故選:A。 11. 解:力F將鐵棒從水平地面拉至豎直立起,A為支點,力F作用在B端且始終垂直于AB向上,故動力臂大小始終等于AB,阻力為鐵棒AB的重力,根據(jù)杠桿的平衡條件:F×AB=G×L
23、, 則有:F=×G,因G和AB大小均為定值,故F與L成正比,因此F與L的關系圖象是過原點的直線,只有D正確; 故選:D。 12. 解:分析杠桿的五要素,如圖所示: 因重力方向豎直向下,動力總是豎直向上,故動力與阻力方向是平行的,由幾何知識,△ACE∽△AFD, 所以 =為定值,即動力臂和阻力臂的比值為定值,因為阻力(木棒重)不變,根據(jù)F×AF=G×AE可得: F=,動力F保持不變。 故選:B。 13. 解: 根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2分析,將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時,動力臂不變,阻力不變,阻力力臂變大,所以動力變大. 當杠桿從水平位置拉到最終位置時,動
24、力臂不變,阻力不變,阻力臂變小,所以動力變?。? 故F先變大后變?。? 故選:C. 14. 解:設左右兩邊的蠟燭質量分別為m左、m右, ∵杠桿在水平位置平衡; ∴m左g×L左=m右g×L右﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① ∵兩只蠟燭粗細相同,同時點燃,則燃燒速度相同, ∴兩只蠟燭因燃燒減少的質量△m相同,此時杠桿左右兩端受到的力分別為(m左﹣△m)g、(m右﹣△m)g, ∵左邊:(m左﹣△m)gL左=m左g×L左﹣△mgL左﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 右邊:(m右﹣△m)gL右=m右g×L右﹣△mgL右﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 由圖可知:L左>L右,則△
25、mgL左>△mgL右,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ ∴根據(jù)①④可比較②③得: (m甲﹣△m)gL左<(m右﹣△m)gL右, 所以杠桿失去平衡,右端會下沉。 故選:C。 15. 解:在棒的一端始終施加水平力F,將棒從圖示位置緩慢提起至虛線位置的過程中,根據(jù)力臂的定義可知,F(xiàn)的力臂變大,重力G的力臂減??;根據(jù)杠桿的平衡條件FL=GL'可知,重力不變,重力的力臂減小,則重力與重力的力臂的乘積減小,動力臂變大,故動力F減小,故B正確,ACD錯誤。 故選:B。 16. 解:當測力計和杠桿的角度從0°逐漸增加到90°時,動力臂越來越大,動力越來越小,當測力計和杠桿垂直時,此時動
26、力臂最大,動力最小,當測力計和杠桿的角度從 90°逐漸增加到180°時,角度越大,動力臂越小,動力越大;由于θ不能達到180°,所以拉力不可能減小到零.故ACD不符合題意,B符合題意. 故選:B。 17.解:(1)根據(jù)杠桿的平衡條件:F1L1=F2L2,動力臂越長、阻力臂越短則越省力,所以O點向B點移動時,動力臂增大,阻力臂減小,使用起來越省力。 (2)在桿從水平位置緩慢轉動45°角過程中,動力F的方向始終與桿垂直,故動力臂不變。阻力臂先增大后變小,由杠桿平衡可知,動力F先增大后變小。 故(1)B(或右);(2)先增大后變小。 18. 解:(1)如圖,引擎蓋在水平位置時,重力力臂是O
27、A’,引擎蓋抬起后,重力的力臂是OG,所以當引擎蓋被豎直向上抬起時,重力的力臂變短。 (2)根據(jù)杠桿平衡條件得, 引擎蓋在水平位置時,重力的力臂是OA',外力的力臂是OB',則,=, 引擎蓋抬起時,重力的力臂是OG,外力的力臂是OC,則,=,由于△OBC∽OAGA,故=, 由于OA=OA',OB=OB',則,=, 故,=,即F=F', 所以外力不變。 (3)如圖,外力的力臂始終大于重力的力臂,即動力臂大于阻力臂,故杠桿是省力杠桿。 故變短;不變;省力。 19. 解:(1)由圖可知,支點為A,拉力的方向沿著BC方向;從A作BC的垂線,該垂線段為力臂L,如圖所示: (2
28、)由圖可知,此時的動力臂要大于阻力臂,為省力杠桿; (3)在緩慢勻速拉升至虛線位置的過程,動力的力臂變大,阻力的力臂變小,在阻力不變的情況下,根據(jù)F1L1=F2L2可知,動力是減小的。 故(1)如圖;(2)省力;(3)減小。 20. 解: 以桿為研究對象,桿受重力G和C對它的支持力F支,兩力臂如圖所示: 根據(jù)杠桿平衡條件可得:F支?L支=G?LG, 水平力F由B向A緩慢拉動木塊,F(xiàn)支的力臂增大,重力G及其力臂LG均不變, 所以根據(jù)杠桿平衡條件可知,在整個過程中支持力在逐漸減小; 由于支持力逐漸變小,且力的作用是相互的,所以可知桿對物體C的壓力也逐漸變小, 根據(jù)影響摩擦力大
29、小的因素可知,C和木板間、C和地面間的摩擦力逐漸減小,由力的平衡條件知,水平拉力F也逐漸減小,故A正確。 故選:A。 21. 解: 由題知,甲、乙兩物體的密度相同,OA<OB,即甲的力臂要小于乙的力臂; 根據(jù)杠桿的平衡條件可知,G甲×L甲=G乙×L乙, 即:ρgV甲L甲=ρgV乙L乙, 所以:V甲L甲=V乙L乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①, 如果將甲、乙物體(不溶于水)浸沒于水中,此時甲乙都要受到浮力的作用,根據(jù)阿基米德原理可知,甲乙受到的浮力分別為: F浮甲=ρ水gV甲,F(xiàn)浮乙=ρ水gV乙, 此時左邊拉力與力臂的乘積為:(G甲﹣ρ水gV甲)×L甲=G甲×L甲﹣ρ水gV甲×L
30、甲﹣﹣② 此時右邊拉力與力臂的乘積為:(G乙﹣ρ水gV乙)×L乙=G乙×L乙﹣ρ水gV乙×L乙﹣﹣③ 由于V甲L甲=V乙L乙, 所以:ρ水gV甲×L甲=ρ水gV乙×L乙, 則由②③兩式可知,此時左右兩邊拉力與力臂的乘積相同,故杠桿仍然會保持平衡。 故選:C。 22. 解:一根輕質杠桿兩端分別掛著質量不等的兩鐵塊,此時杠桿靜止, 則由杠桿平衡條件可得G1L1=G2L2,即ρ鐵gV1L1=ρ鐵gV2L2, 化簡可得:V1L1=V2L2, 鐵塊1浸沒于水中,同時將鐵塊2浸沒于酒精中,都會受到浮力的作用; 此時左端的力和力臂的乘積為:ρ鐵gV1L1﹣F浮水L1=ρ鐵gV1L1﹣ρ水
31、gV1L1, 右端的力和力臂的乘積為:ρ鐵gV2L2﹣F浮酒L2=ρ鐵gV2L2﹣ρ酒gV2L2, 由于ρ水>ρ酒,V1L1=V2L2, 則ρ鐵gV1L1﹣ρ水gV1L1<ρ鐵gV2L2﹣ρ酒gV2L2,故左端會上升,右端會下降。 故選:C。 23. 解:設一只蠟燭的質量為m,直尺長度為L,則2m×L=m×L, 直尺在水平位置平衡;三支蠟燭同時點燃,并且燃燒速度相同,三支蠟燭因燃燒減少的質量m′相同, 2(m﹣m′)×L=(m﹣m′)×L, 因此在燃燒過程中直尺仍能平衡。 故選:B。 24. 解:如圖所示,LG=OAcosθ,LF=OBcosθ, 由杠桿平衡條件得:GLG
32、=F1LF, 則:F1===, 由于G、OB、OA保持不變,則拉力F1將保持不變,故A正確; 故選:A。 25. 解: 原來杠桿在水平位置平衡,大人的重力大,即:G1>G2, 根據(jù)杠桿的平衡條件可知: G1?L1=G2?L2, 當兩人向支點移動相同的距離,則G1?L1這個乘積減少的多,剩余的值?。籊2?L2這個乘積減少的少,剩余的值大,所以(小孩)G2所在的那端下沉。 故選:A。 26.解: 因鋁塊、銅塊的質量相同(重力相同),由杠桿平衡條件可知,兩側力與力臂的乘積相同,并且杠桿為等臂杠桿; 又因為兩者的質量相同,且ρ銅>ρ鋁,所以由V=可知,V銅<V鋁;當同時浸沒
33、于水中后,鋁塊排開水的體積較大,則鋁塊受到的浮力較大(即托起鋁塊的力較大),所以鋁塊一側上升,銅塊一側將下降,即B端將下降。 故選:B。 27.解:GC=2kg×10N/kg=20N;G木=1kg×10N/kg=10N; 設木棒AB的長度為l,當棒與水平墻面成60°時,力與力臂的關系如圖所示: 根據(jù)直角三角形的邊角關系可知,L=l,LG=l,L木=l; 其中F為動力,GC、G木均為阻力, 根據(jù)杠桿平衡的條件可得FL=GCLG+G木L木, 即F×l=20N×l+10N×l,化簡可得:F=N,故D錯誤; 同理,當棒與水平墻面成45°時,L=l,LG=l,L木=l; 根據(jù)杠桿平
34、衡的條件可得,F(xiàn)×l=20N×l+10N×l,化簡可得:F=25N,故B正確;故A錯誤; 同理,當棒與水平墻面成30°時,L=l,LG=l,L木=l; 根據(jù)杠桿平衡的條件可得,F(xiàn)×l=20N×l+10N×l,化簡可得:F=25N,故C錯誤。 故選:B。 28.解: (1)由題知,杠桿原來平衡,兩端所掛吊盤對杠桿拉力大小等于吊盤重力, 由G=mg和杠桿的平衡條件有:m1gl1=m2gl2, 因為l1>l2,所以m1<m2, 兩吊盤向支點O點移近相同的距離△l,則杠桿左邊力與臂的乘積=m1g(l1﹣△l)=m1gl1﹣m1g△l, 同理杠桿右邊力與力臂的乘積=m2g(l2﹣△l)
35、=m2gl2﹣m2g△l, 因為m1<m2,所以m1g△l<m2g△l, 則:m1g(l1﹣△l)>m2g(l2﹣△l), 所以杠桿不再平衡,且杠桿的左端會向下傾斜,故AB錯誤; (2)因為m1g(l1﹣△l)>m2g(l2﹣△l),應向右盤中加入重物, 若右盤中加入質量為m重物后杠桿平衡,由杠桿平衡條件有: m1g(l1﹣△l)=(m2+m)g(l2﹣△l), 即:m1gl1﹣m1g△l=m2gl2﹣m2g△l+mg(l2﹣△l) 而m1gl1=m2gl2, 所以﹣m1g△l=﹣m2g△l+mg(l2﹣△l) 解得:m=(m2﹣m1),故C正確,D錯誤。 故選:C。
36、29. 解:如圖: 解:如右圖,LAE為阻力臂,LAF為動力臂; 因為:F乙LAF=GLAE, 所以:F乙==G, 同理,可求F甲=G, 則甲、乙兩人所用的力F甲=F乙。 故選:A。 30. 解:圖1以與地面接觸的下邊為支點轉動,F(xiàn)1克服重力才能將磚抬起,即F1×cd=mg×;F1=; 圖2同理有:F2×ab=mg×,F(xiàn)2=,所以F1=F2; 在ab邊不斷抬高的過程中,動力始終向上,重力始終豎直向下。因為動力臂與阻力臂的比值不變,所以動力與阻力的比值也不變,所以動力的大小也保持不變。 故=;不變。 31. 解答】解:由圖可知,O點為支點,OB為動力臂,OA為阻力臂,阻
37、力大小等于所掛物體的重力,在B點的拉力為動力; (1)已知OB和BA長度之比為3:5,則OB:OA=3:8, 由杠桿的平衡條件可知:F?OB=G?OA, 所以,拉力F===40N; (2)若僅增加物重,則F2=G+△G,F(xiàn)1=F+△F; 由杠桿的平衡條件可知:F1?OB=F2?OA,即:(F+△F)?OB=(G+△G)?OA, 所以,F(xiàn)?OB+△F?OB=G?OA+△G?OA, 由于F?OB=G?OA,所以,△F?OB=△G?OA,則==; (3)若拉力方向變?yōu)閳D中虛線所示方向,阻力及阻力臂不變,拉力的力臂變小,由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知拉力將變大。 故(1)40
38、;(2)8:3;(3)大。 32. 解:(1)桿在水平位置時,如圖,△AOB和△ABE都為等腰直角三角形,則AE=BE 由于BE2+AE2=AB2 故AE=L, 由杠桿平衡可得:T1×AE=G×AC, T1===G。 (2)把吊橋拉起到與水平面的夾角為30°時,如圖: △ABO為等邊三角形,AB=L,BE′=L, 由于BE′2+AE′2=AB2 故AE′=L, 在△ACC′中,∠CAC′=30°,CC′=AC=L, 由于AC′2+CC′2=AC2, 故AC′=L, 根據(jù)杠桿平衡的條件可得:T2×AE′=G×AC′, T2=G×=G×=G; 故T2:T1=G:G=:2。 故:2。
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