9动态杠杆判断中考物理.docx
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9动态杠杆判断中考物理
2021中考物理二轮考点过关:
动态杠杆判断
考点梳理
1.杠杆的平衡分析法及其应用
当杠杆静止或做快慢均匀的转动时;就说杠杆处于平衡状态,利用杠杆的平衡条件(杠杆原理):
动力×动力臂=阻力×阻力臂或写作:
F1×l1=F2×l2
分析法──通过对事物原因或结果的周密分析,从而证明论点的正确性、合理性的论证方法.也称为因果分析;从求证的不等式出发,“由果索因”,逆向逐步找这个不等式成立需要具备的充分条件,事物都有自己的原因和结果.从结果来找原因,或从原因推导结果,就是找出事物产生、发展的来龙去脉和规律,这就起到了证明论点的合理性和正确性的作用.
强化练习
1.如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中( )
A.动力F逐渐变大B.动力F逐渐变小
C.动力F一直不变D.无法确定动力F大小
2.如图所示,匀质杠杆可绕着O点转动,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆匀速缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力),在这个过程中,力F的大小将( )
A.增大B.减小C.不变D.无法确定
3.如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的拉力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中( )
A.F变小B.F先变大后变小
C.F变大D.F先变小后变大
4.如图,用竖直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均匀木棒的一端,使木棒能够绕另一端转动,关于这一过程的下列说法正确的是( )
A.F的力臂逐渐变小
B.F逐渐变小
C.F和它相应的力臂的乘积保持不变
D.木棒具有的机械能保持不变
5.如图所示,轻杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡。
现将动力的方向改为沿虚线方向,若仍使杠杆在水平位置保持平衡,则( )
A.动力臂增大,动力增大B.动力臂增大,动力减小
C.动力臂减小,动力减小D.动力臂减小,动力增大
6.如图(a)所示的杠杆是平衡的,在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个相同的物体,如图(b)所示,以下说法中正确的是( )
A.杠杆仍然平衡B.杠杆右端下沉
C.杠杆左端下沉D.物重未知,无法判断
7.如图所示、是家庭常备的旅行箱。
若在拉杆端点A处施加竖直向上的拉力F,使箱体从水平地面绕小轮的轴O点缓慢逆时针转至图示位置。
则拉力F的大小将( )
A.保持不变B.逐渐变大
C.先变大后变小D.先变小后变大
8.如图所示,杠杆在水平位置平衡。
下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是( )
A.两侧钩码同时向外移一格
B.两侧钩码同时向内移一格
C.在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码
D.左侧增加一个钩码,右侧钩码向外移一格
9.如图所示,粗细均匀的铁棒AB处于静止状态,若在B点用始终垂直于杆的拉力F,使铁棒绕A点匀速转动至水平位置,转动过程中,拉力F将( )
A.一直不变B.逐渐变小
C.逐渐变大D.先变大后变小
10.如图所示,将一把米尺从中点O处支起,并在其两边分别挂四个钩码和两个钩码,此时米尺恰好平衡。
下列增减或移动钩码的操作中,仍能使米尺继续保持平衡的是( )
A.两边各加一个钩码
B.两边的钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码,右边钩码向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
11.如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中( )
A.F变大B.F先变大后变小
C.F变小D.F先变小后变大
12.如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于水平平衡状态,所用钩码完全相同。
下列做法中能使杠杆再次平衡的是( )
A.分别在两边钩码下再增加一个相同钩码
B.左边减少1个钩码,右边减少2个钩码
C.两边钩码均向支点移动相同的距离
D.左边钩码向左移1.5个格,右边钩码向右移1个格
13.如图所示,作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B,在这个过程中力F的大小将( )
A.变大B.不变
C.变小D.先变大后变小
14.某人用力F抬起放在水平地面上的一匀质杠杆AB的B端,F方向始终竖直向上,如图所示,则在抬起过程中( )
A.F逐渐变大B.F保持不变C.F逐渐减小D.无法确定
15.如图所示的杠杆提升重物G,杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力的大小将( )
A.逐渐变小B.逐渐变大C.不变D.无法确定
2021中考物理二轮考点过关:
动态杠杆判断
参考答案
1.如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中( )
A.动力F逐渐变大B.动力F逐渐变小
C.动力F一直不变D.无法确定动力F大小
【解答】解:
将杠杆缓慢地由最初位置拉到图中虚线所示位置,拉力F始终垂直于棒,则动力臂不变;阻力为杠杆的重力,其大小不变,当硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过一定角后,重力的力臂(阻力臂)逐渐变大;因阻力(即重力)不变,阻力臂变大,动力臂不变,所以,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,动力F变大,故A正确。
故选:
A。
2.如图所示,匀质杠杆可绕着O点转动,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆匀速缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力),在这个过程中,力F的大小将( )
A.增大B.减小C.不变D.无法确定
【解答】解:
在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置的过程中,因动力始终与杠杆垂直,所以动力臂L不变,阻力G的大小也不变,由图知阻力臂L′却逐渐增大;
由杠杆的平衡条件可得:
F•L=G•L′,当L、G不变时,L′越大,那么F越大,所以,在这个过程中拉力F逐渐增大。
故选:
A。
3.如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的拉力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中( )
A.F变小B.F先变大后变小
C.F变大D.F先变小后变大
【解答】解:
由图可知,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变大,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力逐渐变大。
故选:
C。
4.如图,用竖直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均匀木棒的一端,使木棒能够绕另一端转动,关于这一过程的下列说法正确的是( )
A.F的力臂逐渐变小
B.F逐渐变小
C.F和它相应的力臂的乘积保持不变
D.木棒具有的机械能保持不变
【解答】解:
如图,
AB、若动力总是竖直向上,动力臂逐渐减小,阻力臂也逐渐减小,但△OAC∽△OBD,所以
=
为定值即动力臂和阻力臂的比值为定值,因为阻力(木棒重)不变,根据F×OB=G×OA可得:
动力F保持不变,故A正确,B错误;
C、由于木棒的重力G不变,OB逐渐减小,G×OB也减小,又因为F×OB=G×
OA,所以F和它相应的力臂的乘积减小,故C错误;
D、木棒在匀速逐渐变高的过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度升高,重力势能增加,机械能增加,故D错误。
故选:
A。
5.如图所示,轻杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡。
现将动力的方向改为沿虚线方向,若仍使杠杆在水平位置保持平衡,则( )
A.动力臂增大,动力增大B.动力臂增大,动力减小
C.动力臂减小,动力减小D.动力臂减小,动力增大
【解答】解:
在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力时,动力臂最长,因此当动力沿虚线方向拉杠杆时,动力臂将变小,而阻力和阻力臂均不变,由F1L1=F2L2可知,动力将变大。
故选:
D。
6.如图(a)所示的杠杆是平衡的,在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个相同的物体,如图(b)所示,以下说法中正确的是( )
A.杠杆仍然平衡B.杠杆右端下沉
C.杠杆左端下沉D.物重未知,无法判断
【解答】解:
由a知,杠杆此时处于平衡状态,L右>L左,当物体下方分别加挂一个相同物体时,两边力和力臂的乘积都会增加,设物体重力为G,每节杠杆的长度为L,计算出两边力和力臂乘积的增大值,则:
左边=G×2L,右边=G×4L,右边增大的力和力臂的乘积较大,所以杠杆不平衡,将向右倾斜,ACD错误,B正确。
故选:
B。
7.如图所示、是家庭常备的旅行箱。
若在拉杆端点A处施加竖直向上的拉力F,使箱体从水平地面绕小轮的轴O点缓慢逆时针转至图示位置。
则拉力F的大小将( )
A.保持不变B.逐渐变大
C.先变大后变小D.先变小后变大
【解答】解:
使箱体从图中位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置时,如图:
对拉杆产生的阻力是重物对拉杆的压力,则F2=Gcosθ,阻力臂为OB,(θ为拉杆与水平面之间的夹角);
由于在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F,动力臂为OA′=OAcosθ,
根据杠杆的平衡条件:
F1L1=F2L2可得:
F•OA′=F2•OB,
即:
F•OAcosθ=Gcosθ•OB,
所以,F=
,故力F的大小保持不变。
故选:
A。
8.如图所示,杠杆在水平位置平衡。
下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是( )
A.两侧钩码同时向外移一格
B.两侧钩码同时向内移一格
C.在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码
D.左侧增加一个钩码,右侧钩码向外移一格
【解答】解:
设一个钩码的重力为G,杠杆上一个小格的长度为L,原来杠杆处于平衡状态,则有2G×3L=3G×2L;
A、两侧钩码各向外移一格,左边2G×4L=8GL,右边3G×3L=9GL,8GL<9GL,杠杆右端下沉;故A错误;
B、两侧钩码各往内移一格,左边2G×2L=4GL,右边3G×1L=3GL,4GL>3GL,杠杆左端下沉;故B错误;
C、在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码,左边3G×3L=9GL,右边4G×2L=8GL,9GL>8GL,杠杆左端下沉,故C错误;
D、左侧增加一个钩码,右侧钩码向外移一格,左边3G×3L=9GL,右边3G×3L=9GL;9GL=9GL,杠杆仍然平衡;故D正确。
故选:
D。
9.如图所示,粗细均匀的铁棒AB处于静止状态,若在B点用始终垂直于杆的拉力F,使铁棒绕A点匀速转动至水平位置,转动过程中,拉力F将( )
A.一直不变B.逐渐变小
C.逐渐变大D.先变大后变小
【解答】解:
在杠杆缓慢地从地面匀速转动到水平位置的过程中,动力臂L的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂L却逐渐增大;
由杠杆的平衡条件知:
F•L=G•L′,当L、G不变时,L′越大,那么F越大,因此拉力F在这个过程中逐渐增大。
故选:
C。
10.如图所示,将一把米尺从中点O处支起,并在其两边分别挂四个钩码和两个钩码,此时米尺恰好平衡。
下列增减或移动钩码的操作中,仍能使米尺继续保持平衡的是( )
A.两边各加一个钩码
B.两边的钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码,右边钩码向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
【解答】解:
设一格为L,一个钩码的重力为G;
A、两边各加一个钩码,由杠杆的平衡条件可得5G×2L<3G×4L,米尺不平衡,故A错误;
B、两边钩码各向外移动一格,由杠杆的平衡条件可得4G×3L>2G×5L,米尺不平衡,故B错误;
C、左端增加一个钩码,右端向外移动一格,由杠杆的平衡条件可得5G×2L=2G×5L,米尺平衡,故C正确;
D、左右两边的钩码各减少一个,3G×2L>G×4L,米尺不平衡,故D错误。
故选:
C。
11.如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中( )
A.F变大B.F先变大后变小
C.F变小D.F先变小后变大
【解答】解:
由图可知,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变大,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力逐渐变大。
故选:
A。
12.如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于水平平衡状态,所用钩码完全相同。
下列做法中能使杠杆再次平衡的是( )
A.分别在两边钩码下再增加一个相同钩码
B.左边减少1个钩码,右边减少2个钩码
C.两边钩码均向支点移动相同的距离
D.左边钩码向左移1.5个格,右边钩码向右移1个格
【解答】解:
设一个钩码的重是G,由图可知:
F1=2G,F2=3G,此时由F1l1=F2l2可得,2Gl1=3Gl2,则2l1=3l2,可以设左边的力臂为l1=3L,右边的力臂l2=2L;
A、由图可知,左边的力臂要大于右边的力臂,分别在两边钩码下再增加一个相同钩码,左边增大G3L,右边增大G2L,则两边增大的力和力臂的乘积不相等,故杠杆不能平衡,故A错误;
B、左边减少1个钩码,则力和力臂的乘积为:
G3L;右边减少2个钩码,则力和力臂的乘积为G2L,两边力臂和力的乘积不相等,不能平衡,故B错误;
C、两边钩码均向支点移动相同的距离,由于两边的力不同,则减小的力与力臂的乘积也不相同,故杠杆不能平衡;
D、左边钩码向左移1.5L,右边钩码向右移1L,左边:
2G×(3L+1.5L)=9GL;右边:
3G×(2L+1L)=9GL;两边力臂和力的乘积相等,杠杆能平衡,故D正确。
故选:
D。
13.如图所示,作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B,在这个过程中力F的大小将( )
A.变大B.不变
C.变小D.先变大后变小
【解答】解:
由题知,动力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,则在杠杆缓慢由A到B的过程中,动力臂OA的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂L却逐渐增大;
由杠杆的平衡条件知:
F•OA=G•L阻,当OA、G不变时,L阻越大,则F越大,因此在这个过程中拉力F逐渐变大。
故选:
A。
14.某人用力F抬起放在水平地面上的一匀质杠杆AB的B端,F方向始终竖直向上,如图所示,则在抬起过程中( )
A.F逐渐变大B.F保持不变C.F逐渐减小D.无法确定
【解答】解:
分析杠杆的五要素,如图所示:
因重力方向竖直向下,动力总是竖直向上,故动力与阻力方向是平行的,由几何知识,△ACE∽△AFD,
所以
=
为定值,即动力臂和阻力臂的比值为定值,因为阻力(木棒重)不变,根据F×AF=G×AE可得:
F=
,动力F保持不变。
故选:
B。
15.如图所示的杠杆提升重物G,杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力的大小将( )
A.逐渐变小B.逐渐变大C.不变D.无法确定
【解答】解:
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力变大。
故选:
B。