(动力<阻力)
省力
__________
撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车等
费力杠杆
L1F2
(动力>阻力)
_________
省距离
起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等
等臂杠杆
L1=L2F1=F2
(动力=阻力)
既不省力也不费力
________、定滑轮等
固定点转动阻碍动力作用线阻力作用线水平费距离费力天平
一、力臂的画法
(1)找出支点并用O表示。
提示:
支点一定在杠杆上,可以在杠杆的某的端点,也可以在杠杆中间的某处。
在杠杆转动时这个点是相对固定的。
(2)通过力的作用点画出力的作用线。
(3)从支点O向力的作用线作垂线。
(4)标力臂:
用大括号或背向双箭头。
(5)省力杠杆中最小的力应是作用在杠杆端点的垂直于杠杆的力。
【例题1】如下图是液压汽车起重机的示意图。
请你分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂L1和阻力F2的力臂L2。
参考答案:
二、利用杠杆的平衡条件来分析有关问题,一般按照以下步骤:
(1)确定杠杆的支点的位置;
(2)分清杠杆受到动力和阻力,明确其大小和方向,并尽可能地作出力的示意图;(3)确定每个力的力臂;(4)根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。
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【例题2】如图所示的杠杆调平衡后,将体积相同的甲、乙两物体分别挂在杠杆两侧的a、b处,杠杆仍平衡。
则下列说法正确的是
A.甲、乙物体的密度之比为5:
4
B.将甲、乙两物体同时向支点移动一个格子,杠杆仍然平衡
C.将甲、乙两物体同时远离支点移动一个格子,杠杆右端将下沉
D.将甲、乙两物体同时浸没在水中,杠杆左端将下沉
参考答案:
C
试题解析:
A.设杠杆上每格长为L,杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件有G甲×5L=G乙×4L,所以m甲:
m乙=G甲:
G乙=4:
5,由
,甲、乙两物体体积相同,所以ρ甲:
ρ乙=m甲:
m乙=4:
5,故A错误;B.将甲、乙两物体同时向支点移动一个格子,则对于杠杆左侧力与力臂的乘积为G甲×(5−1)L=G甲×4L,右侧为G乙×
1.如图所示,O点表示杠杆的支点,其中错误的是
2.关于杠杆,下列说法中正确的是
A.动力臂一定等于支点到动力作用点的距离
B.动力臂不仅与动力作用点的位置有关,而且跟动力的方向有关
C.杠杆一定是直的
D.使用杠杆时可以省力同时又省距离
3.如图所示,杠杆处于平衡状态,下列说法中正确的是
A.将支点两侧钩码都向右移动一格,杠杆仍平衡
B.在支点两边的钩码下各增加一个钩码,杠杆仍平衡
C.将支点左边加上二个钩码,右边加上一个钩码,杠杆仍平衡
D.将支点左边的钩码向左移动两格,将支点右侧的钩码向右移动一格,杠杆仍平衡
4.如图所示的工具在正常使用时,属于省力杠杆的是
A.撬棒B.筷子
C.食品夹D.天平
5.各种剪刀都是一对杠杆,要剪开较硬的物体,图中最合适的是
A.
B.
C.
D.
6.如图所示杠杆中,动力F的力臂是
A.OAB.OCC.ACD.OB
7.中国人是使用筷子的专家,如图所示将AB这支筷子作为杠杆分析.O点为支点,食指指头对筷子上的M点的压力FM(垂直于筷子)是动力,食物对筷子上的N点的挤压力FN(垂直于筷子)是阻力,动力FM的力臂是
A.OAB.OBC.OMD.ON
8.如图所示,是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置和操作图,乙图中在B点悬挂3个相同的钩码,关于此实验下列说法正确的是
A.若实验前杠杆如图甲所示,则需要将杠杆的平衡螺母向左调节,才能使杠杆水平平衡
B.在乙图中只在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆水平平衡,则此时杠杆可能是费力杠杆
C.在乙图中若只在D点挂3个相同的钩码,也可以让杠杆水平平衡
D.在乙图中为了保持杠杆在水平位置平衡,在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中,所需施加的拉力大小不变
9.如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把___________点看作支点,此时夹子可近似看作___________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。
10.拉杆式旅行箱给人们出行带来便捷,如图所示,使用时相当于一个___________(选填“省力”或“费力”)杠杆;若箱和物品共重100N,动力臂是阻力臂的4倍,则抬起拉杆的力F为___________N。
11.如图所示,三角支架ABC固定在客厅墙上,已知AB长40cm,AC长30cm,一花瓶正好放置在AB中点处。
A处螺钉能承受的最大水平拉力为40N,为防止因A处螺钉松脱而支架绕C点倾翻,所放置花瓶的重力最大为___________N(支架重力不计)。
若花瓶的重力较大,放置时应尽量___________(选填“靠近”或“远离”)墙壁可确保安全。
12.如图所示,AOB为机械设备的简化示意图,我们可以把它看成杠杆(自重不计),已知AO=2OB.固定O点,使OB处于水平位置,此时B端挂一重为40N的物体,要使杠杆不发生转动,至少需在A端施加F=___________N的力,在图上画出此时力的方向。
13.在图中画出在A点施加最小力F的示意图和动力臂L。
14.图中杠杆受力F,图中能表示力F力臂的是
A.OA段B.OB段C.OC段D.AB段
15.如图所示,手持弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆处于水平平衡状态,弹簧测力计的示数是5N,OA=80cm,AB=20cm,则物体的重是
A.20NB.4N
C.1.25ND.条件不足,无法判断
16.如图,O是杠杆的支点,为了提高重物,用一个跟杠杆始终保持垂直的力,使杠杆由竖直位置缓慢转动到水平位置,在这个过程中,则
A.杠杆始终是省力的B.杠杆始终是费力的
C.杠杆始终是等力的D.以上说法都不对
17.在“探究杠杆平衡条件”时,使用的杠杆如图所示:
(1)实验前,应先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如果在杠杆的A处(左第四格)挂3个相同的钩码,则在B处(右第二格)要挂____________个同样的钩码,杠杆才能仍然保持在水平位置平衡;
(3)如果将A、B处的钩码都远离支点一个格,杠杆会向____________端下沉。
(选填“左”或“右”)
18.在探究“杠杆平衡条件的实验”中:
(1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于____________或匀速转动状态.实验前没有挂钩码时,调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,其主要目的是________________________。
(2)实验中,用装置A的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师建议同学不宜采用这种方式,该种方式的不足主要是因为____________。
A.一个人无法独立操作
B.力臂与杠杆不重合
C.力和力臂数目过多,不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
(3)若用装置B进行实验,则此时弹簧测力计的示数是_______N;将弹簧测力计沿虚线方向拉,仍然使杠杆在原来的位置平衡,此时弹簧测力计的示数将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.(2017·广西四市卷)如图是我们使用的筷子,它已经成为中华民族的一种传统文化。
下列关于筷子的说法不正确的是
A.正常使用的筷子属于省力杠杆
B.正常使用的筷子属于费力杠杆
C.筷子能夹起食物,说明筷子和食物之间有摩擦力
D.筷子能夹起食物,说明力能改变物体的运动状态
20.(2017·乐山卷)如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是
A.
剪头发的剪刀
B.
自行车的脚踏板
C.
剪铁丝的手钳
D.
自行车的刹车闸
21.(2017·鄂州卷)到野外郊游时,小明和爸爸喜欢钓鱼。
鱼上钩后,小明感觉鱼在水中时很轻,拉出水面后“变重”,在把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼受到的
A.浮力增大,鱼竿是省力杠杆
B.重力增大,鱼竿是省力杠杆
C.浮力减小,鱼竿是费力杠杆
D.重力减小,鱼竿是费力杠杆
22.(2017·六盘水卷)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是
A.
天平B.
瓶盖起子
C.
食品夹D.
钳子
23.(2017·荆门卷)吊车应用了许多物理知识,如轮胎上有很多花纹,是为了_______________________
__________;吊起货物过程中,支撑臂和起重臂共同构成一个______(填“省力”或“费力”)杠杆;吊车在行驶过程中驾驶员要系好安全带,主要是为了防止______带来的危害。
24.(2017·贺州卷)如图所示是赛艇比赛,赛艇的浆是_____杠杆,杠杆的平衡条件是_________________。
25.(2017·长春卷)如图所示,是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)实验前,杠杆右端偏高,应将两端的平衡螺母向______调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆平衡后,在左侧挂两个钩码,每个钩码重1N,在右端竖直向下拉着弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡,如图所示,此时弹簧测力计的示数F=_____N;
(3)当弹簧测力计处于图中的斜拉位置时,若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F,应将钩码向______移动适当的距离。
1.D【解析】ABC、根据支点的概念,杠杆绕着转动的固定点,图中所标注的O点都符合这一要求,故ABC均正确;D、动滑轮工作时相当于一个可以整体移动的省力杠杆,其支点是在左侧绳子与滑轮的接触点,而不是在滑轮的轴上,故D错误。
故选D。
2.B【解析】A、动力臂是从支点到动力作用线之间的距离,不是动力作用点,错误;B、动力臂是从支点到动力作用线之间的距离,和动力作用点的位置与动力的方向都有关系,正确;C、杠杆是可以让某一固定点转动的硬棒,不一定是直的,比如钳子、扳手等等,错误;D、杠杆分为省力、费力、等臂三种杠杆.省力杠杆费距离,费力杠杆省距离,等臂杠杆既不省力又不省距离,错误。
故选B。
4.A【解析】A、撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A正确;B、筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B错误;C、食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C错误;D、天平在使用时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故D错误。
故选A。
5.B【解析】如图,要剪开较硬的物体,需要很大的力,因为要省力所以要选择省力杠杆,由图可知图B所示的剪刀符合要求。
故选B。
6.A【解析】力臂是指从支点到力的作用线的距离,由图可知,动力F的作用线沿BA方向,则动力F的力臂是线段OA。
故选A。
7.C【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离,简单地说,就是“点到线”的距离,而不是“点”到“点”的距离。
由图可知,OM与动力FM的作用线是垂直的,故OM为力臂。
故选C。
8.B【解析】A、由甲可知,杠杆左端下沉,则需要将平衡螺母向右调节,才能使杠杆在水平位置平衡,故A错误;B、若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡,由于没有明确力的方向,动力臂可能小于阻力臂,则此时杠杆可能是费力杠杆,故B正确;C、左侧力与力臂的乘积3G×4L=12GL;在D点挂3个相同钩码,右侧力与力臂的乘积3G×3L=9GL,左右两侧力与力臂的乘积不相等,故杠杆不平衡,故C错误;D、为了保持杠杆在水平位置平衡,在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,由杠杆平衡条件可知,动力变大,故D错误。
故选B。
9.B等臂
【解析】当用力摁住C点打开该夹子时,AC是围绕B点转动的,故B为支点;由于AB=BC,故动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆。
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10.省力25
【解析】抬起拉杆的力F为动力,物品的重力为阻力,支点在下面,故动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;由杠杆的平衡条件:
F动×L动=F阻×L阻,可求得
。
11.60靠近
12.20
【解析】由题意可知,图中O为支点,A为动力作用点,OA就是最大的动力臂,过A点作OA的垂线,方向向下,如图所示,作出动力F。
根据杠杆平衡条件F·OA=G·OB可得:
。
力的方向如下图所示:
13.
【解析】力臂越长越省力,最长的力臂即支点O与作用点A的连线,然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可。
如图所示:
14.C【解析】由图可知,力的作用线为F,而OC与力F作用线垂直,此时支点O到垂足之间的距离OC为力F的力臂。
故选C。
15.B【解析】由题知,OB=OA+AB=80cm+20cm=100cm,∵杠杆处于水平平衡,∴F×OA=G×OB,∴
。
故选B。
16.D【解析】由于动力F始终与杠杆垂直,则动力F的力臂始终保持不变,物体的重力G始终大小不变;在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂从零逐渐增大;当L2L1时,杠杆为费力杠杆,因此杠杆先是省力的,后是费力的。
故选D。
17.
(2)6(3)右
18.
(1)静止状态便于测量力臂
(2)C(3)1.8变大
【解析】
(1)杠杆处于平衡状态,是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态;杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于直接从杠杆上测量力臂;
(2)实验中,如图所示的方式悬挂钩码,杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果,采用这种方式是不妥当的。
这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多,故选C;(3)图中所示的弹簧测力计的分度值是0.2N,故示数为1.8N;弹簧测力计沿虚线方向拉,仍然使杠杆在原来的位置平衡时,动力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件得,动力变大,弹簧测力计示数变大。
19.A【解析】筷子在正常使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A错误、B正确;C.用筷子夹起食物,食物有向下滑动的趋势,则筷子对它有摩擦力的作用,说明筷子和食物间有摩擦力,故C正确;D.用筷子夹起食物,使食物由静止变为运动,说明筷子可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选A。
20.A【解析】剪头发的剪刀,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确;自行车的脚踏板在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B错误;剪铁丝的手钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C错误;自行车的刹车闸在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D错误;故应选A。
21.C【解析】把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼排开水的体积逐渐减小,根据F浮=ρ液gV排可知鱼受到的浮力逐渐减小,而鱼的重力是不变的,由于钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力减去浮力;所以拉力逐渐变大,即感到鱼“变重”;钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,是一种费力杠杆;由此发现可知选项C正确,故选C。
22.C【解析】天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,既不省力也不费力;瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;钳子在使用过程种,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故选C。
23.在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力费力惯性
24.费力F1L1=F2L2
【解析】由图示可知,赛艇的浆动力臂是小于阻力臂的,所以是费力杠杆,此杠杆的好处是可以省距离,杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2。
25.
(1)右
(2)3(3)右
【解析】
(1)实验前,杠杆右端偏高,应将两端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)由图可知:
OB:
OA=2:
3,根据杠杆的平衡条件可得,F×OB=G×OA,F=G×OA/OB=2N×3/2=3N;
(3)斜向下拉时,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,动力变大,所以,测力计的示数将大于3N,要保持F大小不变,就得减小阻力臂,即应将钩码向右移动适当的距离。