2020-2021沈阳培优易错试卷杠杆平衡条件的应用问题辅导专题训练.docx
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1、一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1 如图所示, AC 硬棒质量忽略不计,在棒的B 点悬挂一个重物,在棒的C 点施加一个方向沿 OO 的力 F,棒在力 F 的作用下从水平位置被缓慢提升到图示位置。则下列相关描述正确的是()A力 F 的方向沿 OO 向下BABC 是费力杠杆C阻碍杠杆转动的力是悬挂在杠杆上的物体的重力D在提升过程中,力 F 变小【答案】 D【解析】【详解】A F1 对杠杆的拉力向下,则为了将杠杆抬起,力F 的方向应沿 OO 向上,故 A 错误;B由于力 F 的方向应沿 OO 向上,则动力臂为2S ,阻力臂小于动力臂,则杠杆为省力杠杆,故 B 错误;C与杠杆接触的是悬挂在杠杆上的绳
2、子,则阻碍杠杆转动的力是绳子对杠杆的拉力,故C 错误;D在移动过程中,F 1 的力臂逐渐变小,拉力F 力臂不变,则由杠杆平衡公式F 1l1=F 2l 2 可知力 F 变小,故D 正确。故选 D 。2 如图所示,将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端,杠杆的B 端悬挂乙物体,杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N,AO : OB1:3,甲物体的底面积为 0.2m 2, g 取10N/kg 。下列说法正确的是()A甲物体对杠杆的拉力为 10NB杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60NC甲物体对水平地面的压强为750PaD水平地面对甲物体的支持力为60N【答案】 D【解析】【分析】【详解
3、】对物体甲受力分析,甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用,其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。AB根据杠杆平衡条件可知杠杆A 端受到物体的拉力与OA 的乘积等于乙给B 端的拉力与OB 的乘积相等,则有FAG乙OB30N390NOA1即甲对杠杆的拉力为 90N,杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,故AB 项错误;CD甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为F压F支G甲 FA 150N 90N 60N则甲物体对水平地面的压强F压60N300Pap甲0.2m2S甲故 C 项错误, D 项正确。故选 D。3 如图所
4、示为等刻度轻质杠杆,A 处挂4 牛的物体,若使杠杆在水平位置平衡,则在B 处施加的力()A可能为 0.5 牛B一定为2 牛C一定为 3 牛D可能是 4 牛【答案】 D【解析】【分析】【详解】设杠杆每小格的长度为L,若在 B 点用垂直 OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡,此时所用的力最小,根据杠杆平衡条件Fl1 1F2 l2 可得Fmin 4LG 2L则有G 2L4N 2Fmin2N4L4若在 B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件FlF l可知1 12 2F2l 2F1l1则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变,动力臂减小,故动力将增大,故若使杠杆在水平位置平衡,在B 点施加的力F
5、2N故选 D。4 如图,一个长方体木箱,重心在它的几何中心,其高度为H、正方形底面的边长为L、重为 G。想把这个木推倒(木箱较重,不会移动),在其中部的中心最初施加一个水平推力大小是()GHLGHAB2LC HLD GLGH【答案】 D【解析】【分析】【详解】由图示可知,把这个木箱推倒,它右下端与地面的接触点是支点,当小孩水平推木箱时,力臂为 H ,阻力为木箱的重力,阻力臂为L ,如图所示:22根据杠杆的平衡条件可得LHG=F2 2GLF=H故选 D。5 要使图中的杠杆平衡,分别用FA、 FB、 FC 的拉力,这三个力的关系应是A FA FB FC【答案】 CB FA FB FCC FAFC
6、FBD FA=FB=FC【解析】【分析】【详解】分别从支点向三条作用线做垂线,作出三个力的力臂,如图;从图可知,三个方向施力, F B 的力臂 L OB 最长,其次是 L OC 、 L OA ,而阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件 F1 L1 F2 L2 可知,动力臂越长动力越小,所以三个方向施力大小:F A F C F B 故选 C6 如图所示,杠杆可绕 O 点转动,力 F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直;在将杠杆缓慢地由位置 A 拉到位置 B 的过程中,力 F( )A变大B变小C不变D先变大后变小【答案】A【解析】【分析】解答此题,首先要判断杠杆的五要素中,有哪些要素发生了变化,然后再利用杠
7、杆的平衡条件进行分析。【详解】将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置 B,动力臂不变,阻力G 的力臂变大,而阻力不变,根据杠杆平衡条件Fl1 1F2 l2 分析得出动力变大。故选 A。7 如图所示为一轻质杠杆。机翼模型固定在直杆上,它们总重6N,直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是()A测力计在a 位置时的示数为1.5NB测力计从a 位置转到b 位置后,示数将会变小C测力计在 a 位置时示数为 Fa,移至 c 位置时示数为 Fc,则 Fa Fc=41 D测力计在 c 位置时,对模型水平向右吹风,示数将会变大【答案】 C【解析】【分析
8、】【详解】A我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力,右边受到的拉力定义为动力。因为动力臂为阻力臂的 1 ,根据杠杆平衡条件 FlF l2 我们可以知道,动力应为阻力6N的 4 倍,即为41 1224N,A 选项错误,不符合题意;B测力计 a 位置时,动力臂等于支点到力的作用点的距离;当测力计在b 位置时,动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系,即测力计从a 位置转到 b 位置,动力臂变小了。根据杠杆平衡条件Fl1 1F2l2可以知道,在阻力与阻力臂均不变的情况下,动力臂减小,要使杠杆继续平衡,动力应该增大。B 选项错误,不符合题意;C当测力计从 a 位置转到 c 位置时
9、,动力臂变为原来的4 倍。由杠杆平衡条件Fl1 1 F2l 2可以知道,在阻力与阻力臂均不变的情况下,动力臂变为原来的4倍,要使杠杆继续平衡,动力应变为原来的1 ,即 Fa Fc=4 1。C 选项正确,符合题意;4D对模型向右吹风,根据流体压强与流速的关系可以知道,模型会受到一个向上的升力,即杠杆左边受到的拉力会减小。根据杠杆平衡条件FlF l2 可以知道,在力臂均不1 12变的情况下,阻力减小了,要使杠杆继续平衡,动力也应减小。D 选项错误,不符合题意。故选 C。8 如图所示装置,杆的两端A、B 离支点 O 的距离之比 OA : OB1: 2 , A 端接一重为 GA的物体, B 端连一滑轮
10、,滑轮上挂有另一重为GB 的物体。现杠杆保持平衡,若不计滑轮重力,则 GA 与 GB 之比应是()A1 4B 12C 1 1D 2 1【答案】 C【解析】【分析】【详解】由杠杆平衡条件可知GA OAF OB即F GA OA OB因OA : OB1: 2所以F 1 GA2由图和动滑轮的特点可知F 1 GB2故GA1:1GB故选 C。9 如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是()A将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格B在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变C将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变D将左右两边的钩码均向外移动一格【答案】 A【
11、解析】【详解】设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码的重是1N ;A 将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格,(4-2) N 3cm=3N ( 4-2) cm,杠杆仍然平衡,故A 符合题意;B在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,由(4+1) N 3cm( 3+1)N 4cm 得,杠杆的右端下沉,故B 不符合题意;C将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变,由(4-1) N 3cm( 3-1) N 4cm得,杠杆的左端下沉,故C 不符合题意;D将左右两边的钩码均向外移动一格,由4N( 3+1 ) cm 3N ( 4+1 ) cm 得,杠杆的左端下沉,故D 不符合题意
12、。10 如图是上肢力量健身器示意图,杠杆AB 可绕O 点在竖直平面内转动,AB3BO ,配重的重力为120 牛,重力为500 牛的健身者通过细绳在B 点施加竖直向下的拉力为时,杠杆在水平位置平衡,配重对地面的压力为85 牛,在 B 点施加竖直向下的拉力为时,杠杆仍在水平位置平衡,配重对地面的压力为60 牛。已知F1 : F22 : 3 ,杠杆细绳的质量及所有摩擦均忽略不计,下列说法正确的是()F1F2AB 和A配重对地面的压力为50 牛时,健身者在B 点施加竖直向下的拉力为160 牛B配重对地面的压力为90 牛时,健身者在B 点施加竖直向下的拉力为120 牛C健身者在 B 点施加400 牛竖直
13、向下的拉力时,配重对地面的压力为35 牛D配重刚好被匀速拉起时,健身者在B 点施加竖直向下的拉力为 540牛【答案】 C【解析】【分析】【详解】当配重在地面上保持静止状态时,它受到的绳子的拉力为FGFN由图知动滑轮上有2 段绳子承担物重,因此杠杆A 点受到的拉力FA2FG动2 (GFN) G动根据杠杆的平衡条件得到FA OAFB OB即2 ( GFN) G动OAFBOB因为AB3BO所以AO2 BO则2 ( G FN) G动 2 FB 1即FB4 ( GFN)2G动当压力为 85N 时F14()2G动120N -85N当压力为 60N 时F24()2G动120N - 60N因为F1 : F22
14、 : 3所以F14()2G动2120N -85NF24()2G动3120N - 60N解得G动30NA当配重对地面的压力为50N 时, B 点向下的拉力为FB4 ( GFN)2G动4 (120N - 50N)230N = 340N故 A 错误;B当配重对地面的压力为90N 时, B 点向下的拉力为FB4 ( GFN)2G动4 (120N - 90N)230N = 180N故 B 错误;C健身者在B 点施加 400N 竖直向下的拉力时,根据FB4 ( GFN) 2G动可得400N4 (120NFN) 230N解得FN35N故 C 正确;D配重刚好被拉起,即它对地面的压力为0,根据FB4 ( GF
15、N)2G动可得FB4 (120N - 0N )230N = 540N 500N因为人的最大拉力等于体重500N,因此配重不可能匀速拉起,故D 错误。故选 C。11 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 F1 F2,因为甲方法的动力臂长B F =F ,因为动力臂都是阻力臂的2 倍12C F1 F2,因为乙方法的阻力臂短D F1F2,因为乙方法的动力臂长【答案】 B【解析】【分析】【详解】由图示可知,无论用哪种方法来抬,动力臂总是阻力臂的二倍,所用的力总等于阻力的二分之一,由于阻力就是重力,大小是不变的,所以动力的大小也是不变的,故
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