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杠杆问题
杠杆问题
一、选择题
1.如图所示的杠杆,动力F的力臂是( )
A.OD B.OF C.OA D.OC
【答案】D
【解析】力臂的定义:支点到力的作用线的垂直距离。与动力对应的力臂叫动力臂,与阻力对应的力臂叫阻力臂。题目要求动力F的力臂,则从支点向动力F的作用线作垂线即OC,故选D。
2.人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确的是( )
A.筷子可以省距离 B.所有剪刀都一定省力
C.定滑轮可以省力 D.撬棒越短一定越省力
【答案】A
【解析】A.用筷子夹菜时,动力臂小于阻力臂,所以是一个费力杠杆,费力但省距离,故A正确;
B.剪铁皮用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
理发用的剪刀,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
所以,剪刀有省力的,也有费力的,故B错误;
C.定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力,故C错误;
D.撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;在其它条件不变时,省力的多少取决于动力臂的长短,撬棒越短动力臂越小,越费力,故D错误。
3.在如图所示的四种用具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.修树剪子 B.核桃夹子 C.取碗夹子 D.羊角锤子
【答案】C
【解析】杠杆有三个种类即省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
省力杠杆特点是动力臂大于阻力臂;
费力杠杆特点是动力臂小于阻力臂;
等臂杠杆特点是动力臂等于阻力臂。
根据这个特点可知属于费力杠杆的是C
4.如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动,重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力.图中能够正确表示动力臂的是( )
A.l1 B.l2 C.l3 D.l4
【答案】B
【解析】加在杠杆B点的绳子对杠杆的拉力为动力,O点到这个力的作用线的距离为力臂l2
5.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图.下列说法中正确的是( )
A.刀刃很薄,可以增大压力; B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断 D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
【答案】C
【解析】A.刀刃很薄,说明受力面积小,可以增大压强;
B.用铡刀切割物体,手用力的力臂大于阻力的力臂,实质上是一种省力杠杆;
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断;
D.手沿F1方向用力比沿F2方向更费力。
6.已知ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,如图所示,A端挂的实心铁块,B端挂的实心铝块,两金属块均浸没在水中,等臂杠杆平衡,若将两个盛水杯撤去,则( )
A.A端向下,B端向上 B.A端向上,B端向下
C. A端向下,B端向下 D. A端向上,B端向上
【答案】B
【解析】两个盛水杯不撤去,等臂杠杆平衡。
设A端受到向下的拉力为FA、B端受到向下的拉力为FB
根据杠杆平衡条件有FA OA=FB OB
由于OA=OB,所以FA =FB
根据浮力公式得到
FA =G铁-ρ水gV铁=ρ铁gV铁-ρ水gV铁=(ρ铁-ρ水)gV铁
FB = G铝-ρ水gV铝=G铝-ρ水gV铝=(ρ铝-ρ水)gV铝
V铁/V铝=(ρ铝-ρ水)/(ρ铁-ρ水)=(2.7×103-ρ水)/(7.9×103-ρ水)
所以V铁<V铝
若将两个盛水杯撤去,
设A端受到向下的拉力为FAA、B端受到向下的拉力为FBB
FAA=ρ铁V铁g=7.9×103V铁g
FBB=ρ铝V铝g=2.7×103V铝g
FAA/ FBB=7.9×103V铁g/2.7×103V铝g
=(7.9×103/2.7×103) ×[(2.7×103-ρ水)/(7.9×103-ρ水)]
=(7.9/2.7) ×(1.7/6.9)
=1343/1863<1
所以FAA<FBB
所以A端向上,B端向下。
二、作图题
7.如图所示,轻质杠杆OA能绕O点转动,请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹).
【答案】如图所示。
【解析】要使加在A端的力最小,那么力的力臂应该最大。O为支点,只有当力的作用线与OA垂直时得到的力最小,这时OA为力臂。
8.如图所示,画出使杠杆AB在如图位置静止时所用最小力F的作用点和方向.
【答案】如图所示。
【解析】加在杠杆上的外力F,可以在支点的左端,也可在右端。但题中要求所用最小力F的作用点和方向.所以力F的力臂就得最大。分析后
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