中学物理杠杆滑轮典型例题解析

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1、.典型例题解析　　例1　（镇江市中考试题）如图1—6—1（a）所示的杠杆重；不计，O为支点，AO＝0.2m，当在A点悬吊一重6N的物体，绳子的拉力F＝3N时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力臂l2，力臂l2为________m．　　　（a）　　　`　　　　　（b）图1—6—1　　如图1—6—1（b），画出杠杆OAB示意图，找到支点O，BC为力的作用线，画出力臂l2．　　根据杠杆的平衡条件：G·OA＝Fl2　　代入数值：6N×0.2m＝3N×l2　　　　　　　l2＝2×0.2m＝0.4m　　答

2、案　力臂l2如图1—6—1（b），l2为0.4m　　例2　如图1—6—2（a）是一个均匀直杠杆，O为支点，在A点挂一重10N的物体，则在B点用20N的力，可以使杠杆处于水平平衡状态．问：（1）若在C点仍用20N向下的力，杠杆能否平衡?（图中每个格距离相等）　　（2）若在C点用20N的力，方向不限，讨论杠杆是否可能平衡?　　精析　F的力臂大小直接关系到杠杆能否平衡．解　（1）力F作用于B点时，杠杆平衡：　　G·AO＝F·OB　　当力F作用于C点时：G·AO＝10N×AO=10N×2OB　　　（a）　　

3、　`　　　　　（b）资料.图1—6—2　　F·OC＝20N×20B　　F·OC＞G·AO　　∴　杠杆不能平衡，C端下沉．　　（2）根据上面的讨论，若C点用力为20N，但方向不限的话，我们可以采取减小力臂的方法，使杠杆重新平衡．如图1—6—2（b）．　　当F斜着用力时，力臂减小为l2．　　若此时F＝20N，l2＝OB大小，则杠杆可以再次平衡．　　答案　不能平衡，可能平衡　　例3　（哈尔滨市中考试题）下图中可视为费力杠杆的是（如图l—6—3）　（　　）　　　　　A　　　　　　　　　　　B　　　　　　C　

4、　　　　　　　　　　D图1—6—3　　精析　起重机，l1＜l2，Fl＞F2为费力杠杆．其他：手推车、瓶启子、撬杠均是l1＞l2，为省力杠杆．　　答案　A　　例4　（乌鲁木齐市中考试题）如图1—6—4（a）所示，杠杆A处挂一重为40N的物体，杠杆在拉力F作用下保持平衡．O是杠杆的支点．请画出拉力F的力臂L．并写出杠杆平衡时的表达式．　　　　资料.（a）　　　　　　　　　　（b）　　　　　（c）　　　　　　　　　　（d）图1—6—4　　如图1—6—4（b）F的力臂为L．杠杆平衡时：G·OA＝F·L．　　

5、扩展：若CB＞AO＞OC，当F方向垂直于CB时，F的力臂为L′＞OA，F＜G．　　当F沿CB方向时，如图1—6—4（d）．F的力臂为L″，当L″＜OA时，F＞G．　　答案　如图1—6—4（b）（d），平衡时：G·OA＝F·L　　例5　（苏州市中考题）杠杆OA在力FA、FB的作用下保持水平静止状态，如图1—6—5（a）．杠杆的自重不计，O为杠杆的支点，FB的方向与OA垂直，则下列关系式中一定正确的是　（　　）　　A．FA·OA＝FB·OB　　　B．FA·OA＜FB·OB　　C．＝　　　　　　D．FA＞

6、　　　　（a）　　　　　　　　　（b）图1—6—5　　精析　此题是考查学生对杠杆平衡条件的理解和能否正确地找出力臂．　　如图1—6—5（b），画出力FA的力臂为lA，FA和OA的夹角为θ。根据杠杆的平衡条件：FA·lA＝FB·OB　　FA·OAsinθ＝FB·OB．　　从图中看出：0°＜θ＜90°　　∴　sinθ＜1要保持杠杆平衡：FA·OA＞FB·OB，推得FA＞　　答案　D　　例6　（长沙市中考试题）在图1—6—6（a资料.）中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法．　　　（a）　　　　　

7、（b）图1—6—6　　如图1—6—6（b），绳子的绕法为最省力，则应从定滑轮开始绕起，最后承担物重的绳子根数为4根．　　如何求滑轮组绳子上的拉力?（1）使用滑轮组竖直提起重物　　第一种情况，在忽略动滑轮重和摩擦及绳重等额外阻力时，绳子自由端拉力：F＝．如图1—6—6（b），n＝4，F＝　　第二种情况，不计摩擦和绳重，但考虑动滑轮重．拉力：F＝如图1—6—6（b），若物体重500N，动滑轮重100N，则拉力：F＝＝150N．　　第三种情况，又要考虑动滑轮重，又要计摩擦等额外阻力，则应从机械效率去考虑求

8、出拉力．　　公式推导：η＝＝拉力：F＝，如图1—6—6（b），若物体重500N，滑轮组机械效率为70%，s＝4h，则拉力：　　F＝＝≈178.6N　　（2）使用滑轮组平拉重物资料.图1—6—7　　如图1—6—7，用滑轮组匀速拉动物体A，这时拉力F大小和重量无直接关系．　　在不计滑轮重，滑轮摩擦等额外阻力时，拉力：F＝＝，其中f表示A与地面的摩力．n表示与动滑轮连接的绳子根数．设：A重120N，A与地面摩擦力为30N，则拉力：F＝＝10N．　　例7　（南京市中考试题）利