物理竞赛辅导10杠杆问题

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1、杠杆问题一1．列车上有出售食品的手推车（如图所示）。若货物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是______（写出字母）；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是______，手推车可以视为______力杠杆。思路点拨图中，售货员向下按扶把时，手推车B轮离地面，C轮仍在地面上，此时相当于整个推车绕C点转动，把手推车视为杠杆，则此时杠杆的支点是C．当售货员向上提扶时，推车的C轮离地面，B轮仍在地面上，把推车视为杠杆，此时相当于整个推车绕B点转动

2、，其动力作用在E点，阻力则是车内所装货物和车厢本身的重力，可以认为此总重力作用在图中车厢的中部．由此可见此时动力臂大于阻力臂，由杠杆原理知此时小推车相当于一根省力杠杆．答案：C，B，省2．地面上有一条大木杆，抬起A端需用力300N，抬起B端需用力200N。这条木杆的_________端较粗，整个木杆的重量（所受的重力）为_________N。思路点拨如图，设木杆AB的自重为G，重心在C点，今在其A端施以竖直向上的力FA将其抬离水平地面，此时木杆相当于一根供B点转动的杠杆．设图中的CC＇和AA＇均沿竖

3、直方向，C＇点和A＇点均位于水平地面上，则由杠杆平衡条件有F·BA¢=G·BC¢ABC¢F=GABA¢BC¢BC由△BC′C∽△BA′A，故有=BA¢BABCF=G………………①ABA同上可以得到，若将此杆的A端搁于地面而自B端用力FB将其抬起，则应有CAF=G………………②BBA比较①②两式可知，若FA＞FB，则BC＞CA，即杆的重心C离A端近一些，A端应该粗一些．反之，若FB＞FA，则B端应该粗一些．BC+CA另外，以①②两式相加有F+F=G=GABBA即此杆的重量等于分别抬起两端时所需用力之和

4、．答案:A．500杠杆问题二1．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）A.桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B.桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C.桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D.桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆思路点拨由图可见，脚踩踏板使桶盖开启的作用机理是：脚踩的踏板F连着的是一个杠杆装置，其支点位于桶的下方E，阻力点在脚踏板的对侧D；由图可见，这一杠杆的动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆

5、．另一杠杆的阻力点连着一根竖直DB的顶杆顶在桶盖上，脚踩踏板时顶杆将桶盖顶开，图中桶盖打开时其左侧C与桶边相连，右侧则离开桶边．这样，桶盖又相当于一个绕其左边边缘C转动的杠杆，这一杠杆的阻力即为桶盖的重力，它作用于桶盖的中心，显然，这一杠杆装置的动力臂小于阻力臂，所以是一费力杠杆．答案：D2．小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（）A.磁体的重心处B.磁体的某一磁极处C.磁体重心的北侧D.磁体重心的南侧思路点拨北京位于北半球，在地球的

6、北半球表面处，地球磁场对磁体北极的作用力FN是斜向下指向北方，而对磁体南极的作用力Fs则与FN方向相反，即斜向上指向南方．在北京若以一线悬挂一均匀磁体使其在水平位置平衡，如图所示，显然这时可将此磁体视为一根可绕悬点0转动的杠杆，在地磁场的作用下，此磁体的平衡位置必沿南北方向且其北极必指向北方．此时磁体受到自身的重力G(设其重心位于C点)和地磁场对其南、北两极的作用力Fs和FN，由图可见，为使此杠杆能在图示位置上平衡，由杠杆平衡条件可以作出判断：悬点0应该在重心C的北侧一些．答案：C引申拓展本题的解答

7、中，有些同学由于考虑不仔细而错选了A，认为悬线应系于磁体的重心处．得出这一错误答案的原因：一是根本忽略了地磁场力，只考虑磁体自身重力的作用；二是尽管考虑了地磁场力，却简单地认为地磁场力就是沿水平方向，而忽略了地磁场力相对于水平是略有倾斜的．杠杆问题三如图所示的装置中，均匀木棒AB的A端固定在铰链上，悬线一端绕过某定滑轮，另一端套在木棒上使木棒保持水平，现使线套逐渐向右移动，但始终保持木棒水平，则悬线上的拉力（棒和悬线均足够长）（）A．逐渐变小B．逐渐变大C．先逐渐变大，后又变小D．先逐渐变小，后又变

8、大思路点拨如图所示，以G表示杆AB的自重，a表示杆的重心到A端的距离，T表示悬线拉力的大小，L表示作用于杆AB上的悬线拉力对A点的力臂．把AB视为一根可绕A端转动的杠杆，则由杠杆的平衡条件应有aG·a＝T·L由此得T=GL当线套在杆上逐渐向右移动时，拉力T的动力臂L经历了先逐渐变大后又逐渐变小的过程，故悬线的拉力T则是逐渐变小后逐渐变大．答案：D杠杆问题四某工厂设计了一个蓄水池（如图所示），水源A罐的夜面高度h1保持不变。罐底有一个小出水口，面积为S1。孔下通过一个截