杠杆综合提高练习

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时间:2017-12-25

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1、北京二中分校初三物理提优班B091021讲在前面:要做自己思维的领导,不要去抓考题的尾巴。有关杠杆力对点的矩 力对点的矩是很早以前人们在使用杠杆、滑轮、绞盘等机械搬运或提升重物时所形成的一个概念。现以扳手拧螺母为例来说明。在扳手的A点施加一力F,将使扳手和螺母一起绕螺钉中心O转动,这就是说,力有使物体(扳手)产生转动的效应。实践经验表明,扳手的转动效果不仅与力F的大小有关,而且还与O点到力作用线的垂直距离有关。当d保持不变时,力F越大,转动越快。当力F不变时,d值越大,转动也越快。若改变力的作用方向,则扳手的转动方向就会发生改变,因此,我们

2、用F与d的乘积再冠以适当的正负号来表示力F使物体绕O点转动的效应,并称为力F对O点之矩,简称力矩,以符号Mo(F)表示,即:O点称为转动中心,简称矩心。矩心O到力作用线的垂直距离d称为力臂。  式中的正负号表示力矩的转向。通常规定:力使物体绕矩心产生逆时针方向转动时,力矩为正;反之为负。在平面力系中,力矩或为正值,或为负值,因此,力矩可视为代数量。显然,力矩在下列两种情况下等于零:①力等于零;②力臂等于零,就是力的作用线通过矩心。例题解析1.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

3、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7由△BC′C∽△BA′A,故有………………①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………………②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.另外,以①②两式相

4、加有即此杆的重量等于分别抬起两端时所需用力之和.答案:A.5002.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

5、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.3.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

6、,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,后又变大思路点拨7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G·a=T·L由此得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专题一:杠杆动态平衡专题1

7、.如图1重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直,现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角,在棒转动的过程中A.动力臂逐渐变大;      B.阻力臂逐渐变小;C.动力逐渐变大;         D.动力逐渐减小图12.如图2,F的方向始终竖直向上,在匀速提升重物G的过程中A.F大小不变;B.F逐渐变大;C.F逐渐变小;D.F先逐渐变小后逐渐变大. 3.如图3的杠杆提升重物G(杠杆顺时针方向转动),OB到达水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力F的大小将A. 逐渐变大;B. 逐渐减小; C. 先变大后变小; D. 先变小后变大.图2图

8、3提示:杠杆平衡即力矩平衡。专题二:判断支点、力臂及最小力专题图44.如图4秋天拔去地里的棉杆是一项繁重体力劳动。仿照钳子的结构改制成的一种农具解决了这一问题。如图,使用时,将小

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