初中物理培优竞赛第十二讲-杠杆

初中物理培优竞赛第十二讲杠杆温故知新：例1、如图所示，弹簧上端固定于天花板，下端连接一圆柱形重物。先用一竖直细线拉住重物，使弹簧处于原长，此时水平桌面上烧杯中的水面正好与圆柱体底面接触。已知圆柱形重物的截面积为l0cm2，长度为l0cm；烧杯横截面积20cm2，弹簧每伸长lcm的拉力为0．3N，g=10N／kg，重物密度为水的两倍，水的密度为l03kg／m3典型例题一：力臂例1、如图，轻杆OB在外力作用下保持静止（O为支点），请在图中画出动力臂和阻力臂.F1F1ABF2O拓展1、（1）请你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F1的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。（2）如图所示，F1是作用在抽水机手柄A点处的动力，O为支点。请画出动力F1的力臂L1和阻力F2。典型例题二:杠杆平衡例2、小朱用图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件。（1）在调节杠杆的平衡时，如果杠杆右侧高左侧低，应将两端的平衡螺母向____________调节，使其在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡的好处是____________________________________。（2）如图所示，杠杆上每小格长为2cm，在支点左侧的A点挂3个重均为0.5N的钩码，在支点右侧B点，用弹簧测力计拉杠杆，使其在水平位置平衡。这时弹簧测力计的示数应为____________N。如果保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变____________。原因是____________________________________。（3）请你在下面的方框中，画出实验所需的数据记录表格，不必填数据。（4）小朱把多个钩码挂在杠杆的两端，调节钩码的个数与位置最终使杠杆平衡，请你分析上图所示的平衡状态，简述当杠杆受到多个力时，它的平衡条件应当是：_______________________________。拓展2、地面上有一条大木杆，抬起A端需用力300牛，抬起B端需用力200牛。这条木杆的_________端较粗，整个木杆的重量（所受的重力）为_________牛。例3、如图一均匀杠杆A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好平衡，若钩码质量均为50g，在A、B两处再各加一个钩码，那么（）A.杠杆仍平衡B.杠杆左边向下倾C.杠杆右边向下倾D.无法确定杠杆是否平衡拓展3、如图所示的轻质杠杆，AO小于BO．在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡．若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则() A.杠杆仍保持平衡 B.杠杆的A端向下倾斜C.杠杆的B端向下倾斜 D.无法判断例4、如图所示，粗细均匀的直尺AB，将中点O支起来，在B端放一支蜡烛，在AO的中点O′上放两支蜡烛，如果将三支完全相同的蜡烛同时点燃，它们的燃烧速度相同．那么在蜡烛燃烧的过程中，直尺AB将（）A．始终保持平衡B．蜡烛燃烧过程中A端逐渐上升，待两边蜡烛燃烧完了以后，才恢复平衡C．不能保持平衡，A端逐渐下降D．不能保持平衡，B端逐渐下降拓展4、取一根粗细均匀的直铁丝，在它的中点用线悬挂起来，铁丝恰好平衡。如果把其右半段对折起来，如图所示，那么铁丝将()A、仍保持平衡；B、往左端下沉；C、往右端下沉；D、无法确定。典型例题三:求最小力问题例5、画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。拓展5、（1）如图所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力F的示意图及其力臂L。（2）如图所示，唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶．请你在图中画出这个力的示意图．（3）如图所示，一只圆柱形油桶，高80cm，底部直径为60cm，盛满油以后总重为3000N，要想使底部D稍稍离开地面，在B点要加的最小力为多大？同时请作出最小的力F的示意图及其力臂L。典型例题四：力的变化例6、如图所示，在杠杆OA上的B点悬挂重物G，A端用细绳吊在小圆环E上，且细绳AE长等于圆弧CED的半径，此时杠杆恰好成水平状态，A点与圆弧CED的圆心重合．E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的过程中，吊绳对A端的作用力大小将（）A．保持不变B．逐渐变大C．由大变小，再由小变大D．由小变大，再由大变小例7、一根直杆可绕轴转动，在直杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F，如图所示，在力F使直杆从竖直位置慢慢抬起到接近水平位置的过程中，力F大小的变化情况是()A．一直在增大B．一直在减小C．先增大后减小D．先减小后增大拓展7、（1）如图所示.作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中的动力F()A变大B变小C不变D先变大后变小（2）如图所示.作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置C,在这个过程中的动力F()A变大B变小C不变D先变大后变小例7、作用在杠杆一端且始终竖直向上的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F()A．不变B．变大C．变小D．先变大后变小例8、某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械，图是这个机械一个组成部分的示意图。OA是根钢管，每米受重力为30N；O是转动轴；重物的质量m为150kg，挂在B处，OB＝1m；拉力F加在A点，竖直向上，取g＝10N/kg。为维持平衡，钢管OA为多长时所用的拉力最小？这个最小拉力是多少？正上方置于水平桌面上，A对B的压强与B对桌面的压强相等。用甲、乙两滑轮组分别匀速提升A、B两物体，如图6所示，在相同时间内两物体被提升高度分别为hA和hB，2hA=5hB。已知两滑轮组动滑轮重分别为G甲和G乙，且G甲׃G乙=1׃3。两滑轮组的机械效率分别为η1和η2，功率分别为P1和PA．η1:η2=1:1B．ρA:ρB=3:8C．P1:P2=5:3D．GA:GB=1:8例8、有一个体积为0.1m3、重为6860N的铸铁件不慎落入水中，利用如图所示的滑轮组打捞，将铸铁件在水中匀速提高2m（不计水的阻力），求：（1）铸铁件受到的浮力及动滑轮的挂钩A受到的拉力是多大？（