中考物理復(fù)習(xí) 第一部分 考點(diǎn)研究 第十講 簡單機(jī)械 專項(xiàng)突破4 動(dòng)態(tài)杠桿試題

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專項(xiàng)突破4 動(dòng)態(tài)杠桿 類型一　最小力問題 1. 如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿長0.2 m，在它的A端掛一重20 N的物體G，若在杠桿上的中點(diǎn)B處施加最小的力F，使杠桿在水平位置平衡，則力F的方向應(yīng) ，大小為 N. 第1題圖 2. 如圖所示，OAB為均勻直角尺，重為2G，且OA＝AB，直角尺可繞過O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)．為使桿的OA部分保持水平，若施力于A端，則最小作用力為 ． 第2題圖 3. 如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OB長為0.2米，BA長0.4米，在A處掛一重為20牛的物體G，若要在B點(diǎn)施加一個(gè)最小的力F，使杠桿在水平位置平面，則力F的方向應(yīng)為 ，大小為 牛． 第3題圖 4. (2016六盤水)如圖所示，O是支點(diǎn)，在B端掛一重物，為使杠桿水平平衡，要在A端施加一個(gè)力，下列說法正確的是( ) 第4題圖 A. F1最小　　　　　B. F2最小 C. F3最小 D. 一樣大 類型二　力的變化問題 5. 如圖所示，用始終水平方向的力，將杠桿慢慢地由位置A拉到位置B，拉力F大小 (選填“變大”、“不變”或“變小”)． 第5題圖 6. (2016漳州)如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的木板AB處于水平位置平衡，且可繞O點(diǎn)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，OA＝0.2 m，OB＝0.5 m．在A端掛一個(gè)重3 N的物體甲，另一重2.5 N的小滑塊乙在水平拉力作用下，以 0.1 m/s 的速度從O點(diǎn)勻速向右滑動(dòng)．在此過程中，甲對地面的壓力 (選填“變大”、“變小”或“不變”)，小滑塊在木板上水平滑動(dòng)的時(shí)間為 s. 第6題圖 7. (2015龍東地區(qū))如圖所示的杠桿(自重和摩擦不計(jì))，O為支點(diǎn)，A處掛一重為100 N的物體，為保證杠桿在水平方向平衡，在中點(diǎn)B處沿 (選填“F”、“F1”或“F2”)方向施加一個(gè)最小的力為 N. 第7題圖 8. 如圖，AB為能繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的勻質(zhì)杠桿(杠桿重力為2 N)，中點(diǎn)C處用細(xì)線懸掛一重物，在A端施加一個(gè)豎直向上大小為10 N的拉力F，使杠桿在水平位置保持平衡，則物重G＝ N，若保持拉力豎直方向不變，將A端緩慢向上提升一小段距離，在提升的過程中，拉力F將 (選填“增大”、“不變”或“減小”)． 第8題圖 9. (2016黃山市黃山區(qū)一模)如圖所示，作用在杠桿一端且始終豎直向上的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個(gè)過程中，力F( ) 第9題圖 A. 不變　　　　　　B. 變大 C. 變小 D. 先變大后變小 10. 如圖所示，有一質(zhì)量不計(jì)的長木板，左端可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在它的右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著，當(dāng)物塊向左勻速滑動(dòng)時(shí)，木板始終在水平位置保持靜止，在此過程中，拉力F( )  第10題圖 A. 變小 B. 變大 C. 不變 D. 先變大后變小 11. 用如圖所示的杠桿提升重物，如果作用在A端的力F始終垂直于杠桿，在將重物慢慢提升到一定高度的過程中(不超過水平位置)，力F的大小將( ) 第11題圖 A. 逐漸變大 B. 逐漸變小 C. 保持不變 D. 先變大，后變小 12. 如圖所示，為一可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，在A端通過繩作用一豎直向下的拉力F使杠桿平衡，此時(shí)AB部分水平，保持重物靜止不動(dòng)，而使繩繞A點(diǎn)從如圖所示的位置沿圖中的虛線CD轉(zhuǎn)動(dòng)，則( ) 第12題圖 A. 逆時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大 B. 順時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大 C. 順時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小 D. 逆時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小 13. 如圖所示，用輕質(zhì)材料制成的吊橋搭在河兩岸，吊橋可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，一輛車從橋的左端勻速向橋右端運(yùn)動(dòng)，橋面始終是水平的，不計(jì)吊橋和繩的重力，車從O點(diǎn)出發(fā)開始計(jì)時(shí)，則吊橋右端A點(diǎn)所受地面的支持力F隨時(shí)間t的關(guān)系圖像為( ) 第13題圖 類型三　再平衡問題 14. 如圖所示，輕桿可繞O點(diǎn)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，A端掛一個(gè)重為300 N的物塊，AO與OB長度之比為5∶4，若始終沿豎直向下拉掛在B端的輕環(huán)，使輕桿水平平衡，則拉力為 N.當(dāng)輕桿在圖中虛線位置平衡時(shí)，拉力的大小將 ． 第14題圖 15. 如圖所示，細(xì)線下懸掛一個(gè)粗細(xì)均勻的木條，木條處于平衡狀態(tài)，若從左端截下四分之一后，再將截下的木塊疊放在左邊的木條上則杠桿將 ． 第15題圖 16. 在一輕質(zhì)杠桿的兩端分別掛上質(zhì)量不等的兩個(gè)鐵塊M1、M2(M1＞M2)，調(diào)節(jié)兩物體到支點(diǎn)的距離，使杠桿平衡，則 (選填“M1”或“M2”)離支點(diǎn)較遠(yuǎn)些．然后將物體同時(shí)浸沒在水中，杠桿 (選填“能”或“不能”)保持平衡． 17．(2016泰州)如圖所示，杠桿在水平位置平衡，下列操作仍能讓杠桿在水平位置保持平衡的是( ) 第17題圖 A. 兩側(cè)鉤碼同時(shí)向外移一格 B. 兩側(cè)鉤碼同時(shí)向內(nèi)移一格 C. 左側(cè)鉤碼向內(nèi)移一格，右側(cè)減去一個(gè)鉤碼 D. 在兩側(cè)鉤碼下方，同時(shí)加掛一個(gè)相同的鉤碼 18. 如圖所示，足夠長的杠桿上放著質(zhì)量不相等(m1＞m2)的兩個(gè)球，杠桿在水平位置平衡，若兩球以相同速度同時(shí)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間，則杠桿( ) 第18題圖 A. 仍平衡 B. 大球那端下沉 C. 小球那端下沉 D. 無法確定 19. 均勻木條AOB，形狀如圖所示，已知AO＝BO，在O點(diǎn)系一線懸掛起來，使AO段處于水平后放手，放手后木條將( ) 第19題圖 A. A端下沉 B. B端下沉 C. 保持原狀不變 D. 條件不足，無法判斷 20. 如圖所示，將一輕質(zhì)薄木板從中點(diǎn)支起，左右兩側(cè)各有一支蠟燭，長短不同，此時(shí)薄木板恰好在水平位置靜止．同時(shí)點(diǎn)燃兩支蠟燭，若兩支蠟燭燃燒速度相同，則過一會，薄木板( ) 　 第20題圖 A. 仍在水平位置平衡 B. 不能平衡，右端下降 C. 不能平衡，左端下降 D. 條件不足，無法判斷 專項(xiàng)突破4 動(dòng)態(tài)杠桿 類型一　最小力問題 1. 豎直向上　40　【解析】如解圖所示，為使拉力最小，動(dòng)力臂要最長，拉力F的方向應(yīng)該垂直杠桿向上，即豎直向上，動(dòng)力臂為OB最長，因?yàn)楦軛U在水平位置平衡，所以FOB＝GOA，故F＝G＝20 N＝40 N. 第1題解圖 2. 1.5G　【解析】由題圖可知，O點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，要保持OA水平平衡，可以將直角尺OAB分成兩段，即OA和AB段，由題知，尺均勻重為2G，且OA＝AB，所以O(shè)A和AB段重力都為G，要在A端施加力最小，就應(yīng)使其力臂最大，由題圖，以O(shè)A長為力臂就是最大的力臂，OA段重力作用在OA的中點(diǎn)，力臂長為OA，AB段力臂為OA長，由杠桿的平衡條件可得：GOA＋GOA＝FOA，解得：F＝1.5G. 第3題解圖 3. 豎直向上　60　【解析】如解圖所示，為使拉力最小，動(dòng)力臂要最長，拉力F的方向應(yīng)該垂直于杠桿向上，即豎直向上，動(dòng)力臂為OB最長，阻力臂OA＝OB＋BA＝0.2 m＋0.4 m＝0.6 m，根據(jù)杠桿平衡條件可得：FOB＝GOA.所以，F(xiàn)＝＝＝60N. 4. B　【解析】分別作出三個(gè)力的力臂如下圖：如解圖所示，O是支點(diǎn)，在B端掛一重物，阻力和阻力臂一定，動(dòng)力和動(dòng)力臂成反比，由圖可知，力F2的力臂最長，所以力F2最小．故選B. 第4題解圖 類型二　力的變化問題 5. 變大　【解析】將杠桿緩慢地由位置A拉到位置B，阻力G的力臂變大，而阻力不變；力F作用在杠桿一端且始終是水平方向，即方向不變，所以動(dòng)力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2分析得出動(dòng)力F變大． 6. 變小　2.4　【解析】杠桿處于平衡狀態(tài)，有FAOA＝G乙L，其中OA、G乙不變，在乙勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，G乙的力臂增大，杠桿A端所受拉力FA增大，甲在FA、G甲及地面的支持力共同作用下靜止，且地面對甲的支持力與甲對地面的壓力為相互作用力，故F壓＝G甲－FA，F(xiàn)A增大，F(xiàn)壓變小，要使木板水平平衡，木板A端受到的最大拉力Fmax＝G甲＝3 N，由FAOA＝G乙l，解得l＝0.24 m，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，時(shí)間t＝＝＝2.4 s. 7. F2　200　【解析】如題圖，為使拉力最小，動(dòng)力臂要最長，拉力F的方向應(yīng)該垂直杠桿向上，即豎直向上(F2)，動(dòng)力臂為OB最長，杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件：F2OB＝GOA，所以：F＝G＝100 N＝200 N. 8. 18　不變　【解析】如解圖a所示，杠桿在水平位置， 第8題解圖a 第8題解圖b LBA＝2LBC，杠桿平衡，F(xiàn)LBA＝(G＋G桿)LBC，則 G＋G桿＝＝＝210 N＝20 N； 故G＝20 N－G桿＝20 N－2 N＝18 N； 杠桿被拉起后，如解圖b所示： BA′為動(dòng)力臂，BC′為阻力臂，阻力不變?yōu)镚， △BC′D∽△BA′D′，BC′∶BA′＝BD∶BD′＝1∶2， 杠桿平衡，所以F′LBA′＝G總LBC′， F′＝＝G總＝20 N＝10 N；由此可知當(dāng)杠桿從A位置勻速提到D′位置的過程中，力F的大小不變． 9. A　【解析】如解圖所示，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，因?yàn)閯?dòng)力、阻力作用點(diǎn)不變，所以＝不變；又因?yàn)樽枇?物重G不變)，所以FLOB＝GLOA，即F＝＝G.所以當(dāng)杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置時(shí)，動(dòng)力F的大小不變． 第9題解圖 10. A　【解析】如題圖所示，長木板長為L，則動(dòng)力臂為L，杠桿受到物體的壓力(阻力)F′＝G，阻力臂為L2，因?yàn)楦軛U平衡，所以FL＝F′L2＝GL2，所以F＝.由此可知，當(dāng)物塊向左勻速滑動(dòng)時(shí)，L2變小，F(xiàn)變?。蔬xA. 11. A　【解析】由題知，當(dāng)慢慢提升重物時(shí)，重力(阻力)不變，阻力臂增大(水平時(shí)最大)，動(dòng)力臂不變，由杠桿平衡條件知，動(dòng)力F逐漸變大．故選A. 第12題解圖 12. B　【解析】如解圖，連接OA，此時(shí)OA是最長動(dòng)力臂；已知阻力(物重)不變，阻力臂不變；由杠桿的平衡條件：F動(dòng)L動(dòng)＝F阻L阻知：在F阻L阻不變的情況下，動(dòng)力臂越長越省力；因此以O(shè)A為動(dòng)力臂時(shí)，動(dòng)力F最??；由圖可知：當(dāng)繩從圖示位置沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，力F先變小后變大．沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，力F將一直變大．故選B. 13. B　【解析】車從吊橋左端出發(fā)，在運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后，車到達(dá)距O點(diǎn)長度為L的位置，杠桿受到物體的動(dòng)力為地面對車的支持力，動(dòng)力臂為OA，杠桿受到物體的壓力(阻力)F′＝G，阻力臂為L，L＝vt，根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)OA＝F′L＝Gvt，所以F＝t，由題可知，G、v和OA為定值，所以F與t成正比．由圖像可知A、C、D錯(cuò)誤，B正確．故選B. 類型三　再平衡問題 14. 375　不變　【解析】要使輕桿水平平衡，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知：GOA＝FOB，因?yàn)锳O∶OB＝5∶4，G＝300 N，所以F＝G＝300 N＝375 N；當(dāng)輕桿在圖中虛線位置平衡時(shí)，傾斜后力臂都變小，但兩力臂的比值不變，仍為5∶4，A的重力不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知人的拉力也不變． 15. 右側(cè)下降　【解析】將左側(cè)截下四分之一疊放在左側(cè)剩余木條上，左側(cè)重心移至左側(cè)剩余四分之一長度的中心處，仍豎直向下，所以力臂變?yōu)樵瓉淼亩种唬髠?cè)力矩減小，右側(cè)力矩不變，故使右側(cè)下降． 16. M2　能　【解析】兩個(gè)鐵塊的質(zhì)量不相等，杠桿平衡時(shí)，根據(jù)杠桿的平衡條件：M1gL1＝M2gL2，又M1>M2，所以L1M2，密度相同，所以V1>V2，設(shè)杠桿處于平衡狀態(tài)，則F1＝G1＝ρ鐵V1g，F(xiàn)2＝G2＝ρ鐵V2g，根據(jù)杠桿的平衡條件可得：F1L1＝F2L2，即：ρ鐵V1gL1＝ρ鐵V2gL2，即V1L1＝V2L2.將兩個(gè)鐵塊同時(shí)浸沒到水中，兩個(gè)鐵塊受到浮力作用，對杠桿的拉力分別為：F1′＝G1－F浮1＝ρ鐵V1g－ρ水V1g＝(ρ鐵－ρ水)V1g；F2′＝G2－F浮2＝ρ鐵V2g－ρ水V2g＝(ρ鐵－ρ水)V2g；又V1L1＝V2L2，所以F1′L1＝F2′L2，表明杠桿處于平衡狀態(tài)． 17. C　【解析】本題考查了杠桿的平衡條件；根據(jù)杠桿平衡條件，要判斷杠桿是否能平衡，就要看動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積是否與阻力與阻力臂的乘積相等．設(shè)每個(gè)鉤碼的重力為G，杠桿上每格的長度為L，杠桿左邊的鉤碼對杠桿的拉力為動(dòng)力，杠桿右邊的鉤碼對杠桿的拉力為阻力；當(dāng)兩側(cè)的鉤碼同時(shí)向外移一格時(shí)，動(dòng)力乘動(dòng)力臂為2G4L，阻力乘阻力臂為3G3L，動(dòng)力乘動(dòng)力臂不等于阻力乘阻力臂，故杠桿不能平衡，A錯(cuò)誤；當(dāng)兩側(cè)的鉤碼同時(shí)向內(nèi)移一格時(shí)，動(dòng)力乘動(dòng)力臂為2G2L，阻力乘阻力臂為3GL，動(dòng)力乘動(dòng)力臂不等于阻力乘阻力臂，故杠桿不能平衡，B錯(cuò)誤；當(dāng)左側(cè)鉤碼內(nèi)移一格，右側(cè)減去一個(gè)鉤碼時(shí)，動(dòng)力乘動(dòng)力臂為2G2L，阻力乘阻力臂為2G2L，動(dòng)力乘動(dòng)力臂等于阻力乘阻力臂，故杠桿能平衡，C正確；在兩側(cè)鉤碼下方，同時(shí)加掛一個(gè)相同的鉤碼時(shí)，動(dòng)力乘動(dòng)力臂為3G3L，阻力乘阻力臂為4G2L，動(dòng)力乘動(dòng)力臂不等于阻力乘阻力臂，故杠桿不能平衡，D錯(cuò)誤．故選C. 18. B　【解析】開始時(shí)兩球平衡，即力矩相等；當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩球速度相同，則在相同時(shí)間內(nèi)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向移動(dòng)的距離相同，則大球的力矩增加的快，所以大球的力矩會大于小球的力矩，杠桿向大球那端下沉．故選B. 19. A　【解析】由于木條粗細(xì)均勻，且AO＝OB，因此OA、OB段的重力相同，即GA＝GB；由解圖可知： 第19題解圖 GA的力臂LA要大于GB的力臂LB，則有：GALA＞GBLB，因此木條沿GA的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即A端下沉．故選A. 20. C　【解析】設(shè)左右兩邊的蠟燭質(zhì)量分別為m左、m右，杠桿在水平位置平衡，m左gL左＝m右gL右?、?，兩只蠟燭粗細(xì)相同，同時(shí)點(diǎn)燃，燃燒速度相同，兩只蠟燭因燃燒減少的質(zhì)量Δm相同，此時(shí)杠桿左右兩端受到的力分別為(m左－Δm)g、(m右－Δm)g，左邊：(m左－Δm)gL左＝m左gL左－ΔmgL左　②，右邊：(m右－Δm)gL右＝m右gL右－ΔmgL右　③，由圖可知：L右>L左，則ΔmgL右>ΔmgL左④，根據(jù)①④可比較②③得：(m左－Δm)gL左>(m右－Δm)gL右，所以杠桿失去平衡，左端會下沉，故C正確．故選C.