loading科学探究：杠杆的平衡条件
训练点
杠杆的分类
1.(2017·邵阳中考)在如图所示的简单机械中,属于省力杠杆的是 ( )
【解析】选B。本题考查杠杆的分类。钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;锤子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选B。
2.(2016·聊城中考)如图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时它相当于一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆。若旅行箱内装满物体且质量分布均匀,其总重为210N,轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一,要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,则竖直向上的拉力F为________N。
【解析】本题考查了利用杠杆的平衡条件进行计算。把拉杆式旅行箱看成一个杠杆,其支点为转轮的轴,动力为人提拉把手的力F,阻力为箱体的重力,由于动力臂大于阻力臂,所以为省力杠杆。箱体的重心在箱体中间,即重力的力臂为箱体的一半,而拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一,所以力F的力臂为重力力臂的3倍。根据杠杆的平衡条件,FL1=GL2,F×3L=210N×L,得F=70N。 答案:省力 70
3.如图所示,一位母亲推着婴儿车行走,当前轮遇到障碍物时,母亲向下按扶把,若把婴儿车视为杠杆,这时杠杆的支点是________________;当后轮遇到障碍物时,母亲向上抬起扶把,这时婴儿车可视为__________(选填“省力”或“费力”)杠杆。
【解析】本题考查杠杆的分类和判断。当前轮遇到障碍物,向下按扶把时,婴儿车绕后轮转动,所以后轮是支点;当后轮遇到障碍物,向上抬起扶把,婴儿车绕前轮转动,所以前轮是支点,这时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。 答案:后轮 省力 训练点
最小力的判断和作图
4.如图所示,三个力F1、F2、F3分别都能使杠杆平衡,其中最小的力是
( )
A.F1
B.F2
C.F3 D.不能确定
【解析】选B。在杠杆的右端点施力F,当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大,此时最省力,即F2的方向与杠杆垂直,故F2最小,故选B。
5.(2017·南京中考改编)如图所示是一个电热水壶的简易图,在图中画出它所受重力的示意图(B为重心);用力作用在壶盖上A点时,可将壶盖打开,请在A点画出所需最小力F的示意图(O为支点)。
【解析】本题考查杠杆的平衡和重力。从B点竖直向下画出线段,标上箭头,旁边写上字母G,即画出重力的示意图;壶盖看作杠杆,支点在O点,在A点施加力的力臂最长时,用力最小,故连接AO,过A点作AO的垂线,方向向上。 答案:如图所示:
6.拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图所示。已知OA=1.0m,OB=0.2m,箱重G=120N。请画出使箱子在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F的示意图,且F=________N。
【解析】本题考查了利用杠杆平衡条件的作图与计算。在阻力与阻力臂一定时,要使作用的动力最小,就需要最大的动力臂,所以当杠杆长度一定时,垂直作用在杠杆顶端的力的力臂最大。所以最小作用力F的示意图如图所示。
根据杠杆的平衡条件可以计算得F×1.0m=120N×0.2m,所以F=24N。 答案:见解析图 24
训练点 杠杆的应用
7.(2017·义乌中考)如图甲为铡刀切甘蔗时的情景。若把铡刀视为一根能够绕固定点转动的杠杆,原理用图乙表示。则下列有关叙述中正确的是 ( )
A.铡刀是费力杠杆 C.固定点C是支点
B.动力臂为AB
D.F1和F2是一对平衡力
【解析】选C。铡刀也是杠杆,其轴是支点C,故C正确;切草处是阻力作用点,刀柄是动力作用点,因为动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆,故A错误;动力臂为支点到动力的作用线的距离,故动力臂为AC,故B错误;F1和F2的大小不相等,没有作用在同一条直线上,不是平衡力,故D错误。故选C。
8.生活处处有科学。有人利用筷子开启啤酒瓶盖(如图),筷子相当于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
【解析】本题考查杠杆的应用。如图所示,利用筷子开启啤酒瓶盖时,动力臂L1大于阻力臂L2,是省力杠杆。
答案:省力
9.如图所示,手握物体向上曲肘时,动力由肱二头肌收缩提供,阻力是物体对手的压力,此时,动力臂________阻力臂(选填“大于”“等于”或“小于”),前臂骨骼相当于一个________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
【解析】本题考查杠杆的应用。当手握物体向上曲肘时,若把前臂看成杠杆,支点在肘关节的位置,肱二头肌抬起前臂的力是动力,物体对手的压力是阻力,手握物体向上曲肘的运动过程中,动力臂小于阻力臂,所以,前臂骨骼相当于一个费力杠杆。 答案:小于 费力
如图A所示的两种剪刀,正常使用时为了少移动距离,应使用①____(选填“甲”或“乙”)剪刀;如图B所示,工程车上的起重臂就是一个杠杆,使用它的好处是能够省②______。
【学生自答】 ①甲 ②力 【教师点评】
①错误地认为手施加动力的作用点离支点越远,移动距离越小。 ②错误地认为只要使用杠杆就是为了省力。 【正确答案】 ①乙 ②距离