中学物理杠杆滑轮典型例题解析.doc

资料 . 典型例题解析 　　例1　（镇江市中考试题）如图1—6—1（a）所示的杠杆重；不计，O为支点，AO＝0.2m，当在A点悬吊一重6N的物体，绳子的拉力F＝3N时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力臂l2，力臂l2为________m． 　　　 （a）　　　`　　　　　（b） 图1—6—1 　　如图1—6—1（b），画出杠杆OAB示意图，找到支点O，BC为力的作用线，画出力臂l2． 　　根据杠杆的平衡条件：G·OA＝Fl2 　　代入数值：6N×0.2m＝3N×l2 　　　　　　　l2＝2×0.2 m＝0.4 m 　　答案　力臂l2如图1—6—1（b），l2为0.4m 　　例2　如图1—6—2（a）是一个均匀直杠杆，O为支点，在A点挂一重10N的物体，则在B点用20N的力，可以使杠杆处于水平平衡状态．问：（1）若在C点仍用20N向下的力，杠杆能否平衡?（图中每个格距离相等） 　　（2）若在C点用20N的力，方向不限，讨论杠杆是否可能平衡? 　　精析　F的力臂大小直接关系到杠杆能否平衡． 解　（1）力F作用于B点时，杠杆平衡： 　　G·AO＝F·OB 　　当力F作用于C点时：G·AO＝10N×AO=10N×2OB 　　　 （a）　　　`　　　　　（b） 图1—6—2 　　F·OC＝20 N×20 B 　　F·OC＞G·AO 　　∴　杠杆不能平衡，C端下沉． 　　（2）根据上面的讨论，若C点用力为20N，但方向不限的话，我们可以采取减小力臂的方法，使杠杆重新平衡．如图1—6—2（b）． 　　当F斜着用力时，力臂减小为l2． 　　若此时F＝20N，l2＝OB大小，则杠杆可以再次平衡． 　　答案　不能平衡，可能平衡 　　例3　（哈尔滨市中考试题）下图中可视为费力杠杆的是（如图l—6—3）　（　　） 　　　　　 A　　　　　　　　　　　B 　　　　　　 C　　　　　　　　　　　D 图1—6—3 　　精析　起重机，l1＜l2，Fl＞F2为费力杠杆．其他：手推车、瓶启子、撬杠均是l1＞l2，为省力杠杆． 　　答案　A 　　例4　（乌鲁木齐市中考试题）如图1—6—4（a）所示，杠杆A处挂一重为40N的物体，杠杆在拉力F作用下保持平衡．O是杠杆的支点．请画出拉力F的力臂L．并写出杠杆平衡时的表达式． 　　　　 （a）　　　　　　　　　　（b） 　　　　　 （c）　　　　　　　　　　（d） 图1—6—4 　　如图1—6—4（b）F的力臂为L．杠杆平衡时：G·OA＝F·L． 　　扩展：若CB＞AO＞OC，当F方向垂直于CB时，F的力臂为L′＞OA，F＜G． 　　当F沿CB方向时，如图1—6—4（d）．F的力臂为L″，当L″＜OA时，F＞G． 　　答案　如图1—6—4（b）（d），平衡时：G·OA＝F·L 　　例5　（苏州市中考题）杠杆OA在力FA、FB的作用下保持水平静止状态，如图1—6—5（a）．杠杆的自重不计，O为杠杆的支点，FB的方向与OA垂直，则下列关系式中一定正确的是　（　　） 　　A．FA·OA＝FB·OB　　　B．FA·OA＜FB·OB 　　C．＝　　　　　　 D．FA＞ 　　　　 （a）　　　　　　　　　（b） 图1—6—5 　　精析　此题是考查学生对杠杆平衡条件的理解和能否正确地找出力臂． 　　如图1—6—5（b），画出力FA的力臂为lA，FA和OA的夹角为θ。根据杠杆的平衡条件：FA·lA＝FB·OB 　　FA·OA sinθ＝FB·OB． 　　从图中看出：0°＜θ＜90°　　∴　sinθ＜1 要保持杠杆平衡：FA·OA＞FB·OB，推得FA＞ 　　答案　D 　　例6　（长沙市中考试题）在图1—6—6（a）中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法． 　　　 （a）　　　　　（b） 图1—6—6 　　如图1—6—6（b），绳子的绕法为最省力，则应从定滑轮开始绕起，最后承担物重的绳子根数为4根． 　　如何求滑轮组绳子上的拉力? （1）使用滑轮组竖直提起重物 　　第一种情况，在忽略动滑轮重和摩擦及绳重等额外阻力时，绳子自由端拉力：F＝．如图1—6—6（b），n＝4，F＝ 　　第二种情况，不计摩擦和绳重，但考虑动滑轮重．拉力：F＝如图1—6—6（b），若物体重500N，动滑轮重100N，则拉力：F＝＝150N． 　　第三种情况，又要考虑动滑轮重，又要计摩擦等额外阻力，则应从机械效率去考虑求出拉力． 　　公式推导：η＝＝ 拉力：F＝，如图1—6—6（b），若物体重500N，滑轮组机械效率为70%，s＝4h，则拉力： 　　F＝＝≈178.6N 　　（2）使用滑轮组平拉重物 图1—6—7 　　如图1—6—7，用滑轮组匀速拉动物体A，这时拉力F大小和重量无直接关系． 　　在不计滑轮重，滑轮摩擦等额外阻力时，拉力：F＝＝，其