初中物理自主招生讲义43讲 杠杆的平衡条件、杠杆中最小力的问题（教师版） .pdf

初中物理自主招生讲义43

杠杆及其五要素、探究杠杆的平衡条件、杠杆的动态平衡分析、杠杆的分类与应用、杠杆的平衡条件、杠杆中最小力的问题

一．杠杆及其五要素（共小题）

1

1．在足球赛场上，我们总能看到靠近球门的摄像师利用一根长支架进行拍摄，如图所示。

这样做的好处是为了获得更大的拍摄范围。

答案与解析：从图中可以看出摄像师利用的这根长支架是一个费力杠杆，虽然他费了力

却省了距离，他移动比较小的距离，摄像就可移动比较大的距离。可以拍摄更大的范围。

故答案为：为了获得更大的拍摄范围。

二．力臂的画法（共小题）

3

．如图甲所示，曲杆自重不计，为支点，＝，＝，＝，

2AOBCOAO60cmOB40cmBC30cm

要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力的示意图及其力臂。

FL

答案与解析：根据杠杆平衡的条件可知，力臂越长越省力，因为＝，＝，

OB40cmBC30cm

所以＝，而＝，故作为力臂最长，所以过点作垂直于的有

OC50cmOA60cmOAAOA

向线段，方向向上，即为最小的力的示意图。如图所示：

F

．如图所示，一轻质杠杆可绕点转动，端用绳子系住，绳子的另一端系于竖赶墙

3OAOA

壁的点，在杠杆中点处悬挂一重为的重物，杠杆处于水平静止状态。已知杠杆

CBG

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长为，点到点距离为。

OA2LOCL

（）请在图上画出拉力的力臂；

1F

（）求出拉力的大小；

2F

（3）若绳子能承受的最大拉力为G，则重物最多能悬挂在离O点多远处？

答案与解析：（）过支点作垂直绳子对杠杆的拉力作用线的垂线段（即力臂）。

1OFL

如图所示：

（2）根据杠杆平衡条件得：F×OD＝G×OA

即F＝G

又因为＝，＝

OCLOA2L

所以＝

ACL

则F＝G＝G＝G。

（）设重物最多能悬挂在离点的距离为。

3OX

∵＝

∴OD＝×OA＝×2L＝L

则根据杠杆平衡条件得：×＝×

FODGX

X＝＝×L＝

答：（2）拉力F的大小；

（3）重物最多能悬挂在离O点的距离为。

．如图所示，为杠杆的支点，在处挂一小球，＝＝，为使杠杆在水平位

4OACBAOOBB