安徽省中考物理 考前专项突破（二）动态杠杆课件(1).ppt

专项突破 二 动态杠杆 动态杠杆是安徽中考试题中偶尔可以看到的问题 该类问题可以从下面几种情况分析 1 最小力问题根据杠杆平衡条件f1l1 f2l2 要使动力最小 就应使动力臂最长 做法是在杠杆上找一点 动力作用点 使这点到支点的距离最远 连接动力作用点和支点的距离 动力方向应是过动力作用点且和杠杆垂直 并且让杠杆转动的方向与阻力让杠杆转动的方向相反 2 力的变化问题利用杠杆平衡条件f1l1 f2l2和控制变量法 抓住不变量 分析变量之间的关系 主要有如下几种情况 1 f2 l2一定 f1和l1成反比 2 f2 l1不变 f1和l2成正比 3 f2 l1 l2一定 f1不变 3 再平衡问题杠杆再平衡判断 关键是要判断杠杆在发生变化前后 动力与动力臂的积和阻力与阻力臂的积是否相等 符合杠杆平衡条件f1l1 f2l2 如果平衡杠杆两边的力和力臂成相同的比例地变化 则杠杆仍平衡 4 杠杆转动问题杠杆转动问题实质还是再平衡问题 用杠杆平衡条件列出方程 如果两边的力矩相等 杠杆继续平衡 如果两边的力矩不等 哪边的力矩大 哪边就下沉 命题点1 命题点2 命题点3 最小力问题典题1 2016黑龙江中考 如图所示的杠杆 自重和摩擦不计 o为支点 a处挂一重100n的物体 为保证杠杆在水平方向平衡 在中点b处沿 选填 f f1 或 f2 方向施加一个最小的力为n 答案 f2200解析 如图 为使拉力最小 动力臂要最长 拉力f的方向应该垂直杠杆向上 即竖直向上 f2 动力臂为ob最长 杠杆在水平位置平衡 根据杠杆的平衡条件f2 ob g oa 得f 200n 命题点1 命题点2 命题点3 方法归纳本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用 根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键 以支点到力的作用点的距离当成力臂时是最大的力臂 命题点1 命题点2 命题点3 力的变化问题典题2 2015福建漳州中考 如图所示 可绕o点转动的轻质杠杆 在d点挂一个重g的物体m 用一弹簧测力计依次在a b c三点沿与圆o相切的方向用力拉 都使杠杆在水平位置平衡 读出三次的示数分别为f1 f2 f3 它们的大小关系是 a f1f2 f3 gc f1 f2 f3 gd f1 f2 f3 g答案 c 解析 设拉力的力臂为l 则由题意可知 当杠杆在水平位置平衡时 g od f l 由此可得 因为g od不变 od l r 故f g 由于f1 f2 f3的力臂都为圆的半径 且相等 故f1 f2 f3 g 命题点1 命题点2 命题点3 杠杆再平衡问题典题3 2016四川凉山中考 7 3分 如图所示 杠杆处于平衡状态 如果将物体a和b同时向靠近支点的方向移动相同的距离 下列判断正确的是 a 杠杆仍能平衡b 杠杆不能平衡 左端下沉c 杠杆不能平衡 右端下沉d 无法判断答案 c 命题点1 命题点2 命题点3 解析 原来杠杆在水平位置处于平衡状态 此时作用在杠杆上的力分别为物体a b的重力 其对应的力臂分别为oc od 根据杠杆的平衡条件可得magoc mbgod 由题图可知 ocmb 当向支点移动相同的距离 l时 两边的力臂都减小 l 此时左边的力矩为mag oc l magoc mag l 右边的力矩为mbg od l mbgod mbg l 由于ma mb 所以mag l mbg l 所以magoc mag l mbgod mbg l 因此杠杆将向悬挂b物体的一端即右端倾斜 方法归纳根据杠杆第一次处于平衡状态 利用杠杆的平衡条件 得到物体a b的质量大小关系 然后根据现在的条件表示两者力矩 利用m1l1 m2l2推导出物体的质量关系 结合力臂的变化 得出两个力矩的大小关系 从而确定杠杆的偏转方向 命题点1 命题点2 命题点3 典题4 2016安徽黄山模拟 如图所示 用轻质材料制成的吊桥搭在河对岸 一个人从桥的左端匀速走到桥的右端 桥面始终是水平的 不计吊桥和绳的重力 人从吊桥左端出发时开始计时 则人在吊桥上行走过程中 吊桥右端所受地面支持力f与人行走时间t的关系图象是 答案 b 命题点1 命题点2 命题点3 方法归纳根据题意得出拉力f与时间t的关系式是解答本题的关键 1 2016安徽滁州凤阳模拟 某同学利用身边的塑料尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件 如图所示 当杠杆在水平位置平衡时 他测出从支点o到硬币边缘的距离作为力臂l1和l2的大小 他测力臂的方法是错误 选填 正确 或 错误 的 如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动 则杠杆向右倾斜 选填 仍平衡 向左倾斜 或 向右倾斜 解析 1 硬币放在杠杆上 杠杆在水平位置平衡 硬币作用在杠杆上的力通过硬币平面圆心 力臂是从最下面平面圆心到支点的距离 力臂测量错误 2 如果将两边的硬币以相同速度同时匀速做远离支点的运动 在相同时间内 左端的硬币先离开杠杆 右端的硬币仍然在杠杆上 杠杆会向右倾斜 2 2015北京中考 如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图 杠杆ab可以在竖直平面内绕固定点o转动 已知ao ob 3 2 悬挂在a端的桶与沙土所受的重力为200n 悬挂在b端的配重所受的重力为80n 当杠杆ab在水平位置平衡时 加在配重下面绳端的竖直向下的拉力f是220n 解析 由杠杆平衡条件得ga ao gb f ob 即200n ao 80n f ob 已知ao ob 3 2 解得f 220n 3 2016安徽宣城模拟 某同学用图示装置做探究杠杆平衡条件的实验 图中杠杆匀质且刻度均匀 当杠杆水平平衡后 在左侧第2格上挂3个相同的钩码 则应在右侧第3格上挂2个相同的钩码才能使杠杆水平平衡 若在右侧改用弹簧测力计向下拉 弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动 杠杆始终保持水平平衡 则弹簧测力计的示数将逐渐增大 选填 增大 减小 或 不变 解析 1 设一个钩码的重力为g 杠杆的一个小格为l 根据杠杆平衡条件得3g 2l 2g 3l 所以 应在右侧第3格上挂2个钩码 2 若在右侧改用弹簧测力计向下拉 弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时 阻力 阻力臂不变 动力臂逐渐变小 根据杠杆平衡条件得 动力逐渐变大 弹簧测力计示数将逐渐增大 4 如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图 杆ab可绕o点转动 杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的ob相等 杆ab的重力不计 柱形物体较重 1 若作用在a点的动力f方向始终竖直向下 则杆从水平位置缓慢转动100 的过程中 动力f大小的变化是增大 2 若作用在a点的动力f方向始终与杆垂直 则杆从水平位置缓慢转动45 的过程中 动力f大小的变化是先增大后减小 5 2015浙江衢州中考 如图为水平桌面上的圆形玻璃转盘 转盘半径为50cm 在水平力作用下能绕转盘中心o点自由转动 转动时可视为杠杆 甲在a点施加一个大小为20n的水平力fa 想让转盘转动 对面的乙在距o点40cm处的b点同时施加一个水平力 想让转盘反方向转动 乙应沿图中f2 选填 f1 f2 f3 或 f4 方向施加一个至少为25n的力 才可能达到目的 假设只有甲 乙两人对转盘施力 忽略其他力对转动的影响 解析 由题图可知 图中ab相当于杠杆 o为支点 fa可视为动力 阻力施到b点 此时为了使用力最小 应使力臂最长 且所施力的方向应阻碍杠杆的转动 故想让转盘反方向转动 乙应沿图中f2方向施力 此时动力的力臂为l1 50cm 0 5m 阻力的力臂l2 40cm 0 4m 由杠杆的平衡条件得fa l1 f2 l2 6 2016安徽安庆二模 在玉树地震中 援救人员要用撬棒撬开坍塌物 分别沿如图所示的四个方向用力 其中最省力的是 a 沿f1方向b 沿f2方向c 沿f3方向d 沿f4方向 c 解析 在动力作用点施力f 当f的方向与杠杆垂直时动力臂最大 此时最省力 即f3最小 7 2016安徽阜阳二模 如图所示 要将一圆柱体重物推上台阶 最小的作用力应是 a f1b f2c f3d f4 c 解析 如图 若在a端施力f 当f的方向与杠杆垂直时动力臂最大 此时最省力 即最小的作用力为f3 8 2015福建厦门中考 用细绳系住厚度不均匀的木板的o处 木板恰好处于静止状态 且上表面保持水平 如图所示 两玩具车同时从o点附近分别向木板的两端匀速运动 要使木板在此过程始终保持平衡 必须满足的条件是 a 两车的质量相等b 两车的速度大小相等c 质量较小的车速度较大d 两车同时到达木板两端 c 解析 根据杠杆的平衡条件 木板左侧重力大 力臂小 右侧木板重力小 力臂大 为了继续保持杠杆平衡 两辆小车重力和运动距离 也就是力臂 的乘积必须相等 所以选c 质量小的车重力小 运动距离大 质量大的重力大 运动距离小 这样才能保持杠杆平衡 9 2016安徽淮南模拟 如图所示装置中 均匀木棒ab的a端固定在铰链上 悬线一端绕过一固定定滑轮 另一端用线套套在木棒上使棒保持水平 现使线套逐渐向右移动 但始终使木棒保持水平 则悬线上的拉力t 棒和悬线足够长 a 先逐渐变小 后又逐渐变大b 逐渐变大c 先逐渐变大 后又逐渐变小d 逐渐变小 a 解析 如图所示 g表示杆ab的自重 loa表示杆的重心到a端的距离 t表示悬线拉力的大小 l表示作用于杆ab上的悬线拉力对a点的力臂 把ab视为一根可绕a端转动的杠杆 则由杠杆的平衡条件应有g loa t l 由此得当线套在杆上逐渐向右移动时 拉力t的动力l l1 l2 l3 l4 经历了先逐渐变大后又逐渐变小的过程 故悬线的拉力t则是逐渐变小后逐渐变大 10 如图所示 杠杆始终在水平位置平衡 作用在杠杆b点的力在位置1时为f1 在位置2时为f2 则f1与f2的大小关系是 a f1f2d 无法判断 c 解析 如图 动力在位置2时 动力臂是ob 动力在位置1时 动力臂是oc ocf2 11 2016安徽池州模拟 如图所示 在调节平衡后的杠杆两侧 分别挂上相同规格的钩码 杠杆处于平衡状态 如果两侧各去掉一个钩码 下列说法正确的是 a 左端下沉b 右端下沉c 仍然平衡d 无法判断 b 解析 设每个钩码的重力为g 每个小格的长度为l 根据杠杆平衡条件 若两侧各去掉一个钩码 则左边 g 3l 右边 2g 2l 右边乘积大于左边乘积 所以右端下沉 12 2016安徽淮北模拟 重为g的均匀木棒竖直悬于o点 在其下端施一水平拉力f 让棒缓慢转到图中虚线所示位置 在转动的过程中 a 动力臂逐渐变大b 阻力臂逐渐变小c 动力f逐渐变大d 动力f逐渐减小 c 解析 1 杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件 即阻力为硬棒的重力 大小不变 硬棒在竖直位置时 重力的力臂为0 转过 后 重力力臂 阻力臂 逐渐增大 故b错误 2 当硬棒在竖直位置时 f的力臂是杠杆的长度 且力臂最长 当杠杆转过 后 力与杠杆不再垂直 所以动力臂变小 故a错误 根据杠杆平衡的条件可得 阻力与阻力臂的乘积增大 而动力臂减小 所以动力逐渐增大 故d错误 c正确 13 2016安徽蚌埠五河二模 如图所示 质量不计的光滑木板ab长1 2m 可绕固定点o转动 离o点0 2m的b端挂一重物g 板的a端用一根与水平地面成30 夹角的细绳拉住 木板在水平位置平衡时绳的拉力是6n 然后在o点的正上方放一质量为0 3kg的小球 若小球以25cm s的速度由o点沿木板向a端匀速运动 问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零 g取10n kg 绳的重力不计 答案 4s 14 2016安徽亳州利辛模拟 郝强同学对建筑工地上的长臂吊车 如图甲 有些疑惑 不吊物体它能平衡 吊重物也能平衡 重物沿臂移动仍能平衡 后来他通过设计 移动支点式杠杆 模型 如图乙 弄懂了类似问题 密度及粗细都均匀的直棒ab 1 8m 放在一个宽度为40cm的