『壹』 物理: 要完整过程
由题可知B点在OA之间,根据杠杆原理可知,G·OA=F·OB,
代入数值得60 N·60cm=F·(60-20)cm,解得
F=90N。即细线上的拉力为90N;
若拉力方向不变,逐渐向支点O靠近,仍使杠杆平衡,则拉力的力臂逐渐变短,而阻力的大小和力臂均不变,根据杠杆原理可知拉力大小将逐渐增大。
『贰』 在探究“杠杆平衡条件”的实验中:(1)某同学将杠杆悬挂起来,发现杠杆的右端低左端高,他应该将杠杆两
(1)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来;杠杆重心左移,应将平衡螺母(左端和右端的平衡螺母调节方向一致)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;
(2)从实验表格中可知,三次实验数据都满足:动力×动力臂=阻力×阻力臂.
(3)他的结论是错误的,原因是:动力的单位是N,动力臂的单位是cm,两个物理量的单位不相同,不能进行加减运算.
(4)图2中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
(5))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向支点移动的过程中,当在相同时间内,右端的硬币先到达支点,左端的硬币在支点的左侧,杠杆会向左倾斜.
(6)“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向.故选项A、C、D错误,选项B正确.
(7)杠杆在水平位置平衡,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计拉力变大,所以弹簧测力计示数变大.
故答案为:
(1)左;水平;便于直接从杠杆上读出力臂;
(2)F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂);
(3)将不同的物理量进行了加法运算;
(4)杠杆自重的影响;
(5)错误;向左倾斜;
(6)B;
(7)变大;阻力和阻力臂
『叁』 杠杆题:当杠杆水平平衡时,
1. 选择:B. F2那端下降
因为F1L1=F2L2,又L1>L2,所以,F1<F2
将它们的作用点同时远离支点相同的距离a,则
动力力矩:F1(L1+a)=F1L1+F1a ...........(1)
阻力力矩:F2(L2+a)=F2L2+F2a ............(2)
(1) - (2)得:F1a-F2a,又F1<F2,所以,F1a<F2a
因此,F2那端下降
2. 选择 A. F1那端下降
因为F1L1=F2L2
将它们的大小同时增大相同的数值f,则
动力力矩:(F1+f)L1=F1L1+fL1 ................(1)
阻力力矩::(F2+f)L2=F2L2+fL2 ............(2)
(1) - (2)得:fL1-fL2,,又L1>L2,所以,fL1>fL2
因此, F1那端下降
『肆』 平衡杠杆支点受力的大小
最好不要分开受力分析,那样的话就会多出来分开处的一个内力。
可以考虑将这个杆件看做整体,其受到两端的两个力和支点所给的力,三个力,受力分析,利用平衡解答即可。
方向:物体受三个力平衡,三个力作用线交与一点可知其方向
大小:力的三角形计算原理即可作答
『伍』 小明利用杠杆做了两个小实验:A:“探究杠杆的平衡条件”(1)当杆杠静止在图(甲)所示的位置时,杆杠处
A、(1)如图(甲)杠杆处于静止状态,所以杠杆处于平衡状态.但是杠杆右端上翘,没有在水平位置平衡,调节两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测出力臂大小. (2)改变支点两侧的钩码位置和个数,一般要做三次实验,得到三组数据并进行分析,得出的实验结论具有普遍性,避免偶然性. (3)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,拉力的方向与杠杆不垂直,力臂不等于从杠杆标尺刻度上直接读出的,因此测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符,从杠杆上直接读取不是拉力的力臂. B、(1)有用功为W 有 =Gh 2 =2mgh 2 ,总功W 总 =F 1 h 1 ,则机械效率的表达式η=
(2)钩码的悬挂点在B点时,由杠杠的平衡条件得F 1 ?OA=G?OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得F 2 ?OA=G?OC;从图中可以看出,由OB到OC力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大,有用功不变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功. (3)因为第一次与第二次的有用功相等,并且第二次的额外功小,因为机械效率等于有用功与总功的比值,因此第一次的机械效率小于第二次的机械效率; 将3只钩码悬挂在C点时,物体升高的高度不变,物重增加,由W 有 =Gh 2 可得,有用功变大,但杠杆提升的高度与第二次相同,额外功与第二次相同,又因为机械效率等于有用功与总功的比值,因此第三次的机械效率大于第二次的机械效率. 综上所述,第三次的机械效率最大. 故答案为: A、(1)平衡;左;(2)便于测出力臂大小;(3)从杠杆上直接读取不是拉力的力臂. B、(1)
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『陆』 如图一根轻质杠杆,它的一端可以绕固定点O转动,另一端A用线竖直向上拉着.在杠杆的B点悬挂一个质量为200
(1)G=mg=0.2kg×9.8N/kg=1.96N; (2)由图可知,OB=28cm=0.28m,OA=OB+BC=28cm+12cm=40cm=0.4m, 由杠杆平衡的条件F?OA=G?OB可得: F=
答:(1)钩码的重力为1.96N; (2)线的拉力为1.372N. |
『柒』 杠杆的杠杆平衡条件
杠杆的平衡条件 :
动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式:
F1×L1=F2×L2变形式:
F1:F2=L2:L1动力臂是阻力臂的几倍,那么动力就是阻力的几分之一: 杠杆绕着转动的固定点叫做支点
使杠杆转动的力叫做动力,(施力的点叫动力作用点)
阻碍杠杆转动的力叫做阻力,(施力的点叫阻力用力点)
当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡,但是杠杆平衡并不是力的平衡。
注意:在分析杠杆平衡问题时,不能仅仅以力的大小来判断,一定要从基本知识考虑,做到解决问题有根有据,切忌凭主观感觉来解题。
杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线
从支点O到动力F1的作用线的垂直距离L1叫做动力臂
从支点O到阻力F2的作用线的垂直距离L2叫做阻力臂
杠杆平衡的条件(文字表达式):
动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式:
F1×L1=F2×L2一根硬棒能成为杠杆,不仅要有力的作用,而且必须能绕某固定点转动,缺少任何一个条件,硬棒就不能成为杠杆,例如酒瓶起子在没有使用时,就不能称为杠杆。
动力和阻力是相对的,不论是动力还是阻力,受力物体都是杠杆,作用于杠杆的物体都是施力物体
力臂的关键性概念:1:垂直距离,千万不能理解为支点到力的作用点的长度。
2:力臂不一定在杠杆上。
力臂三要素:大括号(或用|→←|表示)、字母、垂直符号 (1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量,它们将平衡;
(2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量,重的一端将下倾;
(3)在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量,距离远的一端将下倾;
(4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替,只要重心的位置保持不变。
相反,几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替;似图形的重心以相似的方式分布……正是从这些公理出发,在重心理论的基础上,阿基米德又发现了杠杆原理,即二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。 在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;如欲省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力,也可以省距离。但是,要想省力,就必须多移动距离;要想少移动距离,就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离,是不可能实现的。
正是从这些公理出发,在“重心”理论的基础上,阿基米德发现了杠杆原理,即“二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面,而且据此原理还进行了一系列的发明创造。阿基米德曾讲:“给我一个支点和一根足够长的杠杆,我就可以撬动地球”。讲的就是这个道理。但是找不到那么长和坚固的杠杆,也找不到那个立足点和支点。所以撬动地球只是阿基米德的一个假想。
杠杆的支点不一定要在中间,满足下列三个点的系统,基本上就是杠杆:支点、施力点、受力点。其中公式这样写:支点到受力点距离(力矩) * 受力 = 支点到施力点距离(力臂)* 施力,这样就是一个杠杆。杠杆也有省力杠杆跟费力的杠杆,两者皆有但是功能表现不同。例如有一种用脚踩的打气机,或是用手压的榨汁机,就是省力杠杆(力臂 > 力矩);但是我们要压下较大的距离,受力端只有较小的动作。另外有一种费力的杠杆。例如路边的吊车,钓东西的钩子在整个杆的尖端,尾端是支点、中间是油压机 (力矩 > 力臂),这就是费力的杠杆,但费力换来的就是中间的施力点只要动小距离,尖端的挂勾就会移动相当大的距离。两种杠杆都有用处,只是要用的地方要去评估是要省力或是省下动作范围。另外有种东西叫做轮轴,也可以当作是一种杠杆的应用,不过表现尚可能有时要加上转动的计算。
使用杠杆时,如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动,那么杠杆就处于平衡状态。
动力臂×动力=阻力臂×阻力,即L1×F1=L2×F2,由此可以演变为F1/F2=L2/L1杠杆的平衡不仅与动力和阻力有关,还与力的作用点及力的作用方向有关。
假如动力臂为阻力臂的n倍,则动力大小为阻力的1/n大头沉
动力臂越长越省力,阻力臂越长越费力.
省力杠杆费距离;费力杠杆省距离。
等臂杠杆既不省力,也不费力。可以用它来称量。例如:天平
许多情况下,杠杆是倾斜静止的,这是因为杠杆受到几个平衡力的作用。 杠杆是可以绕着支点旋转的硬棒。当外力作用于杠杆内部任意位置时,杠杆的响应是其操作机制;假若外力的作用点是支点,则杠杆不会出现任何响应。
假设杠杆不会耗散或储存能量,则杠杆的输入功率必等于输出功率。当杠杆绕着支点呈匀角速度旋转运动时,离支点越远,则移动速度越快,离支点越近,则移动速度越慢,由于功率等于作用力乘以速度,离支点越远,则作用力越小,离支点越近,则作用力越大。
机械利益是阻力与动力之间的比率,或输出力与输入力之间的比率。假设动力臂 、阻力臂 分别为动力点、阻力点与支点之间的距离,动力 、阻力 分别作用于动力点、阻力点。则机械利益 为:
『捌』 探究杠杆的平衡条件:(1)如图(a),杠杆在支架上,要使其在水平位置平衡.当杠杆在水平位置平衡时,杠
(1)杠杆在水平位置平衡,杠杆的重心通过支点,杠杆重的力臂为0.
(2)杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上,力的力臂在杠杆上,便于测量力臂大小.
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,1.5N×20cm=F2×15cm,∴F2=2N.
(3)如右图,当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,力臂OD小于OB,力臂变小,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计的拉力会变大.
故答案为:(1)0;(2)力臂在杠杆上,便于测出力臂大小;2;(3)变大.
『玖』 初二物理题
F1*S1=F2*S2 钩码的重力为G=mg=0.2*10=2N S=0.28米
设线的拉力为F2 到O点的距离为S2=0.4米 F2=G*S/S2=2*0.28/0.4=0.14N
同理 第二问 f2=2*0.28/0.14=4N