13.(2015泰州)有一杠杆经过调节,处于水平平衡状态,如图所示,在A点悬挂三个钩码(每个钩码重均为0.5N),要使杠杆水平平衡,需在B点悬挂 2个钩码;取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平平衡,测力计的拉力为 3N,如改变测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然水平平衡,测力计的读数将 变大 .
解析:(1)一个钩码的重是0.5N,设杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
1.5N×2L=FB×3L,FB=1N,即在B处挂2个钩码.(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
1.5N×2L=FC×1L,FC=3N.如改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡.
14.(2015绥化)如图,重为50N的物体挂在杠杆B点,OB=0.4m,OA=1m,在A端施加竖直向上的拉力F,当F=20N(杠杆自重忽略不计)时,杆杆在水平置平衡;测量质量的工具托盘天平也是杠杆,它属于 等臂 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆.
解析:根据杠杆的平衡条件:F•OA=G•OB
则:F×1m=50N×0.4m解得:F=20N
平时测量质量的托盘天平是等臂杠杆.
15.(2015怀化)如图所示,一处于水平平衡状态的杠杆,杠杆上所标刻度每小格长为75px.某同学在研究杠杆平衡实验时,在杠杆上的A点挂四个钩码,每个重为1N,用弹簧测力计在B点竖直向上拉杠杆,使杠杆水平平衡,此时弹簧测力计拉力的力臂为 24cm,弹簧测力计的示数为 2N.
解析:已知杠杆上所标刻度每小格长为75px.
则弹簧测力计拉力的力臂为8×75px=600px,
由杠杆平衡条件可知,G钩码×300px=F×600px,
即4N×300px=F×600px,解得F=2N.
16.(2015益阳)如图是自行车手闸示意图,手闸是一个简单机械,这种简单机械的名称是 杠杆 ,当图中手对车闸的作用力F=10N时,刹车拉线受到力的大小为 40N.
解析:由图知,自行车手闸在力的作用效果下,能够绕着铆钉转动,所以是杠杆的应用;
因为F1L1=F2L2,所以拉线受到的拉力为F′=×10N=40N.
17.(2015淮安)如图所示,以中点O作为支点,调节杠杆水平平衡,在O点右侧第8格上挂2个钩码,每个钩码的重力为0.5N,用弹簧测力计在O点左侧第4格上竖直向下拉,使杠杆水平平衡,该拉力大小为 2N;将测力计由图示位置向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则测力计的示数将 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”).
解析:(1)设每一格长度为L,由题意有:G×8L=F×4L,F===2N;
(2)将测力计由图示位置向左移动,杠杆始终保持水平平衡,拉力对应的力臂变大,根据杠杆平衡条件可知,在右侧钩码和力臂不变情况下,测力计的示数将减小.
18.(2015安徽)如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则重物G=20N.若保持拉力方向不变,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将 不变 (选填“增大”、“不变”或“减小”)
解析:(1)如图,杠杆在水平位置,
LBA=2LBC,杠杆平衡,FLBA=GLBC,
所以G===2×10N=20N;
(2)杠杆被拉起后,如图所示,
BA′为动力臂,BC′为阻力臂,阻力不变为G,△BC′D∽△BA′D′,
BC′:BA′=BD:BD′=1:2,
杠杆平衡所以F′LBA′=GLBC′,F′==G=×20N=10N;
由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的大小不变.
19.(2015无锡)某人在动物园内,用弹簧测力计称出了一头大象的重量,在称象过程中,他用到了吊车、铁笼和一根很长的配槽钢等辅助工具,操作步骤如下:
a、如图甲所示,将铁笼系于槽钢上的B点,当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时,槽钢在水平位置平衡.b、将大象引入铁笼,保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变,用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次在水平位置平衡,如图乙所示,测得OB=150px,OA=9m,弹簧测力计的示数为200N,根据上述数据测出了大象的重量.
(1)大象的重为 3×104N.
(2)设计步骤a的目的是 消除槽钢重力对杠杆平衡的影响 .
解析:(1)如图甲,槽钢重力作用在AB中点,槽钢重心到O点距离l1,
槽钢在水平位置平衡时根据杠杆的平衡条件:G槽钢×l=G铁笼×OB…①
大象引入铁笼后,再次在水平位置平衡时,
G槽钢×l+F×AO=(G象+G铁笼)×OB…②
②﹣①式得:F×AO=G象×OB,200N×22500px=G象×150px,所以:G象=3×104N;
(2)从(1)不难发现设置步骤a的作用:消除槽钢重力对杠杆平衡的影响.
20.(2015大连)如图所示,用轻质杆将一电灯吊起,O点是支点.请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图.
解:从支点作动力F1作用线的垂线段,线段的长度即为动力臂;电灯对杠杆的拉力是阻力,方向竖直向下,由此画出阻力的示意图.如图所示:
21.(2015黑龙江)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O为支点,A处挂一重为100N的物体,为保证杠杆在水平方向平衡,在中点B处沿 F2(F或F1或F2)方向施加一个最小的力为 200N.
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,所以:F=G×=100N×=200N.
22.(2015连云港)在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)如图a所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向 左 调节.
(2)如图b所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向 竖直向下 .
(3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是 左侧钩码右移 .(写出一条即可)
(4)甲同学测出一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是 一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律 .
解析:(1)调节杠杆的平衡时,由图a杠杆左高右低,应将两端的平衡螺母向左调节;
(2)力臂是支点到力的作用线的垂直距离.当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时,拉力作用点到支点的距离就是其力臂,这样便于从杠杆上直接读出力臂,由图杠杆水平平衡时拉力方向应竖直向下;
(3)当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,可以换用更大量程的测力计;
根据杠杆的平衡条件,也可以减少左侧钩码的数量或者左侧钩码右移.
(4)只有一次实验得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂.这种结论很具有偶然性,不合理.要进行多次实验,总结杠杆平衡条件.