杠杆平衡条件应用分类例析
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1、杠杆平衡条件应用分类例析出卷人:张万刚杠杆是一种最简单的机械,它既有直臂和曲臂之分,又有省力和费力之别。 但平衡的条件却只有一个,即动力X动力臂二阻力X阻力臂(路=弘)这里 就杠杆平衡条件的应用进行分类例析。一、杠杆平衡的判断例1. 一根长为 l 粗细均匀的铁丝在其中点用线吊着使其平衡,如图1 所示,当 按图2 所示的方法弯折后,杠杆是否还能再次平衡?如不平衡,将向何方倾斜?图1图2分析与解:二、杠杆平衡的最小动力和最小动力的力臂。例1:如图所示,杠杆在如图位置保持平衡,作用在A点的的三个力中,最小的 是。分析:分别作出三个动力的力臂LLL,由杠杆的平衡条件 珥厂F易 可 得F二Fl / 1
2、所以,当Fl 定时,动力臂1越大,动力F越小。所以1 2 2 1 2 2 1图中 F 最小。由此我们发现,当以动力作用点和支点的连线作为动力臂时动力 2是最小的。 所以:作法:若已知动力作用点,则动力作用点到支点的距离即为最大动力臂。作出最大动力臂后,过动力作用点作力臂的垂线,方向按实际情况确定。举例:如图所示,使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上力 点请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图(注意:请在 图上保留为确保作图准确所画的辅助线)例2.画出使杠杆AB在图3所示位置静止时,所用最小力F的作用点和方向。图3分析与解 :例:如图要使下列杠杆平衡,在图上画出作用在杠杆上最小的力 F 的图示。三、
3、杠杆的动态平衡 对于杠杆在动态平衡下的力臂及平衡条件的应用问题的解答,关键是正确分 析出变化过程中动力臂、阻力、阻力臂大小的变化情况,再根据杠杆的平衡条件 分析求解。例.如图所示,有一轻质木板OA能绕O点转动,A端系细绳悬挂于墙上B点, 并使A端上翘。在靠近A端处放着一小球,在小球沿木板滚下的过程中,细绳对木板的拉力将()A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 保持不变 D. 无法判断 分析与解 本题中绳的拉力为动力(F),球的重力为阻力(F),小球在滚下的过程中,阻力F和动力臂l2 2 1不变,而阻力臂l减小,由此F与l的乘积减少,2 2 2而l不变。根据杠杆平衡条件,月山也将减小,因1此,
4、F 将变小,故正确选项为 B。题目变形:如图所示,作用在杠杆左端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆由水平 位置OA缓慢拉至OB,则在此过程中力F将如何变化?2、小明和小华合作做“研究杠杆平衡条件”的实验(1)实验时,小明先调节杠杆在水平位置平衡,你认为这样做 的好处是. (2)小华将四个重力均为0.5N的钩码挂在杠杆左端后,又将弹簧测力计钩在杠杆 A 处的细线上(如图 11所示) . 要使杠杆在水平位置平衡,且弹簧测力计的示数最 小,则小华应沿 方向拉弹簧测力计. 在此情况下,小华读出弹簧测力计示数为 4.2N. 小明和小华对实验数据 分析后得到的结论是:在误差允许的范围内,动力X动力臂=阻力X阻力臂.你认为他们这样就得出结论是否合理? _ ;简述理由:
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