一、選擇題（共13小題）


1．（2016?涼山州）如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果將物體A和B同時(shí)向靠近支點(diǎn)的方向移動(dòng)相同的距離，下列判斷正確的是（ ）





A．杠桿仍能平衡


B．杠桿不能平衡，左端下沉


C．杠桿不能平衡，右端下沉


D．無法判斷


【考點(diǎn)】7Q：杠桿的動(dòng)態(tài)平衡分析．


【分析】根據(jù)杠桿原來處于平衡狀態(tài)，利用圖示杠桿的力臂關(guān)系，根據(jù)杠桿平衡條件得到物體AB的質(zhì)量大小關(guān)系；


根據(jù)條件的變化，分別表示出杠桿作用兩邊的力和力臂的乘積。比較力和力臂的乘積的大小，即可確定杠桿是否平衡。


【解答】解：原來杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，此時(shí)作用在杠桿上的力分別為物體A、B的重力，其對(duì)應(yīng)的力臂分別為OC、OD，


根據(jù)杠桿的平衡條件可得：


mAgOC=mBgOD，


由圖示可知，OC＜OD．所以mA＞mB，





當(dāng)向支點(diǎn)移動(dòng)相同的距離△L時(shí)，兩邊的力臂都減小△L，此時(shí)左邊的力和力臂的乘積為：


mAg（OC﹣△L）=mAgOC﹣mAg△L，


右邊的力和力臂的乘積為：


mBg（OD﹣△L）=mBgOD﹣mBg△L，由于mA＞mB，所以mAg△L＞mBg△L；


所以：mAgOC﹣mAg△L＜mBgOD﹣mBg△L。


因此杠桿將向懸掛B物體的一端即右端傾斜。


故選：C。


【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)杠桿第一次處于平衡狀態(tài)，利用杠桿的平衡條件，得到物體A、B的質(zhì)量大小關(guān)系，然后根據(jù)現(xiàn)在的條件表示兩者力矩，利用推導(dǎo)出物體的質(zhì)量關(guān)系，結(jié)合力臂的變化，得出兩個(gè)力和力臂的乘積的大小關(guān)系，從而確定杠桿的偏轉(zhuǎn)方向。這是此題的解題思路。


2．（2015?東營(yíng)）如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，杠桿會(huì)（ ）





A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．無法判斷


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】原來杠桿平衡，是因?yàn)閮蛇叺牧土Ρ鄣某朔e相等，現(xiàn)在各加一個(gè)同樣的鉤碼，就要看現(xiàn)在的力和力臂的乘積是否相等，據(jù)此分析得出結(jié)論。


【解答】解：


設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，一格為L(zhǎng)，


原來：2G×3L=3G×2L，杠桿平衡，


現(xiàn)在：3G×3L＞4G×2L，所以杠桿不再平衡，杠桿向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即左端下沉。


故選：A。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，杠桿是否平衡取決于力和力臂的乘積是否相等，只比較力或力臂大小不能得出正確結(jié)果。


3．（2015?南寧）如圖所示，在使用相同的鉤碼進(jìn)行“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，要使調(diào)好的杠桿重新在水平位置平衡，應(yīng)在A處懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)是（ ）





A．1個(gè)B．2個(gè)C．3個(gè)D．6個(gè)


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件，將已知條件代入便可求得。


【解答】解：設(shè)每個(gè)鉤碼的重力為G，每個(gè)小格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿的平衡條件：


F1L1=F2L2


3G×2L=F2×3L


解得F2=2G，所以在A處所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為2。


故選：B。


【點(diǎn)評(píng)】熟練運(yùn)用杠桿的平衡條件，是我們解決此類問題的關(guān)鍵。


4．（2015?重慶）如圖所示情景中，與對(duì)應(yīng)的物理知識(shí)正確的是（ ）


A．如果兩側(cè)各去掉一個(gè)鉤碼，杠桿左側(cè)會(huì)下沉


B．磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用


C．靜止木塊對(duì)斜面的壓力示意圖


D．電冰箱的金屬外殼要接地


【考點(diǎn)】6H：力的示意圖與圖示；7N：杠桿的平衡條件；CP：電磁感應(yīng)；IV：安全用電原則．


【分析】A、根據(jù)杠桿的平衡條件判斷杠桿是否平衡；


B、磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體有力的作用與電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)類似，電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)外部沒有電源，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體有力的作用外部需有電源；


C、壓力是垂直作用在物體表面上的力；


D、家用電器的金屬外殼需與大地相連，防止外殼帶電，發(fā)生觸電事故。


【解答】解：A、如果兩側(cè)各去掉一個(gè)鉤碼，左側(cè)=G×3L=3GL；右側(cè)=2G×2L=4GL，右側(cè)力和力臂的乘積大，右側(cè)下沉，A錯(cuò)誤；


B、由圖知，外部沒有電源，此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線，導(dǎo)體中將會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這是電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，B錯(cuò)誤；


C、木塊對(duì)斜面的壓力應(yīng)垂直于斜面，指向斜面，C錯(cuò)誤；


D、為防止觸電事故，電冰箱的金屬外殼應(yīng)接地，D正確。


故選：D。


【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了杠桿平衡條件、電磁實(shí)驗(yàn)、壓力的方向及安全用電的有關(guān)知識(shí)，屬基礎(chǔ)內(nèi)容的考查，難度不大。


5．（2014?宣化縣）有關(guān)如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械中說法不正確的是（ ）


A．羊角錘是一個(gè)省力杠桿


B．活塞式抽水機(jī)手柄處于平衡狀態(tài)，則F1?OE=F2?OA


C．用滑輪組豎直勻速提升物體，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越低


D．使用斜面是為了省距離


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件；7O：杠桿的分類；7Y：斜面與輪軸；F4：滑輪（組）的機(jī)械效率．


【分析】（1）分析使用羊角錘時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系判斷省費(fèi)力情況；


（2）活塞式抽水機(jī)手柄可以看作是繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，確定動(dòng)力臂、阻力臂，利用杠桿平衡條件分析判斷；


（3）提高滑輪組機(jī)械效率的方法：一是在有用功一定時(shí)，通過減輕動(dòng)滑輪重、減小摩擦減小額外功；二是在額外功一定時(shí)，通過增大提升的物重增大有用功；


【解答】解：


A、使用羊角錘時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故A正確；


B、讀圖可知，F(xiàn)1為動(dòng)力，其力臂是支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離，應(yīng)為OE；F2為阻力，其力臂是從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離，應(yīng)為OB，所以根據(jù)杠桿的平衡條件，最終的平衡關(guān)系是F1?OE=F2?OB，故B錯(cuò)；


C、用滑輪組豎直勻速提升物體，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高，故C錯(cuò)；


D、使用斜面是為了省力，但費(fèi)距離，故D錯(cuò)。


本題選不正確的，故選BCD。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了杠桿分類和杠桿平衡條件的應(yīng)用，易錯(cuò)點(diǎn)在B選項(xiàng)的判斷，能準(zhǔn)確判斷杠桿的力臂是關(guān)鍵。


6．（2014?西藏）如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在A點(diǎn)用細(xì)線懸掛一重物，在B點(diǎn)施加一豎直向下的動(dòng)力，使杠桿在水平位置保持平衡。若將動(dòng)力的方向改為沿虛線方向，仍使杠桿在水平位置保持平衡，則（ ）





A．動(dòng)力臂增大B．動(dòng)力臂減小


C．動(dòng)力臂不變D．條件不足，無法判斷


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)間的距離為最長(zhǎng)的力臂，當(dāng)動(dòng)力沿虛線方向拉杠桿時(shí)，根據(jù)杠桿平衡的條件和動(dòng)力臂的變化確定動(dòng)力的變化。


【解答】解：在A點(diǎn)用細(xì)線懸掛一重物，在B點(diǎn)施加一個(gè)豎直向下的動(dòng)力時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，因此當(dāng)動(dòng)力沿虛線方向拉杠桿時(shí)，動(dòng)力臂L1將變小，而阻力和阻力臂均不變，由F1L1=F2L2可知，動(dòng)力F1將變大。


故選：B。


【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是判斷動(dòng)力臂的變化，當(dāng)阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力會(huì)增大。


7．（2014?西藏）如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在A點(diǎn)用細(xì)線懸掛一重物，在B點(diǎn)施加一豎直向下的動(dòng)力，使杠桿在水平位置保持平衡。若將動(dòng)力的方向改為沿虛線方向，仍使杠桿在水平位置保持平衡，則（ ）





A．動(dòng)力大小不變B．動(dòng)力大小將增大


C．動(dòng)力大小將減小D．條件不足，無法判斷


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)間的距離為最長(zhǎng)的力臂，當(dāng)動(dòng)力沿虛線方向拉杠桿時(shí)，根據(jù)杠桿平衡的條件和動(dòng)力臂的變化確定動(dòng)力的變化。


【解答】解：在A點(diǎn)用細(xì)線懸掛一重物，在B點(diǎn)施加一個(gè)豎直向下的動(dòng)力時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，因此當(dāng)動(dòng)力沿虛線方向拉杠桿時(shí)，動(dòng)力臂將變小，而阻力和阻力臂均不變，由F1L1=F2L2可知，動(dòng)力將變大。


故選：B。


【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是判斷動(dòng)力臂的變化，當(dāng)阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力會(huì)增大。


8．（2014?常州）小明探究杠桿的平衡條件，掛鉤碼前，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，杠桿上每格距離相等，桿上A、B、C、D的位置如圖所示，當(dāng)A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，下列操作中能使杠桿在水平位置平衡的是（ ）





A．B點(diǎn)掛5個(gè)鉤碼B．C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼


C．D點(diǎn)掛1個(gè)鉤碼D．D點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。


【解答】解：設(shè)每個(gè)鉤碼重力為F，每個(gè)小格長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則O點(diǎn)左側(cè)力與力臂的積為：4F×3L=12FL；


A、B點(diǎn)掛5個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為：5F×2L=10FL＜12FL，杠桿不能平衡，故A錯(cuò)誤；


B、C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為：4F×4L=16FL＞12FL，杠桿不能平衡，故B錯(cuò)誤；


C、D點(diǎn)掛1個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為：F×6L=6FL＜12FL，杠桿不能平衡，故C錯(cuò)誤；


D、D點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為：2F×6L=12FL=12FL，杠桿能平衡，故D正確。


故選：D。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生要加強(qiáng)對(duì)杠桿的認(rèn)識(shí)。


9．（2015?巴中）如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在物體A和B下端同時(shí)掛一個(gè)相同質(zhì)量的鉤碼，下列判斷正確的是（ ）





A．杠桿不能平衡，左端下沉


B．杠桿不能平衡，右端下沉


C．杠桿仍能平衡


D．無法判斷


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】判斷出掛了鉤碼后左右兩邊力和力臂乘積的大小關(guān)系，判斷出是否平衡及平衡狀態(tài)的變化。


【解答】解：原來杠桿平衡，則GA×L=GB×2L


若在物體A和B下端同時(shí)掛一個(gè)相同質(zhì)量的鉤碼，則左邊=（GA+G）×L=GA×L+G×L；


右邊=（GB+G）×2L=GB×2L+2G×L，


又GA×L=GB×2L，GL＜2GL，所以：


（GA+G）×L＜（GB+G）×2L，杠桿將向右傾斜，ACD錯(cuò)誤，B正確。


故選：B。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，杠桿是否平衡取決于力和力臂的乘積是否相等，只比較力或力臂大小不能得出正確結(jié)果。


10．（2015?烏魯木齊）如圖，一質(zhì)量分布均勻的12kg鐵球與輕桿AB焊接于A點(diǎn)后懸掛于豎直墻壁的B點(diǎn)，輕桿的延長(zhǎng)線過球心O，輕桿的長(zhǎng)度是鐵球半徑的三分之二，要使鐵球剛好離開墻壁，施加在鐵球上的力至少為（ ）





A．27NB．45NC．72ND．90N


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件，要使施加的力最小，應(yīng)使動(dòng)力臂最長(zhǎng)，據(jù)此分析即可。


【解答】解：鐵球的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N；


由圖知，當(dāng)力F作用在球的下邊緣，且與通過AB的直徑垂直時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，其受力圖如圖所示：





把整體看做一個(gè)杠桿，支點(diǎn)在B點(diǎn)，由圖知，球的重力方向豎直向下，力臂為L(zhǎng)G，由圖知：LG=R；


F的力臂等于桿的長(zhǎng)度與球的直徑之和，則LF=R+2R=R；


根據(jù)杠桿的平衡條件：G?LG=F?LF


代入數(shù)據(jù)：120N×R=F×R


解得F=45N。


故選：B。


【點(diǎn)評(píng)】本題是有關(guān)杠桿平衡條件的應(yīng)用，考查了有關(guān)最小力的求法，解決此題的關(guān)鍵是找到最長(zhǎng)的力臂，即從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。


11．（2015?廈門）用細(xì)繩系住厚度不均勻的木板的O處，木板恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，且上表面保持水平。如圖所示，兩玩具車同時(shí)從O點(diǎn)附近分別向木板的兩端勻速運(yùn)動(dòng)，要使木板在此過程始終保持平衡，必須滿足的條件是（ ）





A．兩車的質(zhì)量相等B．兩車的速度大小相等


C．質(zhì)量較小的車速度較大D．兩車同時(shí)到達(dá)木板兩端


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2分析解答即可。


【解答】解：


木板原來是平衡的，兩玩具車同時(shí)從O點(diǎn)附近分別向木板的兩端勻速運(yùn)動(dòng)，


若保持木板平衡根據(jù)杠桿的平衡條件：


G1L1=G2L2，


即：m1v1t=m2v2t，


m1v1=m2v2，


A、兩車的質(zhì)量相等，速度不同則不能平衡，故A錯(cuò)誤；


B、車的速度大小相等，質(zhì)量不同不能平衡，故B錯(cuò)誤；


C、質(zhì)量較小的車速度較大，故C正確；


D、須滿足與兩端距支點(diǎn)距離相等才能平衡，故D錯(cuò)誤。


故選：C。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了速度、重力和杠桿平衡條件的應(yīng)用，正確分析出杠桿上的五個(gè)要素是解題的關(guān)鍵所在。


12．（2013?天津）如圖為用瓶起開啟瓶蓋的情景，關(guān)于該瓶起使用時(shí)的杠桿示意圖正確的是（ ）





A．B．C．D．


【考點(diǎn)】7M：杠桿及其五要素．


【分析】理解力臂的畫法：是從支點(diǎn)到力的作用線的距離。


【解答】解：在使用瓶起時(shí)，支點(diǎn)在最前端，而AB的支點(diǎn)搞錯(cuò)，所以錯(cuò)誤；


動(dòng)力F1方向向上，而阻力F2方向向下，所以C錯(cuò)誤、D正確。


故選：D。


【點(diǎn)評(píng)】此題考查了有關(guān)杠桿支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂的判斷，是一道基礎(chǔ)性題目。


13．（2015?漳州）如圖所示，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿，在D點(diǎn)掛一個(gè)重為G的物體M，用一把彈簧測(cè)力計(jì)依次在A，B，C三點(diǎn)沿圓O相切的方向用力拉，都使杠桿在水平位置平衡，讀出三次的示數(shù)分別為F1、F2、F3，它們的大小關(guān)系是（ ）





A．F1＜F2＜F3＜GB．F1＞F2＞F3＞GC．F1=F2=F3=GD．F1＞F2=F3=G


【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】利用杠桿平衡條件分析，當(dāng)阻力和阻力臂不變時(shí)，如果動(dòng)力臂不變，只改動(dòng)用力方向，其動(dòng)力不變，據(jù)此分析解答。


【解答】解：設(shè)拉力的力臂為L(zhǎng)，則由題意可知，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)：G×OD=F×L


由此可得：F=


因?yàn)镚，OD不變，OD=L=r，故F=G，由于F1、F2、F3的力臂都為圓的半徑，相等，故F1=F2=F3=G


故選：C。


【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查學(xué)生對(duì)于杠桿平衡問題的分析能力，此題關(guān)鍵是力臂的確定。





二、填空題（共10小題）


14．（2015?淮安）如圖所示，以中點(diǎn)O作為支點(diǎn)，調(diào)節(jié)杠桿水平平衡，在O點(diǎn)右側(cè)第8格上掛2個(gè)鉤碼，每個(gè)鉤碼的重力為0.5N，用彈簧測(cè)力計(jì)在O點(diǎn)左側(cè)第4格上豎直向下拉，使杠桿水平平衡，該拉力大小為 2 N；將測(cè)力計(jì)由圖示位置向左轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿始終保持水平平衡，則測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 增大 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】（1）利用杠桿平衡條件列出等式算出拉力大小；


（2）利用杠桿平衡條件分析拉力對(duì)應(yīng)力臂的變化，確定拉力的變化。


【解答】解：（1）設(shè)每一格長(zhǎng)度為L(zhǎng)，由題意有：G×8L=F×4L，


F===2N；


（2）將測(cè)力計(jì)由圖示位置向左轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿始終保持水平平衡，拉力對(duì)應(yīng)的力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件可知，在右側(cè)鉤碼和力臂不變情況下，則測(cè)力計(jì)的示數(shù)將增大。


故答案為：2；增大。


【點(diǎn)評(píng)】此題考查了利用杠桿平衡條件的計(jì)算和分析力的變化，熟知平衡條件是解題關(guān)鍵。


15．（2015?益陽）如圖是自行車手閘示意圖，手閘是一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械，這種簡(jiǎn)單機(jī)械的名稱是 杠桿 ，當(dāng)圖中手對(duì)車閘的作用力F=10N時(shí)，剎車?yán)€受到力的大小為 40 N。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】（1）在力的作用下，能夠繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿；


（2）根據(jù)杠桿平衡條件確定拉線受到的拉力。


【解答】解：


由圖知，自行車手閘在力的作用效果下，能夠繞著鉚釘轉(zhuǎn)動(dòng)，所以是杠桿的應(yīng)用；


因?yàn)镕1L1=F2L2，


所以拉線受到的拉力為F′=×10N=40N。


故答案為：杠桿；40。


【點(diǎn)評(píng)】此題考查的是我們對(duì)杠桿及其平衡條件的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，屬于基本規(guī)律和技能的考查，是一道聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用題。


16．（2015?綏化）如圖，重為50N的物體掛在杠桿B點(diǎn)，OB=0.4m，OA=1m，在A端施加豎直向上的拉力F，當(dāng)F= 20 N（杠桿自重忽略不計(jì)）時(shí)，桿桿在水平置平衡；測(cè)量質(zhì)量的工具托盤天平也是杠桿，它屬于 等臂 （選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）杠桿。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件；7O：杠桿的分類．


【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件，將已知條件代入便可得出F的大??；


托盤天平是等臂杠桿。


【解答】解：根據(jù)杠桿的平衡條件：


F?OA=G?OB


則：F×1m=50N×0.4m


解得：F=20N


平時(shí)測(cè)量質(zhì)量的托盤天平是等臂杠桿。


故答案為：20；等臂。


【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，熟練掌握平衡條件，正確分析杠桿所受的力及對(duì)應(yīng)的力臂，是解決問題的關(guān)鍵。


17．（2015?株洲）如圖是用高枝剪修剪樹枝的情景，仔細(xì)觀察高枝剪頭部的結(jié)構(gòu)和使用情況，發(fā)現(xiàn)高枝剪頭部有 杠桿 和滑輪組兩類簡(jiǎn)單機(jī)械。當(dāng)園林工用30N的力向下拉繩時(shí)，因拉繩而使圖中A處受到的作用力大約增加 90 N。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】在力的作用下，能夠繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿；根據(jù)F=FA計(jì)算A處受到的作用力大小。


【解答】解：


由圖剪刀剪樹枝符合杠桿的定義；


拉動(dòng)A處動(dòng)滑輪，下端有定滑輪，拉繩子自由端時(shí)有三段繩子通過動(dòng)滑輪，所以A處受到的作用力FA=3F=3×30N。


故答案為：杠桿；90。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)杠桿和滑輪組的認(rèn)識(shí)和理解，關(guān)鍵是正確分析通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)。


18．（2015?懷化）如圖所示，一處于水平平衡狀態(tài)的杠桿，杠桿上所標(biāo)刻度每小格長(zhǎng)為3cm．某同學(xué)在研究杠桿平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，在杠桿上的A點(diǎn)掛四個(gè)鉤碼，每個(gè)重為1N，用彈簧測(cè)力計(jì)在B點(diǎn)豎直向上拉杠桿，使杠桿水平平衡，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂為 24 cm，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 2 N。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】已知杠桿上所標(biāo)刻度每小格長(zhǎng)為3cm，可求得彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件求得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。


【解答】解：已知杠桿上所標(biāo)刻度每小格長(zhǎng)為3cm．則彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂為8×3cm=24cm，


由杠桿平衡條件可知，G鉤碼×12cm=F×24cm，即4N×12cm=F×24cm，解得F=2N。


故答案為：24；2。


【點(diǎn)評(píng)】此題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，其中明確A點(diǎn)和B點(diǎn)的力臂是解答此題的關(guān)鍵，此題難度不大，屬于基礎(chǔ)知識(shí)。


19．（2015?泰州）有一杠桿經(jīng)過調(diào)節(jié)，處于水平平衡狀態(tài)，如圖所示，在A點(diǎn)懸掛三個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼重均為0.5N），要使杠桿水平平衡，需在B點(diǎn)懸掛 2 個(gè)鉤碼；取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉，使杠桿水平平衡，測(cè)力計(jì)的拉力為 3 N，如改變測(cè)力計(jì)拉力的方向，使之斜向右上方，杠桿仍然水平平衡，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)將 變大 。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】（1）根據(jù)杠桿平衡條件求出B點(diǎn)、C點(diǎn)的力。


（2）阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力增大。


【解答】解：（1）一個(gè)鉤碼的重是0.5N，設(shè)杠桿一個(gè)小格是L，


根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得，


1.5N×2L=FB×3L，F(xiàn)B=1N，即在B處掛2個(gè)鉤碼。


（2）根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得，


1.5N×2L=FC×1L，F(xiàn)C=3N。


如改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力要增大，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大，才能使杠桿仍然水平平衡。


故答案為：2；3；變大。


【點(diǎn)評(píng)】杠桿在水平位置平衡，力要豎直作用在杠桿上，力臂才在杠桿上，否則力臂不在杠桿上。


20．（2015?遵義）如圖所示，在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，在支點(diǎn)左側(cè)30cm刻度處掛2個(gè)鉤碼，每個(gè)鉤碼重0.5N，現(xiàn)欲用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直向上的力拉杠桿，使其在水平位置平衡，則拉力的作用點(diǎn)應(yīng)在杠桿支點(diǎn)的 左側(cè) （選填“右側(cè)”或“左側(cè)”），若該點(diǎn)距杠桿支點(diǎn)10cm，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 3 N。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】①左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿的作用力向下，使杠桿沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則彈簧測(cè)力計(jì)施加的力使杠桿沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，保持杠桿平衡；


②杠桿平衡條件F1L1=F2L2計(jì)算出彈簧秤的示數(shù)。


【解答】解：鉤碼對(duì)杠桿的作用力使杠桿沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)欲用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直向上的力拉杠桿，要保持杠桿保持平衡狀態(tài)，則彈簧測(cè)力計(jì)的作用力使杠桿沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以要作用在杠桿的左端；


由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可得：


F1×10cm=1N×30cm，


解得：F1=3N。


故答案為：左側(cè)；3。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了杠桿平衡的特點(diǎn)和平衡條件的應(yīng)用，明確要使杠桿保持平衡，動(dòng)力和阻力使杠桿向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)是解題的關(guān)鍵。


21．（2015?無錫）某人在動(dòng)物園內(nèi)，用彈簧測(cè)力計(jì)稱出了一頭大象的重量，在稱象過程中，他用到了吊車、鐵籠和一根很長(zhǎng)的配槽鋼等輔助工具，操作步驟如下：





a、如圖甲所示，將鐵籠系于槽鋼上的B點(diǎn)，當(dāng)?shù)踯嚨蹉^在槽鋼上的懸吊點(diǎn)移至O點(diǎn)時(shí)，槽鋼在水平位置平衡。b、將大象引入鐵籠，保持吊鉤懸吊點(diǎn)O點(diǎn)和鐵籠懸掛點(diǎn)B點(diǎn)的位置不變，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，如圖乙所示，測(cè)得OB=6cm，OA=9m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為200N，根據(jù)上述數(shù)據(jù)測(cè)出了大象的重量。


（1）大象的重為 3×104 N。


（2）設(shè)計(jì)步驟a的目的是 消除槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿平衡的影響 。


【考點(diǎn)】7R：杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用．


【分析】（1）根據(jù)杠桿平衡條件列出再次杠桿平衡的等式，即可計(jì)算出大象的重量；


（2）設(shè)計(jì)步驟a的目的，消除槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿的影響。


【解答】解：


（1）如圖甲，槽鋼與鐵籠組成的杠桿調(diào)節(jié)平衡，


大象引入鐵籠后，杠桿水平位置平衡，由杠桿的平衡條件有，


F×AO=G象×OB


200N×900cm=G象×6cm，


所以：G象=3×104N；


（2）設(shè)置步驟a的作用：消除槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿平衡的影響。


故答案為：3×104；消除槽鋼重力對(duì)杠桿平衡的影響。


【點(diǎn)評(píng)】此題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是能夠正確分析杠桿所受的力及力臂，在代入數(shù)據(jù)時(shí)一定要細(xì)心，并注意單位，物理來源于生活，也服務(wù)于生活。


22．（2015?安徽）如圖，AB為能繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿，中點(diǎn)C處用細(xì)線懸掛一重物，在A端施加一個(gè)豎直向上大小為10N的拉力F，使杠桿在水平位置保持平衡，則重物G= 20 N．若保持拉力方向不變，將A端緩慢向上提升一小段距離，在提升的過程中，拉力F將 不變 （選填“增大”、“不變”或“減小”）





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】（1）如圖，BA、BC為動(dòng)力F和阻力G的力臂，知道C是BA的中點(diǎn)，也就知道兩力臂的大小關(guān)系，知道阻力G的大小，利用杠桿的平衡條件求G的大??；


（2）畫出動(dòng)力和阻力的作用線，找出動(dòng)力臂和阻力臂，利用三角形的相似關(guān)系，確定動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況。


【解答】解：


（1）如圖，杠桿在水平位置，





LBA=2LBC，


杠桿平衡，F(xiàn)LBA=GLBC，


所以G===2×10N=20N；


（2）杠桿被拉起后，如圖所示，





BA′為動(dòng)力臂，BC′為阻力臂，阻力不變?yōu)镚，


△BC′D∽△BA′D′，


BC′：BA′=BD：BD′=1：2，


杠桿平衡，


所以F′LBA′=GLBC′，


F′==G=×20N=10N；由此可知當(dāng)杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F的大小不變；


故答案為：20N；不變。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了學(xué)生對(duì)杠桿平衡條件的了解和掌握，能畫出杠桿在B位置的力臂并借助三角形相似確定其關(guān)系是本題的關(guān)鍵。


23．（2015?錦州）如圖所示，用固定在墻上的三角支架ABC放置空調(diào)室外機(jī)。如果A處螺釘松脫，則支架會(huì)繞C點(diǎn)傾翻。已知AB長(zhǎng)40cm，AC長(zhǎng)30cm．室外機(jī)的重力為300N，正好處在AB中點(diǎn)處，則A處螺釘?shù)乃嚼?200 N（支架重力不計(jì)）．為了安全，室外機(jī)的位置應(yīng)盡量 靠近 （選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）墻壁。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】根據(jù)杠桿平衡條件可知，在阻力與阻力臂一定的情況下，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，力越小，空調(diào)越牢固，據(jù)此根據(jù)圖示情景分析答題。


【解答】解：


用固定在墻上的三角支架ABC放置空調(diào)室外機(jī)。如果A處螺釘松脫，則支架會(huì)繞C點(diǎn)傾翻；


C點(diǎn)是支點(diǎn)，空調(diào)受到重力而作用在支架上的力是阻力，在阻力與阻力臂一定的情況下，由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，


F×AC=G×AB；


F×30cm=300N××40cm；


所以F=200N；


為了安全，室外機(jī)的位置應(yīng)盡量靠近墻壁，以減小阻力臂，從而減小A處的拉力。


故答案為：200；靠近。


【點(diǎn)評(píng)】此題考查了杠桿的應(yīng)用，把杠桿知識(shí)應(yīng)用到生活中。此題體現(xiàn)了物理知識(shí)與生活的緊密聯(lián)系。





三、解答題（共7小題）


24．（2015?湖州）小明家有個(gè)木衣架，有一次放學(xué)回家，他把書包掛在衣架A處，衣架倒了下來。小明是個(gè)聰明的孩子，他分析了衣架倒下來的原因后，測(cè)量了如下的數(shù)據(jù)：書包質(zhì)量5千克；木衣架質(zhì)量3千克；圓底盤直徑30厘米；其他數(shù)據(jù)如圖。衣架受到重力的作用線經(jīng)過圓底盤的圓心。


（1）請(qǐng)你通過計(jì)算，解釋衣架倒下來的原因。


（2）為了防止衣架倒下來，小明提出了改進(jìn)意見﹣﹣﹣﹣適當(dāng)增大圓底盤直徑。請(qǐng)你再說出一種其他方法。





【考點(diǎn)】79：重心；7N：杠桿的平衡條件．


【分析】（1）分別計(jì)算兩個(gè)力和力臂的乘積，比較大小得出結(jié)論；


（2）根據(jù)杠桿的平衡條件分析，得出具體方法。


【解答】解：（1）衣架倒下時(shí)，是以底盤右側(cè)的O點(diǎn)為支點(diǎn)，如圖所示：





書包的重力G1=m1g=5kg×10N/kg=50N；


木衣架的重力：G2=m2g=3kg×10N/kg=30N；


圓盤的半徑為=15cm，由圖知，以底盤右側(cè)點(diǎn)為支點(diǎn)，


書包對(duì)衣架力和力臂的乘積=F1L1=50N×（25cm﹣15cm）=500N?cm；


衣架自身重力和力臂的乘積=F2L2=30N×15cm=450N?cm；


因?yàn)镕1L1＞F2L2，所以衣架傾倒；


（2）由題意知，衣架傾倒的原因是兩邊力和力臂的乘積不相等造成的，所以要防止其傾倒，可減小掛物與其力臂的乘積或增大自重與其力臂的乘積，故可減小掛衣鉤的長(zhǎng)度、或增大底盤的直徑、或圓盤底座換用大理石等密度更大的材料、或在掛衣鉤的對(duì)側(cè)掛物品等。


【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，不僅能夠利用平衡條件解釋有關(guān)的現(xiàn)象，并且要學(xué)會(huì)應(yīng)用其解決有關(guān)的問題。


25．（2014?綿陽）如圖所示的杠桿是 省力 杠桿（選填：“省力“或“費(fèi)力“）．圖中O為支點(diǎn)，F(xiàn)1的力臂為l1，F(xiàn)2的力臂為l2，當(dāng)杠桿平衡時(shí)，F(xiàn)1與F2定量的關(guān)系式為 F1L1=F2L2 。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件．


【分析】杠桿的分類主要包括以下幾種：①省力杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂；②費(fèi)力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂；③等臂杠桿，動(dòng)力臂等于阻力臂。


杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2。


【解答】解：圖中所示杠桿動(dòng)力臂L1大于阻力臂L2，所以是省力杠桿；F1與F2定量的關(guān)系式為：F1L1=F2L2。


故答案為：省力；F1L1=F2L2。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了杠桿的平衡條件和杠桿的分類，解決此類題目的關(guān)鍵是：結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使用過程中，動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。


26．（2014?鞍山）如圖所示，張師傅想用最省力的方法把一個(gè)油桶推上臺(tái)階。請(qǐng)你在圖中作出：


（1）杠桿的支點(diǎn)；


（2）最省力的力臂；


（3）最小力的方向。





【考點(diǎn)】7S：杠桿中最小力的問題．


【分析】由杠桿的平衡條件可知：當(dāng)阻力、阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大，則動(dòng)力越小；因此解答此題，只需找出使動(dòng)力臂最大的動(dòng)力作用點(diǎn)，然后作動(dòng)力臂的垂線即可。


【解答】解：由杠桿的平衡條件可知，在阻力乘阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)所用的動(dòng)力越?。?br/>

如圖，支點(diǎn)為O，過支點(diǎn)O做直徑OA，過A做OA的垂線，可得動(dòng)力的作用線，按這個(gè)方向用力，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，最省力，如圖所示：





【點(diǎn)評(píng)】在處理此類杠桿中最小力的問題時(shí)，可按以下步驟進(jìn)行：①確定支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)；②過動(dòng)力作用點(diǎn)做出與動(dòng)力臂垂直的直線，即動(dòng)力作用線。


27．（2013?朝陽）夾子是我們生活中經(jīng)常用到的物品，如晾曬小件衣物所用的小竹夾，如圖所示，當(dāng)我們用力的捏開架子時(shí)，請(qǐng)畫出一根杠桿所受的動(dòng)力、阻力及動(dòng)力臂。O為支點(diǎn)。





【考點(diǎn)】7M：杠桿及其五要素．


【分析】杠桿的五個(gè)要素：支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。


動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。


阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。


【解答】解：小竹夾繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，O為支點(diǎn)。


把小竹夾捏開，較長(zhǎng)一端處為動(dòng)力F1


從支點(diǎn)O向F1作用線做垂線，是動(dòng)力臂L1


阻力是竹夾上的彈簧施加的力，阻力作用點(diǎn)應(yīng)該在上片，方向垂直接觸面向下，從支點(diǎn)O向F2作用線做垂線，是阻力臂L2．如圖所示：





【點(diǎn)評(píng)】畫力臂的方法：首先確定支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力。然后用虛線畫出動(dòng)力和阻力的作用線，再做出支點(diǎn)力的作用線的距離，最后標(biāo)出動(dòng)力臂和阻力臂。


28．（2015?云南）為安全起見，媽媽為小明買了一塊浮板輔助練習(xí)游泳。媽媽認(rèn)為浮板能漂在水面上是因?yàn)樗p，小明認(rèn)為媽媽的說法不對(duì)，科學(xué)的說法是因?yàn)楦“宓拿芏缺人拿芏刃?。為?yàn)證自己的說法，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：


（1）找一根輕質(zhì)均勻木棍、細(xì)繩（質(zhì)量忽略不計(jì)）和一塊標(biāo)有“凈重115g”字樣的新肥皂，用如圖所示的方法進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)，使木棍在 水平 位置平衡，記下A、B的位置，用刻度尺測(cè)出OA=10cm，OB=40cm，則浮板的質(zhì)量為 0.46 kg。


（2）把浮板壓入裝滿水的桶中剛好浸沒，用塑料袋（質(zhì)量忽略不計(jì)）收集溢出的水，用（1）所述方法測(cè)得溢出水的質(zhì)量為4.6kg，則浮板的體積為 4.6×10﹣3 m3，密度為 0.1×103 kg/m3；用刻度尺測(cè)肥皂的長(zhǎng)、寬、厚，算出肥皂的密度為1.33×l03kg/m3．浮板在水中漂浮而肥皂在水中下沉，說明小明的說法是正確的。小明用此浮板游泳時(shí)浮板受到的最大浮力為 46 N。


（3）根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，媽媽說原來用密度比水小的材料制成的物體才能漂浮在水上，這種說法 不正確 （選填“正確”或“不正確”）．請(qǐng)舉例說明 用鋼鐵制成的船能漂浮在水面上 。





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件；8O：阿基米德原理的應(yīng)用．


【分析】（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這樣力臂沿著桿的方向；


根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算浮板的質(zhì)量；


（2）根據(jù)V=V水=計(jì)算出木板的體積；


由公式ρ=計(jì)算出浮板的密度；


根據(jù)F浮=ρ液gV排計(jì)算浮板受到的最大浮力；


（3）利用空心可以增大物體所受的浮力，使密度大于液體密度的物體漂浮在液體中。


【解答】解：（1）測(cè)量過程中，使木棍在水平位置平衡，此時(shí)OA、OB的長(zhǎng)度等于A、B兩處力的力臂；


根據(jù)杠桿的平衡條件：m板g×OA=m皂g×OB


代入數(shù)據(jù)：m板×10N/kg×10cm=115×10﹣3kg×10N/kg×40cm


解得m板=0.46kg；


（2）由題意知，浮板的體積V=V排===4.6×10﹣3m3；


浮板的密度ρ===0.1×103kg/m3；


浮板完全浸沒時(shí)受到的浮力F浮=ρ水gV板=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.6×10﹣3m3=46N；


（3）鋼鐵的密度遠(yuǎn)大于水的密度，但用鋼鐵制成的船舶可以漂浮在水中，所以媽媽的說法是錯(cuò)誤的。


故答案為：（1）水平；0.46；（2）4.6×10﹣3；0.1×103；46；（3）不正確；用鋼鐵制成的船能漂浮在水面上。


【點(diǎn)評(píng)】本題是有關(guān)力學(xué)的綜合題目，考查了杠桿的平衡條件、浮力公式及密度公式的應(yīng)用及相關(guān)計(jì)算，難度不大，關(guān)鍵要熟練掌握有關(guān)知識(shí)。


29．（2015?曲靖）如圖是一個(gè)彈簧門的示意圖，相當(dāng)于一個(gè)杠桿。彈簧的作用是當(dāng)人進(jìn)門后，它的能力自動(dòng)將門關(guān)閉，在開門時(shí)它起到阻力的作用。


已知將門推到如圖所示的位置時(shí)，推力F與門面垂直，它的力臂是0.8m，彈簧產(chǎn)生的阻力是120N，力臂是0.2m，求：


（1）彈簧拉力將門關(guān)閉的過程中，彈簧的 彈性勢(shì) 能轉(zhuǎn)化為門的動(dòng)能。


（2）將門推到如圖所示的位置時(shí)，推力F的大??？（摩擦及其它阻力可不計(jì)）


（3）若此時(shí)人的手掌與門的接觸面積為0.01m2，推力對(duì)門產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多少？





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件；86：壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算．


【分析】（1）物體由于彈性形變而具有的能為彈性勢(shì)能，由于運(yùn)動(dòng)而具有的能為動(dòng)能；


（2）根據(jù)杠桿的平衡條件，將已知代入便可得出結(jié)論；


（3）根據(jù)p=將已知條件代入求出壓強(qiáng)的大小。


【解答】解：（1）門被拉開時(shí)，彈簧由于發(fā)生彈性形變而具有彈性勢(shì)能，松手后彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；


（2）根據(jù)杠桿的平衡條件：F?LF=f?Lf


F×0.8m=120N×0.2m


解得：F=30N


（3）手對(duì)門的壓強(qiáng)p===3000Pa。


故答案為：（1）彈性勢(shì)；（2）推力F為30N；（3）推力對(duì)門產(chǎn)生的壓強(qiáng)為3000Pa。


【點(diǎn)評(píng)】本題考查了機(jī)械能的轉(zhuǎn)化、杠桿平衡條件的應(yīng)用及壓強(qiáng)的有關(guān)計(jì)算，均屬基礎(chǔ)性題目，難度不大。


30．（2015?隨州）一根粗細(xì)均勻，長(zhǎng)度為1m的木棒AB，將其浸沒在水中，并使其可繞B端的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。為使A端不上浮且維持木棒AB始終水平靜止。在A端對(duì)其施加一個(gè)（方向待求的）力FA=25N，已知木棒重G=100N，木棒的密度和水的密度關(guān)系為：ρ木=0.8ρ水，ρ水=1×103kg/m3。


求：（1）木棒所受浮力的大?。?br/>

（2）力FA的力臂大??；


（3）力FA的可能方向（推導(dǎo)后將相關(guān)角度標(biāo)在圖中）





【考點(diǎn)】7N：杠桿的平衡條件；8P：浮力大小的計(jì)算．


【分析】（1）首先求出木棒的質(zhì)量，利用ρ=求出木棒的體積，由于木棒AB浸沒在水中，排開的液體體積與木棒體積相等，根據(jù)F浮=ρ水gV可求浮力；


（2）為使A端不上浮且維持木棒AB始終水平靜止。則木棒受浮力和重力的作用，由于浮力大于重力則木棒受到一個(gè)向上的作用力F，則在杠桿A端施加阻礙木棒轉(zhuǎn)動(dòng)的力，已知力的大小為FA=25N，根據(jù)杠桿平衡條件即可求出力臂；


（3）根據(jù)力臂L1與AB的大小關(guān)系即可判斷力FA的可能方向。


【解答】解：（1）木棒的質(zhì)量m===10kg，已知ρ木=0.8ρ水=0.8×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3，


由ρ=得：木棒的體積V===0.0125m3，


由于木棒AB浸沒在水中，則V排=V=0.0125m3，


所以所受浮力F浮=ρ水gV排=V=1×103kg/m3×10N/kg×0.0125m3=125N；


（2）由于木棒AB浸沒在水中，木棒受浮力和重力的作用，F(xiàn)浮＞G，


則浮力與重力的合力為F=F浮﹣G=125N﹣100N=25N；作用點(diǎn)在重心，方向是：豎直向上；


木棒AB始終水平靜止，根據(jù)杠桿平衡條件得：FA×=F×L2，


即FA×L1=F×AB，


所以，L1===0.5m；


（3）由于使A端不上浮且維持木棒AB始終水平靜止，所以在杠桿A端施加阻礙木棒向上轉(zhuǎn)動(dòng)，則力的方向是向下，由于L1=0.5m；而AB=1m，


所以力FA的可能方向是：與AB成30°的角向右下方拉，或向左下方拉。


如圖：


或


答：（1）木棒所受浮力的大小為125N；


（2）力FA的力臂大小為0.5m；


（3）力FA的可能方向是與AB成30°的角，方向是向右下方，如上圖。


【點(diǎn)評(píng)】本題以杠桿平衡條件為主線，考查了杠桿的平衡條件、阿基米德原理的應(yīng)用，綜合性強(qiáng)，難點(diǎn)是根據(jù)力FA的力臂大小與AB的大小關(guān)系利用三角形各邊的關(guān)系判斷力臂的位置。


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