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2020-2021物理杠杆平衡的专项培优练习题(含答案)附答案
即甲对杠杆的拉力为90N,杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,故AB项错误;
CD.甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为
则甲物体对水平地面的压强
故C项错误,D项正确。
故选D。
3.如图所示,在探究“杠杆平衡条件”的实验中,杠杆在力F作用下在水平位置平衡,现保持杠杆始终在水平位置平衡,将弹簧测力计绕B点从a转动到b的过程中,拉力F与其力臂的乘积变化情况是()
FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即
FA=FA′=1000N
根据杠杆的平衡条件FA×OA=FB×OB,且OA:OB=1:2,所以
FB=FA× =1000N× =500N
因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即
2.如图所示,将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N, ,甲物体的底面积为0.2m2,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.甲物体对杠杆的拉力为10NB.杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N
C.甲物体对水平地面的压强为750PaD.水平地面对甲物体的支持力为60N
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M是重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,已知长度OA∶OB=1∶2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时
B.若要右手不使力,小明的肩应靠近扁担右端
C.小明的肩位于扁担中点时,右手需要给扁担施加向上的力
D.扁担与肩的接触面积越小,肩受到的压强越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.扁担在左端挂了m1的水桶,右端挂了m2的水桶,左端的重力大于右端的重力,根据杠杆的平衡条件 可知,若要扁担平衡右手不使力,人的肩膀应靠近扁担左端,故A正确,B错误;
A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.2∶1
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由杠杆平衡条件可知
即
因
所以
由图和动滑轮的特点可知
故
故选C。
6.一根粗细均匀的铁棒挂在中点时刚好处于平衡,如图(a)所示,如果将右端弯成如图(b)所示的情况,铁棒将( )
A.顺时针转动B.逆时针转动C.静止不动D.以上三种情况均有可能
A.一直变小B.一直变大
C.一直不变D.先变小后变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的。
故选C。
4.如图所示,杠杆可绕O点转动,力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直;在将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B的过程中,力F( )
F支=G−F=700N−300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力
F压=F支=400N
故C正确;
D.由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计,由F= (G+G动)可得,建筑材料P重
G=2F−G动=2×300N−100N=500N
故D错误。
故选C。
A.变大B.变小
C.不变D.先变大后变小
【答案】A
【解析】
【分析】
解答此题,首先要判断杠杆的五要素中,有哪些要素发生了变化,然后再利用杠杆的平衡条件进行分析。
【详解】
将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,阻力G的力臂变大,而阻力不变,根据杠杆平衡条件 分析得出动力变大。
故选A。
5.如图所示装置,杆的两端A、B离支点O的距离之比 ,A端接一重为GA的物体,B端连一滑轮,滑轮上挂有另一重为GB的物体。现杠杆保持平衡,若不计滑轮重力,则GA与GB之比应是( )
A. B.
C. D.无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
杠杆示意图如下:
根据杠杆的平衡条件: 可知,
即
因为力与相应的力臂成反比关系,从图中可以看出力臂 ,所以物体的重力 ,即 ,故选C。
8.如图所示,小明利用一根长为L的扁担挑水,他在扁担的左端挂上质量为m1的水桶,在右端挂上质量为m2的水桶,右手扶着扁担右侧。已知m1>m2,不计扁担自重,下列说法正确的是()
A.建筑材料P上升的速度为3m/sB.物体M对地面的压力为5000N
C.工人对地面的压力为400ND.建筑材料P的重力为600N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.物重由2段绳子承担,建筑材料P上升的速度
v= v绳= ×1m/s=0.5m/s
故A错误;
B.定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
图a中,水平铁棒在水平位置处于平衡状态,根据杠杆平衡条件可知
图b中,将铁棒右端弯折,此时铁棒右边的重力不变,右端铁棒的重心将向左移动,力臂 减小,而左边的力和力臂不变;因此
所以铁棒左端下沉,右端上升,即铁棒将沿逆时针转动。
故选B。
7.如图杠杆 用细线悬挂起来,分别在A、B两端分别挂上质量为 、 的重物时,杠杆平衡,此时AO恰好处于水平位置, ,不计杠杆重力,则 、 的关系为
FB′=FB=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为
FM支持=GM−FB′=5000N−500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故B错误;
C.当工人用300N的力竖直向下拉绳子时,因力的作用是相互的,则绳子对工人会施加竖直向上的拉力,其大小也为300N,此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支,由力的平衡条件可得F+F支=G,则
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
对物体甲受力分析,甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用,其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。
AB.根据杠杆平衡条件可知杠杆A端受到物体的拉力与OA的乘积等于乙给B端的拉力与OB的乘积相等,则有