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专题训练
[杠杆力臂作图与杠杆动态平衡]
类型一　杠杆力臂作图
1.(2020广东)如图所示,用一根硬棒通过支点O撬起石头,画出石头所受重力G的示意图,以及力F的力臂L。(O'为石头的重心)
2.轻质弯曲杠杆在如图所示的位置平衡,请画出阻力F2和阻力臂L2。
3.画出中的弹簧测力计所施加的拉力F的力臂L1。
4.如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时,浮标带动杠杆AOB压住入水口,停止上水。请在图中画出动力F1、阻力F2和动力臂L1。
5.如图甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面。该器材相当于一根杠杆(杠杆自重不计),图乙为其简化图,锻炼时手在B点用力向上举手柄将A点的配重抬高,达到锻炼上肢的目的。请在图乙中画出动力臂L1、阻力F2。
6.如图甲所示,赛艇的船桨是费力杠杆,请在图乙中画出运动员把船桨从位置①拉到位置②时作用在桨柄A处的动力F1和桨叶B处受到的阻力F2及阻力臂L2。
类型二　最小动力作图
7.(2020苏州)在中画出FA的力臂L,并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB。
8.如图所示,用最小的力将轮子推上台阶,在图中画出这个最小动力F的示意图。
9.如图所示,用一根硬棒撬动一个石块,棒的上端A是动力的作用点,若要用最小的力撬动石块,请标出杠杆的支点O,并画出最小动力F的示意图。
10.如图甲所示是生活中常用的一款指甲钳,其中AOB部分可视为杠杆,其简化示意图如图图乙所示,使用时,指甲作用在A点的力视为阻力。请你在图乙中画出:
(1)作用在A点的阻力F2的示意图。
(2)在B点施加的最小动力F1及动力臂L1。
类型三　杠杆动态平衡分析
　　方法诠释:首先根据题意分析杠杆的动态变化,明确杠杆的动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2的变化情况(即确定哪些量是不变的,哪些量是变化的及变化量是如图何变化的),然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2作出判断。
11.如图所示,有一质量不计的长木板,左端可绕O点转动,在它的右端放一重为G的物块,并用一竖直向上的力F拉着,当物块向左匀速滑动时,木板始终在水平位置保持静止,在此过程中,拉力F (　　)
A.变小 B.变大
C.不变 D.先变大后变小
12.(2021枣庄)如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置,在这个过程中,力F的大小将 (　　)
A.先变大后变小 B.先变小后变大
C.一直变大 D.一直变小
13.如图所示,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将 (　　)
　
A.变大 B.不变
C.变小 D.不能确定
14.(2020株洲)一根粗细均匀的木棒,斜靠在竖直墙壁上。墙壁光滑,地面粗糙,木棒受到的重力为G,墙壁对木棒的弹力为F,如图所示,现让木棒的倾斜角度变小一些至虚线位置,木棒仍能静止斜靠在墙上,则与原来相比,G和F的变化情况为 (　　)
A.G不变,F变小 B.G不变,F变大
C.G变化,F变小 D.G变化,F变大
15.如图甲所示,长2 m的匀质光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一轻质光滑滑环,用测力计(未画出)竖直向上拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图图乙所示,则杆重　　　　N;当滑环滑到图甲中A点时,金属杆是一个　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
答案
专题训练(二)　杠杆力臂作图与杠杆动态平衡
1.如图图所示
2.如图图所示
3.如图图所示
4.如图图所示
由图和题意可知,O为支点,水对浮标的向上作用力为动力,入水口对B端的向上作用力为阻力;过杠杆B点作竖直向上的力即为阻力F2;过浮标重心作竖直向上的力即为动力F1,过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂L1。
5.如图图所示
6.如图图所示
从位置①拉到位置②时,A处受到的力F1方向向上,作用点在A处;B处受到的阻力F2方向向上,作用点在B处,过支点O向力F2的作用线作垂线,该垂线段即为阻力F2的力臂L2。
7.如图图所示
8.如图图所示
9.如图图所示
由图示可知,当杠杆与地面的接触点为支点时,作用在A点的动力力臂最大,此时动力最小,力垂直于杠杆向上。
10.如图图所示
11.A　 设长木板长为L,则动力臂为L,杠杆受到物块的压力(阻力)F'=G,设阻力臂为L2,因为杠杆在水平位置平衡,所以F×L=G×L2,则有F=由此可知,当物块向左匀速滑动时,L2变小,拉力F变小。
12.A　 根据杠杆的平衡条件分析,将木杆缓慢地由OA位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力为木杆的重力,也不变,阻力臂变大,所以动力变大;当将木杆从水平位置拉到OB位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,所以动力变小,故F先变大后变小。
13.A　 把杠杆慢慢抬起到水平位置的过程中,由图可知,阻力不变,阻力臂变大,动力臂减小,由杠杆平衡条件可知,动力变大。
14.B
15.40　省力　 金属杆密度与粗细均匀,则其重心在它的几何中心,重力的力臂为杆长的一半,为1 m;由图像可知,F=400 N时,拉力的力臂LF=0.1 m,由杠杆平衡条件得:G×LG=F×LF,即:G×1 m=400 N×0.1 m,则G=40 N;滑环在A点时动力臂大于阻力臂,金属杆是一个省力杠杆。

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