2018-2019学年八年级物理下册 第十二章 杠杆讲义 （新版）新人教版

15杠杆漫画释义知识互联网9杠杆【例1】如图所示,重为G的物体放在水平面上,用力F使其翻转,请画出物体重力示意图和力F的力臂.【答案】【例2】杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用,护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,如图所示,请画出动力F1与阻力F2的示意图,并画出动力F1的力臂l1.(设吊桥质地均匀)【答案】【例3】如图所示是利用杠杆原理制成的搬运煤气罐上楼的小车.其中MN、两处为轴连接.以N为支点请在图中画出1F的力臂(用l表示).夯实基础模块一:杠杆的认知——找力臂17【答案】如右图所示【例4】如图所示,地面上有一根两头粗细不同的木头,现用竖直向上的力F将木头抬起,在抬起的过程中,力F的大小()A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.先增后减【答案】C【例5】一根直杆可绕轴O转动,在直杆的中点挂一个重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,如下图所示,在力F使直杆从竖直位置慢慢抬起接近水平位置的过程中,力F的大小变化情况应是()A.一直在增大B.一直在减小C.先增大、后减小D.先减小、后增大【答案】A【例6】如图所示,在轻质杆OB的中点A处,悬挂有重为G的物体M,在端点B施加方向始终跟杆垂直的拉力F,杆从虚线位置沿逆时针方向匀速转至图示位置的过程中,下列叙述中错误的是()能力提升模块二:杠杆动态平衡问题A.拉力F逐渐变大B.拉力F始终小于12GC.拉力F跟它力臂的乘积不变D.重物M对杠杆拉力的力臂逐渐变大【答案】C【例7】三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详,图甲中和尚们商量出新的挑水方案:胖和尚一人挑两小桶(如图乙),瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶(如图丙).以下说法中不正确的是()A.乙图中右水桶向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往右移动一点距离B.乙图中右水桶向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将右水桶往左移动一点距离C.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以让瘦和尚往前移动一点距离D.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以将水桶往前移动一点距离【答案】D【例8】如图所示,体积相同的铁块和铝块(ρ铁＞ρ铝),挂在轻质杠杆AB的两端,杠杆在水平位置平衡,在下列情况下杠杆仍能在水平位置保持平衡的是()A.将铁块和铝块同时去掉1NB.在杠杆两端各加挂一质量相等的钩码夯实基础模块三:杠杆变化量问题19C.将铁块和铝块各切去一半D.将铁块和铝块同时向支点移动一段相同的距离【答案】C【例9】如图所示的杠杆质量不计,每小格的长度相等.物体A是边长为0.1m的正方体.当杠杆右侧挂一个重4N的物体B时杠杆平衡.此时物体A对水平桌面的压强为300Pa.下列说法正确的是()A.物体A受到的支持力为2NB.物体A受到的重力为3NC.物体B向右移动1小格,物体A受到的拉力增大2ND.物体B向右移动1小格,物体A受到桌面的支持力减小1N【答案】D教师引导用题:如图所示,轻质杠杆A端挂50N重物静止在水平地面上,当在B点施加30N竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,已知OA长为15cm,OB长为5cm,则重物对地面的压力是N．【答案】40【例10】如图所示的杠杆每小格的长度相等,质量不计,O为支点,物体A是边长为0.1m的正立方体.当杠杆右侧挂一个物体B时,杠杆平衡,此时物体A对水平桌面的压强为300Pa;若物体B向右移动1小格,物体A对水平桌面的压强减小了100Pa,则物体B重N.【答案】4NBpSOAGOB【例11】重为G1的金属块静止在水平地面上时,对地面的压强为4.5×104Pa;现将金属块用细绳挂在轻质杠杆的A端,B端悬挂重为G2的物体,如图所示.当杠杆在水平位置平衡时,金属块对地面的压强为3×104Pa,已知B端所挂物体的质量为4kg,OA:OB=2:3.要使金属块离开地面,则()能力提升AB(g取10N/kg)A.轻质杠杆B端所挂物体的质量至少为5kgB.金属块对地面的压强只需减少1.5×104PaC.只需移动支点的位置,使支点左右两侧的力臂之比为2:9D.只需移动支点的位置,使支点左右两侧的力臂之比为5:1【答案】C【例12】金属块甲静止在水平地面上,对地面的压强是55.410Pa;有一轻质杠杆AB,支点为O,且:5:3OAOB;将甲挂在杠杆的B端,在A端悬挂质量为4kg的物体乙时,杠杆如图所示在水平位置平衡,此时金属块甲对地面的压强变为51.810Pa.当在杠杆A端改挂质量为kg的物体时,金属块甲对地面的压力刚好为零.【答案】6【例13】有一根杠杆,长度为1m,挂在其一端的物体重为50N,挂在另一端的物体为200N,问:(1)支点应在何处才能使杠杆平衡?(2)若杠杆两端所挂重物各增加50N,支点应在何处才能使杠杆平衡?【答案】(1)设150NG的物体挂在杠杆左端,2200NG的物体挂在右端,O为支点,如图甲所示;根据杠杆平衡条件12GOAGOB,12()GABOBGOB,则50N(1m)200NOBOB解得0.2mOB即支点距挂重为200N的物体一边0.2m处.(2)当两端所挂重物各增加50N时,则1100NG2250GN,O为支点如图乙所示,根据杠杆平衡条件夯实基础模块四:杠杆的计算G1OABG22112GOAGOB,12()GABOBGOB则100N(1m)250NOBOB,解得=0.29mOB支点距挂重为250N的物体一边0.29m处.【例14】地面上有一根质量不均匀的大木棒,长为1m,小明从其左端用300N的力向上抬,木棒刚好能离开地面;之后小明又用200N的力从其右端向上抬,木棒同样刚好能离开地面,则木棒重力为N,重心离左端的距离为m.【答案】500;0.4【例15】如图所示,质量分布均匀的长方形木板AB的长度L=4m,中央支于支架O上,A、B端分别用细绳AD、BC系于天花板上,木板AB水平时,绳AD、BC刚好绷直,且AD绳竖直,BC绳与板AB成30°角,已知细绳承受的最大拉力均为240N.现有重为300N的小孩,从O点出发,沿OB方向向B端缓慢行走,那么绳将被拉紧;在保证细绳不被拉断的情况下,小孩向右行走的最大距离是m;若从O向A端行走,则行走的最大距离是m.【答案】0.8m1.6m(1)112GSFOBmax人S1=0.8m(2)2maxGSFAO人216m.S【例16】如图所示,质量为2kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端(形状及尺寸在图中标出),导轨AB及支架只可以绕着过D点的转动轴在图中竖直平面内转动.现用一个沿导轨的拉力F通过细线拉铁块,假定铁块起动后立即以0.1m/s的速度沿导轨匀速运动,此时拉力F为10N.(导轨及支架ABCD的质量忽略不计,g=10N/kg).则从铁块运动时起,导能力提升ΔABCDO轨及支架能保持静止的最长时间是()A.7sB.3sC.11sD.6s【答案】B【例17】小宁想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系.实验过程中,小宁保持阻力为3N,阻力臂为0.2m不变,然后改变动力臂L1和动力F1,并保持杠杆水平平衡,分别测量出动力臂L1和动力F1的数据如下表所示.请你根据实验条件和实验数据帮助小宁归纳出动力F1跟动力臂L1的关系:在的条件下,F1=.【答案】杠杆平衡时,当阻力与阻力臂的乘积保持不变时,11mN6.0LF【例18】如图所示,有一可绕中点O转动的轻质细杆,杆上相邻刻度线之间的距离都是相等的.小刚用这套实验器材探究杠杆平衡条件,他使杆在水平位置平衡后,在杆的A刻线处挂了2个钩码后,在杆的B刻线处也挂了2个钩码,杆在水平位置平衡.当他在B刻线处改挂1个钩码后,杆失去了平衡.小刚由此得出结论:只有施加在杆中点两侧的力L1/m0.30.250.20.150.10.05F1/N22.434612夯实基础模块五:杠杆实验23大小相等时,杆才能在水平位置平衡.请你利用上述器材通过实验说明小刚的说法是错误的.请你写出主要实验步骤和相应的实验现象.【答案】主要实验步骤和现象:(1)使杆在水平位置平衡后,在杆的中点O左侧距O点1格处挂2个钩码,在杆的中点O右侧距O点1格处挂2个钩码,杆在水平位置平衡;(2)在杆的中点O左侧距O点1格处挂2个钩码,在杆的中点O右侧距O点2格处挂1个钩码,杆在水平位置平衡.分析:杆中点两侧施加的力大小不等,杆在水平位置也平衡了,说明小刚的说法是不正确的.(说明:实验步骤中不写(1)不扣分)【例19】小芳用如图所示的装置研究杠杆的平衡条件.小芳在杠杆左端第四格处挂了两个钩码,左端第二个格处用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆水平平衡.测得此时弹簧测力计的示数为4N.她反复做了几次实验,分析得出杠杆的平衡条件为:动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离.请你只利用这套装置设计实验说明小芳的说法是不准确的.请你写出实验步骤和实验现象.【答案】实验步骤:(1)组装好器材,调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡后,在杠杆左端第四格处挂了两个钩码,左端第二个格处用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆水平平衡,记录弹簧测力计的示数为F1;(2)再保持弹簧测力计悬挂点不变,将弹簧测力计斜向上拉,杠杆水平平衡时,记录弹簧测力计的示数为F2实验现象:F1F2;实验结论:弹簧测力计斜向上拉,杠杆水平平衡时,动力支点到动力作用点的距离≠阻力支点到阻力作用点的距离.所以小芳的说法是不正确的.能力提升【例20】实验台上有如下实验器材:一个带支架的杠杆、一个量程为0~5N的弹簧测力计、七个质量均为100g的钩码和两段细绳.请利用上述实验器材设计一个实验,证明“在杠杆平衡时,如果动力臂和阻力臂保持不变,则动力的变化量跟阻力的变化量成正比”.(1)在如图所示的杠杆中,点A表示钩码悬挂在杠杆上的位置,请在合适的位置标出弹簧测力计施加拉力的作用点,用B表示.(2)写出主要实验步骤,画出记录实验数据的表格.【答案】实验装置如图所示实验步骤:(1)用细绳做一个绳套,拴牢在杠杆的B位置处,调节杠杆使其水平平衡,把动力臂L动、阻力臂L阻记录在表格中.将弹簧测力计的指针调节到零刻度线位置.(2)在A位置处挂1个钩码,在B位置处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆水平平衡,将所挂钩码的质量m0、弹簧测力计示数F动0记录在表格中.(3)在A点处加挂1个钩码,在B点处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆水平平衡,将所挂钩码的总质量m1、弹簧测力计示数F动1记录在表格中.(4)仿照步骤③,重复5次,每次在A点处加挂1个钩码,在B位置处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆水平平衡;将各次所挂钩码的总质量m2～m6、弹簧测力计示数F动2～F动6记录在表格中.(5)根据F阻=G砝码=m砝码g,分别算出每次施加在A位置的阻力大小F阻0～F阻6;分别算出实验中动力变化量ΔF动1(F动1－F动0)～ΔF动6(F动6－F动0);分别算出与动力变化量对应的阻力变化量ΔF阻1(F阻1－F阻0)～ΔF阻6(F阻6－F阻0);将以上数据记录在表格中.实验数据记录表格:动力臂L动/cm阻力臂L阻/cm钩码质量m/g动力F动/N阻力F阻/N动力变化量ΔF动/N阻力变化量ΔF阻/N(其他答案正确均可得分)AOABO25【拓1】将重力为50N的物体甲放在水平地面上,细绳的一端系于物体甲上表面的中央,另一端竖直拉着杠杆的A端.当把重力为20N的圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时,杠杆在水平位置平衡,如图甲所示,此时物体甲对水平地面的压强为p1.当在物体乙下方加挂物体丙后,如图乙所示,物体甲对水平地面的压强为p2,压力为6N.且p1:p2=5:3,物体丙的重力为N.【答案】2(模块三杠杆变化量问题)【拓2】如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是由两个杠杆组合的示意图.桶盖的质量为500g,脚踏杆和其它连接杆的质量不计,脚踏杆124cmAO,118cmOB,桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示.把桶盖顶起,脚对踏板A压力至少为多大?(10N/kgg)【答案】26.25N(模块四杠杆的计算)【解析】设脚对A点的作用力为F,顶杆对B点的作用力为1F,顶杆