如图所示,O为杠杆的支点,A点挂一重物,为使杠杆在水平位置平衡,若在B点施加一个力并使该力最小,该力应沿( )
A.BM方向 B.BN方向 C.BP方向 D.BQ方向
A
【解析】由图可知,O为支点,A点挂一重物,阻力方向向下,为使杠杆在水平位置平衡,在B点施加一个力,则动力F与杠杆垂直且方向向下,要使该力最小,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小;由图可知,BM对应的动力臂最长,所以该力应沿BM方向。选A。
如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杄推动吊臂并使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,则下列分析正确的是( )
A.撑杆对吊臂的作用力不断增大 B.钢绳对吊臂的作用力不断增大
C.撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大 D.钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
D
【解析】(1)伸缩撑杆对吊臂的支持力的作用点在吊臂上,方向垂直于吊臂向上,过支持力的作用点,沿支持力的方向画一条有向线段,用F表示,然后从支点O向力的作用线做垂线段,垂线段L即为其力臂,如图所示:
(2)吊车吊起货物的过程中,阻力为重力,重力不变,阻力不变;阻力臂减小;动力臂不变,动力减小,所以支持力逐渐变小,故ABC错误,D正确。选D。
如图所示,杠杆在拉力F的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F的变化情况是( )
A.一直变大 B.一直变小 C.一直不变 D.先变大后变小
A
【解析】将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,钩码的重力不变,其力臂不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,拉力F的力臂逐渐变小,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,拉力F逐渐变大。选A。
质地均匀杠杆,每个钩码重0.5N,下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是(杠杆上有等间隔的刻度)( )
A. B.
C. D.
D
【解析】AC、由图知动力和阻力使得杠杆转动的方向相同,故AC错误;B、左边悬挂2个钩码时,若一个钩码重0.5N,杠杆上一格长L,弹簧秤的示数为1.5N,0.5N×2×4L≠1.5N×5L,故杠杆不平衡,故C错误;D、由边悬挂2个钩码时,若一个钩码重0.5N,杠杆上一格长L,弹簧秤的示数为2N,0.5N×2×6L=2N×3L,故杠杆平衡,故D正确。选D。
如图轻杆(不计杠杆重力),O为支点,物重为30N,OA:AB=1:2,在竖直向上的拉力作用下始终保持平衡状态。下列说法,正确的是( )
A.该杠杆与镊子类型相同
B.图甲位置时,拉力大小为15N
C.图甲位置时,若仅增加物重,则拉力的变化量与物重的变化量之比为3:1
D.如图乙保持拉力方向不变,将轻杆匀速提到虚线位置,拉力不变
D
【解析】A、根据图示可知,动力臂大于阻力臂,因此为省力杠杆;而镊子使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,因此它们的类型不同,故A错误;B、已知物重为30N,OA:AB=1:2;由杠杆平衡条件可得:F×OB=G×OA,解得:F====10N,故B错误;C、图甲位置时,若仅增加物重,则(F+△F)×OB=(G+△G)×OA,显然拉力的变化量与物重的变化量之比不等于OA与OB的比值,故C错误;
D、保持拉力方向不变,将轻杆匀速提到虚线位置,其力臂如图所示:
OB′为动力臂,OA′为阻力臂,阻力不变为G,因为△OA′A∽△OB′B,所以OA′:OB′=OA:OB=1:3,由杠杆平衡条件可知,F′×OB′=G×OA′,F′===10N;由此可知保持拉力方向不变,将轻杆匀速提到虚线位置,拉力不变,故D正确。选D。
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