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专题14
杠杆及其应用综合培优解析版
专题
14
杠杆
及其
应用
综合
解析
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专题14 杠杆及其应用综合培优(解析版)
考点直击
1、最小力的画法:
(1)定点:确定支点,再选择离支点最远的点作为动力作用点;
(2)定向:动力的方向垂直于支点和动力作用点的连线,且与阻力的作用效果相反(其中一个力使杠杆顺时针转动,另一个力使杠杆逆时针转动)。
2、判断杠杆的种类,主要是比较动力臂与阻力臂的长短:
(1)动力臂长的是省力杠杆,阻力臂长的是费力杠杆,动力臂等于阻力臂的是等臂杠杆。
(2)对于复杂的杠杆,应在图上找出支点、动力、阻力,再画出动力臂和阻力臂进行比较。
典例分析+变式训练
考点1 杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡条件的表达式:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(2)公式的表达式为:F1l1=F2l2。
易错点:
(1)不理解定义,导致不能正确画力臂(如例1);
(2)弄错阻力方向(如例2)。
【典例1】(•黔南州)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,在B点用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆,使杠杆水平平衡,如图所示。画出:①弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图;②F的力臂。
【解答】解:用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆,拉力的作用点在B点,方向沿BD向下,过拉力的作用点,沿拉力的方向画一条有向线段,用F表示;
过支点O做F的垂线即为F的力臂L,如图所示:
【典例2】(中考•庆阳)如图所示为生活中使用的“开瓶起子”,请在图中画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图。
【解答】解:(1)首先在F1的方向上作出力F1的作用线,然后从支点O向F1的作用线作垂线,垂线段的长度即为动力臂L1。
(2)F1使起子沿逆时针转动,而瓶盖对起子的力阻碍了起子的转动,所以阻力F2的方向竖直向下,如下图所示:
【典例3】(中考•柳州)如图所示,妈妈体重比小明大,跷跷板水平平衡时,妈妈比小明离转轴 近 (选填“远”或“近”)。若小明往转轴靠近一小段距离,为了保持跷跷板水平平衡,妈妈应适当 靠近 (选填“远离”或“靠近”)转轴。
【答案】近;靠近。
【解答】解:跷跷板在水平位置平衡时,设小明的重力为G1,力臂为L1,妈妈的重力为G2,力臂为L2,
因为G1L1=G2L2、G1<G2,所以L1>L2,即妈妈比小明离转轴近;
若小明往转轴靠近一小段距离,即力臂为L1减小,为了保持跷跷板水平平衡,由G1L1=G2L2知,在G1和G2不变时,L1减小,L2也减小,妈妈应适当靠近转轴。
故答案为:近;靠近。
【变式训练1】如图所示,F1是作用在抽水机手柄A点的动力,O为支点,请在图中画出F1的力臂L1及B点的受阻力F2的示意图。
【解答】解:过B点作竖直向上的力(即阻力F2);
延长F1的作用线,过支点O作垂直于F1作用线的垂线段(即动力臂L1).如图所示
【变式训练2】(2022春•龙门县期中)画出图中杠杆B端受力F的力臂L。
【解答】解:
图中杠杆的支点为O,先向上延长F的作用线,从O点作F作用线的垂线,垂线段为其力臂L,如图所示:
【变式训练3】(中考•温州)晾晒三条相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平的是( )
A. B. C. D.
【答案】B。
【解答】解:设每条湿毛巾重力为G,每个小格的长度为L,
A、左侧力与力臂的乘积为2G×2L=4GL,右侧力与力臂的乘积为G×L=GL,左侧≠右侧,故A错误;
B、左侧力与力臂的乘积为2G×L=2GL,右侧力与力臂的乘积为G×2L=2GL,左侧=右侧,故B正确;
C、左侧力与力臂的乘积为2G×L=2GL,右侧力与力臂的乘积为G×L=GL,左侧≠右侧,故C错误;
D、左侧力与力臂的乘积为2G×2L=4GL,右侧力与力臂的乘积为G×2L=2GL,左侧≠右侧,故D错误;
故选:B。
考点2 使用杠杆的最小力问题
(1)先找出最大力臂(一般都是支点到力作用点的距离);
(2)过最大力臂做垂线便是力的作用线(分清楚力的方向)。
【典例】(•营口)如图甲所示是一种红酒开瓶器,如图乙是其简化的示意图,O是支点,F2是瓶塞作用在B点的阻力,请在图乙中画出阻力臂L2,并画出作用在A点的最小动力F1及动力臂L1。
【解答】解:
(1)从支点O作阻力F2作用线的垂线,则支点到垂足的距离为阻力臂l2;
(2)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂最长;
在开瓶盖时,动力的方向应该向上,过点A垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图,如图所示:
【变式训练】(•通辽)如图所示,用杠杆提升静止在地面的重物,请画出没有用杠杆拉起重物时,重物在竖直方向上受力的示意图;当用杠杆拉起重物时,请画出在杠杆A点施加最小力F的示意图。
【解答】解:没有用杠杆拉起重物时,重物在竖直方向上受重力和支持力的作用,二力的作用点可均画在重心处,过物体的重心作竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F′;
拉起物体的力作用在A点,O为支点,连接OA即为最长的动力臂,根据杠杆的平衡条件,此时所用的动力最小;过A点作垂直于OA向下的力F即可,如图所示:
考点3 动态杠杆
类型1 力的改变
【典例】(•甘孜州)如图所示,某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件。杠杆调节平衡后,在杠杆上A点处挂4个钩码,为使杠杆重新平衡,应在B点处挂 6 个钩码;如果A、B两处再各挂一个钩码,杠杆的 左 (选填“左”或“右”)端会下沉。
【答案】6;左。
【解答】解:
(1)设杠杆一格的长度是L,一个钩码重是G,
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
图甲中,4G×3L=nG×2L,解得:n=6;
(2)如果再在A、B两处各加挂一个钩码,5G×3L>7G×2L,所以杠杆左端下沉。
故答案为:6;左。
【变式训练1】(•济宁)杠杆两端螺母的作用是 调节杠杆在水平位置平衡 ,图中的杠杆在水平位置平衡,若在两侧各减掉一个等重的钩码,杠杆 不能 (选填“能”或“不能”)保持水平平衡。
【答案】调节杠杆在水平位置平衡;不能。
【解答】解:实验前,应首先进行杠杆平衡调节。当杠杆处于水平平衡时,作用在杠杆上的动力和阻力即为钩码的重力,其方向恰好与杠杆垂直,这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出;
设一个钩码的重力为G,杠杆的一个小格为L,如果在两侧钩码下再各取下一个相同的钩码后:左边=2G×2L=4GL;右边=G×3L=3GL;
左边大于右边,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知杠杆不再水平平衡,左侧下降。
故答案为:调节杠杆在水平位置平衡;不能。
【变式训练2】(春•遂宁期末)如图,杠杆AO可绕O转动,B为OA中点,在B点挂一重为G的物体,用始终与OA垂直的力F抬起杠杆。下列关于力F的大小变化判断正确的是( )
A.始终等于G B.先减小后增大 C.先增大后减小 D.一直增大
【答案】C。
【解答】解:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力变大。
当杠杆从水平位置向上拉动时,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。
故选:C。
类型2 力臂的改变
【典例】(中考•广西)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
【答案】A。
【解答】解: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。
故选:A。
【变式训练1】一根轻质杠杆可绕O点转动在杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,如图所示力F使杆从如图所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中,力F和它的力臂LF,重力G和它的力臂LG的变化情况是( )
A.F减小,LF减小 B.F减小,LF增大 C.G不变,LG减小 D.G不变,LG增大
【答案】D。
【解答】解:根据力臂的概念做出力F和重力G的力臂,如图所示:
使杠杆从图中所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中,重物的重力不变但力臂LG变大,F的力臂LF变小;
根据杠杆平衡条件F•LF=G•LG可得:F=,则F一直在增大,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【变式训练2】(中考•南充)如图,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
【答案】A。
【解答】解:
如图,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,阻力的大小不变(等于物重G),阻力臂变大,动力臂不断变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力将变大。
故选:A。
考点4 组合杠杆的应用
【典例】室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启,根据室内垃圾桶的结构示意图,可确定桶中有两个杠杆在起作用,两杠杆支点为O1、O2.则对应的杠杆分别是( )
A.省力杠杆 省力杠杆 B.省力杠杆 费力杠杆
C.费力杠杆 费力杠杆 D.费力杠杆 省力杠杆
【答案】B。
【解答】解:如图所示:
用脚踩踏板时,O1点是支点,动力作用在A点,阻力作用在B点。脚踩下踏板时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
桶盖开启时,支点是O2,动力作用在C点,阻力作用在D点。在打开盖子的过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
故选:B。
【变式训练1】(中考•成都)如图,是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择 C (选填”A”、“B”或“C”)剪刀,这样选择的目的是为了省 力 。
【答案】C;力。
【解答】解:由图片可知,C剪刀的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,可用来剪铁皮,目的是为了省力。
故答案为:C;力。
【变式训练2】(•扬州)如图,在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。
【解答】解:
由图示可知,当杠杆与地面的接触点(A点)为支点时,作用在A点动力的力臂最大,所以此时动力最小,连接AD为动力臂l,过D点作垂直于动力臂向上的力,即为最小动力F的示意图。如图所示:
考点5 考虑自重的杠杆
【典例】(•庐阳区校级一模)如图所示,质量均匀的刻度尺长50cm,自重0.4N,右端伸出水平课桌边缘20cm,一只不计长度的虫子爬行到刻度尺最右端时,刻度尺刚好翻转,虫子的重力为 0.1 N
【答案】0.1。
【解答】解:
刻度尺刚好翻转时,刻度尺相当于一个杠杆,支点为刻度尺与桌子边缘的接触点,动力为虫子对刻度尺的压力且F1=G虫,阻力为刻度尺的重力G尺,
已知刻度尺长L=50cm,则由图可知动力臂L1=20cm,阻力臂L2=L﹣L1=×50cm﹣20cm=5cm,
由杠杆平衡条件可得:G虫L1=G尺L2,
即:G虫×20cm=0.4N×5cm,
解得:G虫=0.1N。
故答案为:0.1。
【变式训练1】(•遂宁)小华发现一只虫子在长50cm、质量10g的刻度尺上向右爬行,她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23cm,如图所示,当虫子爬行到距刻度尺右端3cm处时,刻度尺刚好翻转,由此计算出虫子的质量约为( )(g=10N/kg。刻度尺质量分布均匀,不考虑虫子的长度)
A.1g B.3g C.7g D.10g
【答案】A。
【解答】解:由题意可知,刻度尺的重心在25cm处,刻度尺刚好翻转时与桌沿的接触点为支点,则刻度尺重力的力臂为:L1=25cm﹣23cm=2cm;
虫子重力的力臂为:L2=23cm﹣3cm=20cm;
由杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2,重力公式G=mg得:
G尺×L1=G虫×L2,
m尺g×L1=m虫g×L2,
10g×2cm=m虫×20cm,
m虫=1g。
故选:A。
【变式训练2】在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图甲所示,在杠杆A点处挂2个钩码,则在B点处应挂 3 个同样的钩码(每个钩码重0.5N),才能使杠杆在水平位置平衡;把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F= 1.5 N时,杠杆仍然在水平位置平衡;当拉力F向左倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小须 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)如果又进行了如图乙所示的探究,考虑杠杆自重的影响,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆处于水平位置平衡时,它的示数应 > 3N(选填“>”、“<”或“=”);
动力F/N
6.0
4.0
3.0
2.0
1.5
动力臂L/cm
5
7.5
10
15
20
(4)在图甲中,保持杠杆左边所挂钩码的位置和个数不变,用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆,使之平衡,得到表中的几组数据,请在图丙中绘出F﹣L图象。
由图象可知,在阻力与阻力臂一定的条件下,动力F与动力臂L成 反 比(选填“正”或“反”)。
【答案】(1)右;(2)3;1.5;增大;(3)>;(4)如上图;反。
【解答】解:(1)杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动;
(2)如图甲所示,设一格长为L,根据杠杆平衡条件可得:2×0.5N×3L=n×0.5N×2L,解得n=3,所以应在杠杆右边B处挂3个钩码;把B点处的钩码取下,若杠杆仍然在水平位置平衡,则应在B点处施加一个竖直向下的拉力F=3×0.5N=1.5N;当拉力F向左倾斜时,拉力F的力臂变小,则拉力F将变大;
(3)如图乙,若不考虑杠杆自重的影响,根据杠杆平衡条件可得:1.5N×6L=F×3L,可得F=3N;考虑杠杆自重的影响,弹簧测力计的示数应>3N;
(4)利用数学方法描点作图如下。
根据图象发现:误差范围内,在阻力与阻力臂一定的条件下,动力F与动力臂L成反比。
故答案为(1)右;(2)3;1.5;增大;(3)>;(4)如上图;反。
能力提升训练
一、选择题。
1.(秋•安吉县期末)在图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.筷子
C.羊角锤 D.核桃夹
【答案】B。
【解答】解:A、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选:B。
2.(2022•顺义区一模)我们经常用瓶起子来打开汽水瓶盖,如甲所示,在此过程中,将瓶起子看做杠杆,用“△”表示支点位置,手用力为动力F1,杠杆所受阻力为F2,则选项中支点位置、动力和阻力所示示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D。
【解答】解:由图可知,用瓶起子打开瓶盖时,是绕着瓶起子最前端的一点旋转的,故该点为支点;由力的作用效果可知,手对瓶起子的力是动力,方向为向上;瓶盖对瓶起子齿部的力为阻力,该力是向下的,则瓶起子相当于一个省力杠杆,手对瓶起子的力小于瓶盖对瓶起子的力。
四个图中,只有图D符合上述分析。
故选:D。
3.(春•金山区校级月考)如图所示,作用在A点的各个力中,不可能使杠杆平衡的是( )
A.F1和F2 B.F1和F3 C.F2和F4 D.F3和F4
【答案】D。
【解答】解:在接近杠杆中间位置挂一重物,由于重物的重力作用使杠杆向下转动,则为使杠杆平衡,应施加阻碍杠杆向下转动的力,所以F1、F2可能使杠杆平衡,而F3的力臂为0,对杠杆的转动没有影响;F4使杠杆向下转动,没有阻碍向下转动,所以F3、F4都不能使杠杆平衡。
故选:D。
4.(•济南一模)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的体积大于B,物体A重力为4N,此时杠杆保持水平平衡,则下列说法正确的是( )
A.物体B重力为2N
B.物体B重力为8N
C.物体A的密度比物体B的大
D.物体A和物体B都靠近支点一格,杠杆依然能保持平衡
【答案】B。
【解答】解:AB、据杠杆的平衡条件知,此时物体B对杠杆的拉力等于B的重力,故FALA=GBLB,
故GB===8N,故A错误,B正确;
C、已知物体A的体积大于B,物体A重力为4N,B的重力为8N,
所以A的质量小于B的质量,根据ρ=可得,物体A的密度小于物体B的密度,故C错误;
D、物体A和物体B都靠近支点一格,物体A:4N×3Lm=12LN•m,
物体B:8N×Lm=8LN•m,
根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,靠近支点一格,杠杆不平衡,故D错误;
故选:B。
5.(2022•温州模拟)为使杠杆平衡在图示位置,需在A点施加一个力,在如图所示的四个方向中,不可能使杠杆平衡的力是( )
A.F1和F2 B.F1和F4 C.F2和F3 D.F3和F4
【答案】D。
【解答】解:F1和F2使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相反,可以使杠杆平衡;F3的力臂为零,不能使杠杆平衡;F4使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相同,不能使杠杆平衡;
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
6.(2022•陕西模拟)如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中( )
A.F变大 B.F先变大后变小 C.F变小 D.F先变小后变大
【答案】A。
【解答】解:由图可知,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变大,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力逐渐变大。
故选:A。
7.(秋•南京期中)如图所示的杠杆正处于水平平衡,若在杠杆两边的钩码下再轻轻地各加上一个相同的钩码,杠杆将( )
A.仍处于水平平衡 B.右端上升,左端下降
C.右端下降,左端上升 D.无法确定杠杆的运动状态
【答案】C。
【解答】解:设每个钩码的质量为m,左侧力臂为L,
由杠杆的平衡条件可得:3mgL=2mgL右,
解得:L右=L;
两端增加一个钩码后,左侧力和力臂的乘积为4mgL,右侧力和力臂的乘积为3mg×L=4.5mgL,
则右端力和力臂的乘积大,所以杠杆右端下降,左端上升,故ABD错误、C正确。
故选:C。
8.(•新市区二模)一个600N重的成年人和一个小孩都过一道8m宽的水渠。成人从左岸到右岸,而小孩从水渠右岸到左岸,两岸各有一块6m长的坚实木板(忽略木板自身重量和木板叠交的距离),要使成年人和小孩都能平安过渠,小孩的体重至少是( )
A.100N B.200N C.300N D.400N
【答案】C。
【解答】解:(1)因成年人较重,所以只要成年人能安全过水渠,则小孩也能安全过水渠;小孩站在B′处让成年人先从木板上过水渠,当成年人到达水渠对岸后,站在B′处,然后再让小孩过水渠如图所示:
(2)把木板A′B′视为杠杆,O为支点,成年人对A′B′的压力视为阻力F2,小孩对木板的压力视为动力F1,
当成年人在A′时,阻力(成年人对A′B′的压力)最大,为F2=G成年人=600N,
由题意和图示可知:OA′=2m,OB′=6m﹣2m=4m,
由杠杆平衡条件可得:F1×OB′=F2×A′O,
则F1===300N,
即小孩体重不能轻于300N;
故选:C。
二、填空题。
9.(春•钦州期末)如图所示,杠杆在拉力F作用下保持静止状态,此杠杆是 省力 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;若将物体A浸没在水中,要使杠杆仍然保持平衡,拉力F 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】省力;变小。
【解答】解:(1)由图可知,支点为O,拉力F的动力臂OD大于阻力臂OC,所以此杠杆是省力杠杆;
(2)若将物体A浸没在水中,物体A受到向上的浮力作用,C端所受绳的拉力变小,动力臂和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,拉力F应变小。
故答案为:省力;变小。
10.(春•新化县期末)如图所示为手提杆秤,用于测量物体质量。秤砣M质量为0.1kg,秤杆和秤钩质量忽略不计。称量时,手提O点处的提绳,固定在A处的秤钩挂上被测物体,秤砣可沿秤杆左右移动直至平衡,读出秤砣所挂B点处对应的刻度值即为被测物体质量。已知OA=4cm,若秤杆水平静止时OB=16cm,则被测物体质量为 0.4 kg;若秤砣生锈质量减轻了,则该杆秤的测量值将 偏大 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】0.4;偏大。
【解答】解:(1)由题知,OA=4cm,OB=16cm,由杠杆平衡条件得:GA×OA=GB×OB,即:mAg×OA=mBg×OB,
代入数据可得:mA×g×4cm=0.1kg×g×16cm,解得被称重物的质量:mA=0.4kg;
(2)若秤砣生锈减轻了,其质量变小,在物体对杠杆的力及其力臂不变时,秤砣对杠杆的力的力臂要变大,即杆秤的测量值将偏大。
故答案为:0.4;偏大。
三、作图题。
11.(2019•济宁)请你设计两种方案并分别在图中标出钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡。
【解答】解:
设一个钩码重力为G,杠杆上一个格为L,
杠杆左边受到的力F1=4G,其力臂L1=3L,杠杆左边力和力臂的乘积:F1L1=4G×3L=12GL;
为使杠杆平衡,杠杆右边力和力臂的乘积:F2L2=12GL;
方案一:
杠杆右边受到的力F2=3G,其力臂L2=4L,杠杆右边力和力臂的乘积:F2L2=3G×4L=12GL;
方案二:
杠杆右边受到的力F2=4G,其力臂L2=3L,杠杆右边力和力臂的乘积:F2L2=4G×3L=12GL;如图所示:
方案三:
杠杆右边受到的力F2=6G,其力臂L2=2L,杠杆右边力和力臂的乘积:F2L2=6G×2L=12GL。
12.(2022春•高州市期中)作出如图中使杠杆平衡的最小的动力F1和力臂。
【解答】解:由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂L1最长,过A点沿垂直于OA的方向画出动力F1,由于阻力能使杠杆逆时针转动,所以动力应使杠杆顺时针转动,则动力方向垂直于OA向上,如下图所示:
13.(春•浦东新区期末)如图所示,轻质杠杆OA可以绕O点转动,此时杠杆处于静止状态,画出动力F1的动力臂L1和阻力F2。
【解答】解:
图中F1为动力,过支点O做动力F1的垂线段,即为动力臂L1。作用在杠杆上阻力F2,与阻力臂l2垂直且作用在杠杆上,方向向上。如图所示:
14.(2022•南岸区模拟)要使图中杠杆平衡,画出在A点施加的最小的力的示意图。
【解答】解:根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在