专题十七：杠杆力臂及平衡问题.pdf

本节涉及知识点本节涉及知识点杠杆力臂及平衡问题杠杆力臂及平衡问题本节涉及知识点本节涉及知识点：1.杠杆的分类杠杆的分类2 杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件2.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件【例例1】(第十第十八八届全国赛题届全国赛题)如图所示如图所示，是是一一把厨房里常见的多功能剪刀把厨房里常见的多功能剪刀，特特【例例】(第十届全国赛题第十届全国赛题)如图所示如图所示，是把厨房里常见的多功能剪刀是把厨房里常见的多功能剪刀，特特别是图中标有别是图中标有1、2、3、4、5序号的部位都具有一定的功能，且每一项功能都与物理知识息息相关。请你写出其中的三项功能，并说明序号的部位都具有一定的功能，且每一项功能都与物理知识息息相关。请你写出其中的三项功能，并说明所用到的物理知识。所用到的物理知识。1453532【例例2】(第十六届全国赛题第十六届全国赛题)列车上有出售食品的手推车列车上有出售食品的手推车(如图所示如图所示)。若货物若货物【例例2】(第十六届全国赛题第十六届全国赛题)列车上有出售食品的手推车列车上有出售食品的手推车(如图所示如图所示)。若货物若货物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是_(写出字母写出字母)；当后轮遇到障碍；当后轮遇到障碍物物A时，售货员向上提扶把，这时支点是时，售货员向上提扶把，这时支点是_，手推车可以视为，手推车可以视为_力杠杆。力杠杆。ECBADEC B A【例【例3】(第二十届全国赛题第二十届全国赛题)如图是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相如图是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩：当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩：当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中程中手把和夹爪分别是手把和夹爪分别是()程中程中，手把和夹爪分别是手把和夹爪分别是()A省力杠杆，费力杠杆省力杠杆，费力杠杆B费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆B费力杠杆费力杠杆，省力杠杆省力杠杆C省力杠杆，省力杠杆省力杠杆，省力杠杆D费力杠杆费力杠杆，费力杠杆费力杠杆手把手把，夹爪弹簧拉绳夹爪弹簧拉绳手把手把F小孔管杆支点小孔管杆支点【例【例4】(2007年株洲市赛题年株洲市赛题)在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它以使它准准确位于轴确位于轴序序，准准心上。如图所示，一个质量为心上。如图所示，一个质量为M80kg、半径为、半径为R0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心(图中两虚线的交点图中两虚线的交点)自由转动。用力推自由转动。用力推动大轮动大轮轮转动若后停轮转动若后停多次试验多次试验发轮边缘发轮边缘动动一下一下大大飞飞轮轮，飞，飞轮转动若轮转动若干周干周后停后停止。止。多次试验多次试验，发发现飞现飞轮边缘轮边缘上的标记上的标记F总是停在图示位置。总是停在图示位置。根据以上情况根据以上情况可以初步确定飞轮重可以初步确定飞轮重P可能可能根据以上情况根据以上情况，可以初步确定飞轮重可以初步确定飞轮重心心P可能可能在图中在图中_。A轴心正下方的某轴心正下方的某一一位置位置FA轴心正下方的某位置轴心正下方的某位置B轴心左侧的某一位置轴心左侧的某一位置C轴心右侧的轴心右侧的某某一位置一位置某某1【例【例4】工人在飞轮边缘上的某点】工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为处，焊接上质量为m的金属的金属推动轮推动轮察察0.4kg的金属的金属后，再用力后，再用力推动推动飞飞轮轮，当观，当观察察到到_的的现象时现象时说明飞轮的重心已调整到轴心上了说明飞轮的重心已调整到轴心上了现象时现象时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了说明飞轮的重心已调整到轴心上了。(3)请在图中标出请在图中标出E的位置的位置(4)试求调整前飞轮的重心试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离到轴心的距离l(4)试求调整前飞轮的重心试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离到轴心的距离lF【例【例5】(第十三届全国赛题第十三届全国赛题)如图所示，一辆板车的车轮陷入了淤泥里，甲、如图所示，一辆板车的车轮陷入了淤泥里，甲、乙两人来帮忙乙两人来帮忙。甲帮助拉车把甲帮助拉车把。乙推车轮的上边缘乙推车轮的上边缘。若两人用力若两人用力一一乙两人来帮忙乙两人来帮忙。甲帮助拉车把甲帮助拉车把。乙推车轮的上边缘乙推车轮的上边缘。若两人用力若两人用力样大，且方向合理，则两人中实际效果更好些的是样大，且方向合理，则两人中实际效果更好些的是_，理由是，理由是_。_【例【例6】(第十三届全国赛题第十三届全国赛题)下图下图(a)是一个指甲刀。这个指甲刀是由哪几个杠杆组成的？它们的支点各在哪里？是一个指甲刀。这个指甲刀是由哪几个杠杆组成的？它们的支点各在哪里？明的指甲刀有图明的指甲刀有图(a)和图和图(b)两种组装方式。请分析哪种组装方式更合理。两种组装方式。请分析哪种组装方式更合理。AAABCDEABCDEBDG(a)EBDGFE(b)(a)(b)【例【例7】“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”，这是民】“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”，这是民间流传的间流传的一一个故事个故事，现给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和现给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和间流传的个故事间流传的个故事，现给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和现给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和一只水桶，请你帮他们想出一个办法来，使甲、乙、丙三个小和尚共抬一桶水且各自承受的压力相同。要求画出简要示意图，并算出一只水桶，请你帮他们想出一个办法来，使甲、乙、丙三个小和尚共抬一桶水且各自承受的压力相同。要求画出简要示意图，并算出水桶的悬挂位置。水桶的悬挂位置。2【例【例8】小芳手中有一架不等臂天平，她想用这架不等臂天平称出】小芳手中有一架不等臂天平，她想用这架不等臂天平称出100g食盐，设食盐，设计计了如下操了如下操作作方案：方案：第第一次一次在在左盘放左盘放食食盐盐，右盘放右盘放50g砝码砝码，称出称出计作计作第在食第在食，g，“50g”盐；第二次在右盘放食盐，左盘放”盐；第二次在右盘放食盐，左盘放50g砝码，再称出“砝码，再称出“50g”盐。她想若第一次盐少了，第二次就多了；若第一次盐多了，第二”盐。她想若第一次盐少了，第二次就多了；若第一次盐多了，第二就少就少加起来加起来盐盐你为芳计有道你为芳计有道次次就少就少了；两次了；两次加起来加起来一定正好是一定正好是100g盐盐。你你认认为为小小芳芳设设计计得得有道有道理吗？若不正确，说明两次称出的盐的总和是大于理吗？若不正确，说明两次称出的盐的总和是大于100g，还是小于，还是小于100g？100g？【例【例9】如图所示，一根均匀杠杆，每米长重】如图所示，一根均匀杠杆，每米长重G030N。现以杆的。现以杆的A端为支点端为支点，在杆在杆的的B端施一竖直向上的力端施一竖直向上的力F，在在距距杆杆的的A端端a0.2m处挂一处挂一，在杆在杆，在杆在杆重为重为G300N的重物，要使杠杆在水平位置平衡，问杠杆多长时，加在的重物，要使杠杆在水平位置平衡，问杠杆多长时，加在B端的力端的力F有最小值？这个最小值是多大？有最小值？这个最小值是多大？FaABG G3