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物理:专题复习课件四-杠杆平衡(人教版九年级)

发布时间:2014-01-17 10:00:00  

物理·新课标(RJ)

专题四 杠杆平衡

┃思维感悟成体系┃
一、杠杆的动态平衡 例1 如图T4-1所示,轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60 N的 物体,在A端施加一竖直向上的力 F,杠杆在水平位置平衡,则F = ________N ;保持 F 的方向不变,将杠杆从 A 位置匀速得到 B 位 置的过程中,力 F 将 ______( 选填“变大”、“不变”或“变 小”)。

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专题四 杠杆平衡

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专题四 杠杆平衡

[答案] 30

不变

[解析 ] 根据杠杆平衡条件可知 F的力臂始终是 G力臂的 2倍。

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专题四 杠杆平衡

针对训练
1.若将上题中的力F改为“始终垂直于杠杆的力F作用”, 那么在从 A 位置匀速提到 B 位置的过程中,力 F 将 ________( 选填 “变大”、“变小”或“不变”)。 [答案] 变小 [ 解析 ] F 的力臂不再变化,而 G 的力臂在减小,根据 FlF =

GlG得F在变小。

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专题四 杠杆平衡

2.如图T4-2甲所示,长1.6 m、粗细均匀的金属杆可以绕 O点在竖直平面内自由转动,一拉力—位移传感器竖直作用在杆 上,并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用 点到O点距离x的变化关系如图乙所示。据图可知金属杆重( )

A.5 N C.20 N

B.10 N D.40 N

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专题四 杠杆平衡

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专题四 杠杆平衡

[解析] B 由题意可知,图像中 F 的最小值 5 N 和 x 的最大值 1.6 m 所对应的点即为金属杆在水平位置的拉力和动力臂,然后利 1 1 用杠杆平衡条件分析即可,注意阻力臂是杆的 ,不是 x 的 。 2 2

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专题四 杠杆平衡

规律总结 解决动态平衡问题的关键是找准题目中杠杆平衡条件的四个因 素,即两个力和两个力臂,认准不变量和变量,根据杠杆平衡条件 公式分析自变量和因变量的关系即可。

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专题四 杠杆平衡 二、最小力的寻找 例1 画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力 F的示意图(要求

保留作图痕迹)。

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专题四 杠杆平衡

[答案] 如图T4-4所示

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专题四 杠杆平衡

[ 解析 ] (1) 杠杆可以绕 O 点自由转动,所以 O 点是杠杆的支 点;且要求在最端点A处做出最小动力,故A点是动力作用点。
(2)连接支点O与动力作用点A,得一线段OA; (3)过A点做线段OA的垂线; (4)由图可知,由于阻力作用点与动力作用点 A在支点O的同 侧,故两力的方向必须基本相反,才能使杠杆平衡,所以动力 的方向应向上。

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专题四 杠杆平衡 针对训练

3.在电视剧《三国》中,有这样一个情景:一群士兵用力 拉动一个杠杆,会将石块抛

向敌方阵营。它是一个 ________ 杠 杆。要把石块抛出去,图 T4 - 5 中作用在 A 点的力沿 ______ 方向 最小(选填“a”、“b”或“c”)。

[答案] 费力

c

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专题四 杠杆平衡

[解析] 由图可知,动力臂小于阻力臂,所以,此装置是费 力杠杆,要想作用在A点的力最小,则需要此力的力臂最长,由 图可得,c方向力大的力臂最长,所以,此力最小。

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专题四 杠杆平衡 4 .如图 T4 - 6 所示,重力不计的杠杆 OAB ,可绕 O 点在竖 直平面内转动。重力为100 N的物体挂在OA的中点处。已知OA =40 cm, AB=30 cm,OA垂直于AB,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不 计。要使杠杆平衡,且 OA段处于水平位置,那么作用于 B 端的

最小力的力臂等于______cm,最小力的大小等于______N。
[答案] 50 40

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专题四 杠杆平衡

[解析] 要想作用在B端的力最小,此力的力臂一定要最大,

即OB,过B点与OB垂直的力斜向上即为最小力的方向。根据杠 杆平衡条件即可得出所求。

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专题四 杠杆平衡

规律总结 最小力的力臂的寻找方法 ——找到支点和动力作用点,连接支 点和动力作用点,过动力作用点作连线的垂线,根据杠杆的平衡确 定垂线的方向。

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