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1、第十四講:杠桿動態(tài)平衡 主講人:賴詩港典型例題:(一)、杠桿平衡條件應用及動態(tài)變動例1、一種多夾曬衣架,如圖所示。若在A點下夾2只薄襪子、E點下夾1只厚襪子,曬衣架恰好處在水平位置平衡,若兩個夾上各夾一只厚襪子和一只薄襪子,也使曬衣架處于水平位置,可將( ) A厚襪子掛在B點下,薄襪子掛在A點下 B厚襪子掛在C點下,薄襪子掛在D點下C厚襪子掛在D點下,薄襪子掛在C點下 D厚襪子掛在E點下,薄襪子掛在A點下變式訓練1、小櫻去農(nóng)村姥姥家玩,由于拆遷姥姥村里正在電路重鋪,工人們需要將水泥電線桿埋入規(guī)定的地點以下1米深左右的土層中,因此需要挖坑,把長達10米、重為G6000牛的水泥電線桿放到坑口適當位
2、置,再在電線桿上施力,將電線桿豎起來。下面四幅圖片, 是小櫻設計的坑形狀、安放位置及電線桿上的施力情況,其中最省力 ( ) 例2、如圖所示為一種樹木扶正器。將扶正器的B端放在地面上,通過收緊帶與樹根部C保持一定距離,A端固定在樹干上,利用液壓裝置產(chǎn)生一個推動樹干的力,那么,在扶正到如圖位置時時,樹干點( )、受到沿方向推力、受到垂直于方向推力、所受推力的力臂為D、所受推力的力臂為變式訓練、如圖所示為一種樹木扶正器。AC是杠桿,AB是扶正器。將扶正器的B端放在地面上,與樹根部C保持一定距離,A端固定在樹干上,利用液壓裝置產(chǎn)生一個推動樹干的力,那么,在扶正到如圖位置時的過程中,以下說法正確的是(
3、)A保持B點C點不動,A點越往下,推動樹干越省力BA點受到垂直于AB方向的推力CA點不動,BC之間的距離越大越省力DA點所受推力的力臂為BC例4、如圖,長為3米的勻質(zhì)平板的中點能繞固定的支點轉(zhuǎn)動,平板與水平地面的夾角為30°,在板上站兩個小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中點,30千克的乙小孩位于板的左端?,F(xiàn)兩個小孩均以0.1米秒的速度同時向右慢慢移動, 秒時間后平板開始轉(zhuǎn)動;乙小孩在這一過程中克服自身重力做功的功率為 瓦。(g=10牛千克)變式訓練、如圖,長為2.8米的勻質(zhì)平板的中點能繞固定的支點轉(zhuǎn)動,平板與水平地面的夾角為30°,在板上站兩個小孩。已知30千克的甲小孩位
4、于板的中點,20千克的乙小孩位板的左端?,F(xiàn)兩個小孩均以0.1米秒的速度同時向右慢慢移動, 秒時間后平板開始轉(zhuǎn)動;乙小孩在這一過程中克服自身重力做功的功率為 瓦。(g=10牛千克)例5、如圖所示,杠桿處于平衡狀態(tài),下列哪種方法能使杠桿重新處于平衡(每個鉤碼質(zhì)量相同)()A左、右兩邊各去掉一個鉤碼B左邊鉤碼向左移動1格,右邊鉤碼向右移動1格C左、右兩邊各增加一個鉤碼D右邊去掉2個鉤碼并向右移動3格變式訓練5、如圖所示,一根木棒AB在O點被懸掛起來,AO=OC,在A、C兩點分別有兩個和三個相同的鉤碼,木棒處于水平平衡如在木棒的A、C兩點各增加一個同樣的鉤碼,則木棒()A仍保持平衡B繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)
5、動C繞O點順時針方向轉(zhuǎn)動D平衡被破壞,轉(zhuǎn)動方向不定例6、古代護城河上安裝的吊橋可以看成一個以O為支點的杠桿,如圖所示。一個人通過定滑輪用力將吊橋由圖示位置緩慢拉至豎直位置,若用 L表示繩對橋板的拉力F的力臂,則關(guān)于此過程中L的變化以及乘積FL的變化情況,下列說法正確的是( ) AL始終在增加,F(xiàn)L始終在增加 BL始終在增加,F(xiàn)L始終在減小 CL先增加后減小,F(xiàn)L始終在減小 DL先減小后增加,F(xiàn)L先減小后增加變式訓練6、如圖所示,一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點自由轉(zhuǎn)動,在木桿的右端施加一個始終垂直于桿的作用力F,使桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過程中,力F的大小將()A一直是變大的 B一直是變小的
6、C先變大,后變小 D先變小,后變大(二)推導證明1.一架不準確的天平,主要是由于它橫梁左右兩臂不等長為了減少實驗誤差,在實驗室中常用“交換法”來測定物體的質(zhì)量即先將被測物體放在左盤,當天平平衡時,右盤中砝碼的總質(zhì)量為m1;再把被測物體放在右盤,當天平平衡時,左盤中砝碼的總質(zhì)量為m2試證明被測物體的質(zhì)量m=2.龜兔賽跑結(jié)束后,返回途中撿到半個大西瓜(如圖),都想獨吃,互不相讓。爭論的結(jié)果是:誰的體重大誰吃??蓻]有彈簧測力計怎么辦?這時來了一只老山羊,知道情況后便說“這好辦,你們兩個各蹲在西瓜的一邊,就可以看出哪個重些”。于是兔龜分別蹲到西瓜的一邊,結(jié)果西瓜還在水平位置平衡如圖老山羊又說:“你們各
7、自向中間移動相等的距離看看”,結(jié)果烏龜那邊上翹了,兔子很高興,說:“怎么樣,還是我重吧!西瓜歸我。”老山羊說:“不對,應該給烏龜。”請你用所學的杠桿知識分析,老山羊的話有道理嗎?這個西瓜到底歸誰?請用公式推導說出你的理由(西瓜的質(zhì)量不計)。(三)平衡條件應用1.小剛同學想測量家中一頭肥豬的重,如圖所示,他用繩將豬綁住掛在木棒的B點,將棒的一端O放在石坎上,人通過掛在A端的測力計拉起木棒的另一端,是木棒剛好達到水平位置已知測力計的示數(shù)F=320N,AB=1.2m,OB=0.4m問:(1)請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算豬的重力大約是多少?(2)你認為利用這種方法測出的豬的重力比實際重力偏大還是偏小,并說明產(chǎn)
8、生誤差的原因是什么?2.如圖,長3.0m、重10且密度不均勻的金屬桿,可繞點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動?,F(xiàn)用豎直向上拉力F使金屬桿保持水平,測出點到拉力F距離及F大小,再改變拉力F作用點的位置,測出相應的F與x大小,所得實驗數(shù)據(jù)如下表 試驗次數(shù)12345x/m0.51.01.52.02.5F/N20106.754求:(1)由表中數(shù)據(jù)得F與x之間成 關(guān)系(2)金屬桿重心到點的距離為多少?(3)若測力計量程為25,則應控制x在什么范圍內(nèi)變化?第十四講:杠桿動態(tài)平衡課后作業(yè)學生姓名: 得分: 1、雅安地震后,許多救災人員用如圖所示的“大力鉗”剪斷廢墟中的鋼筋,救出被困群眾大力鉗上的主要數(shù)據(jù)如圖若某救災人員
9、在“握力作用處”向下施加壓力F,則“被鉗鋼筋”承受的壓力為()A6F B36F C18F D用大力鉗剪斷鋼筋的過程,省力且省功2、如圖所示是環(huán)衛(wèi)工人用的一種垃圾夾的結(jié)構(gòu)示意圖拉繩的一端固定在手把上,另一端穿過空心管桿與兩夾爪的一端相連當用力捏手把時,夾爪在拉繩的作用下可夾持物體,同時彈簧被壓縮;當松開手把時,夾爪在彈簧的作用下恢復原狀在使用過程中,手把和夾爪分別是()A省力杠桿,費力杠桿B費力杠桿,省力杠桿C省力杠桿,省力杠桿D費力杠桿,費力杠桿3.人在踮腳時主要靠腓腸肌收縮,如圖所示,若某人的重量為500N,MO=2NO,則雙腳同時踮起時,每只腳的腓腸肌的作用力是()A.125N B.250N C.50
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