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杠杆
概念:在的作用下能绕着转动的硬棒称为杠杆
五要素:
(1)支点($ O $)
(2)力($ F_1 $)
(3)阻力($ F_2 $)
(4)动力臂($ l_1 $)
(5)阻力臂($ l_2 $)
平衡状态:当杠杆在动力和阻力的作用下或时,我们就说杠杆处于平衡状态
平衡条件:$ F_1 l_1 = $
杠杆
概念:在的作用下能绕着转动的硬棒称为杠杆
五要素:
(1)支点($ O $)
(2)力($ F_1 $)
(3)阻力($ F_2 $)
(4)动力臂($ l_1 $)
(5)阻力臂($ l_2 $)
平衡状态:当杠杆在动力和阻力的作用下或时,我们就说杠杆处于平衡状态
平衡条件:$ F_1 l_1 = $
答案
解:
概念第一空:力
概念第二空:固定点
五要素第(2)空:动
平衡状态第一空:静止
平衡状态第二空:匀速转动
平衡条件空:$F_2 l_2$
概念第一空:力
概念第二空:固定点
五要素第(2)空:动
平衡状态第一空:静止
平衡状态第二空:匀速转动
平衡条件空:$F_2 l_2$
1. 下列物体中不属于杠杆的是 ()
A.船桨
B.剪刀
C.剪指甲刀
D.荼壶
A.船桨
B.剪刀
C.剪指甲刀
D.荼壶
答案
D
解析
根据杠杆的定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒是杠杆。船桨、剪刀、剪指甲刀使用时都存在可绕固定点转动的硬棒,都属于杠杆;茶壶是利用连通器原理工作的,不存在符合杠杆定义的结构,不属于杠杆。
2. 下列关于杠杆的说法中正确的是 ()
A.杠杆一定是直的
B.杠杆的支点一定在杠杆上
C.动力臂一定大于阻力臂
D.杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和
A.杠杆一定是直的
B.杠杆的支点一定在杠杆上
C.动力臂一定大于阻力臂
D.杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和
答案
B
解析
逐个分析选项:
1. 选项A:杠杆的形状没有限制,可以是弯曲的,比如羊角锤、扳手都属于杠杆,并非一定是直的,A错误。
2. 选项B:支点是杠杆绕着转动的固定点,是杠杆的组成部分,一定在杠杆上,B正确。
3. 选项C:杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆,动力臂可大于、小于或等于阻力臂,并非一定大于阻力臂,C错误。
4. 选项D:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不一定沿杠杆本身分布,杠杆的长度不等于动力臂与阻力臂之和,D错误。
1. 选项A:杠杆的形状没有限制,可以是弯曲的,比如羊角锤、扳手都属于杠杆,并非一定是直的,A错误。
2. 选项B:支点是杠杆绕着转动的固定点,是杠杆的组成部分,一定在杠杆上,B正确。
3. 选项C:杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆,动力臂可大于、小于或等于阻力臂,并非一定大于阻力臂,C错误。
4. 选项D:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不一定沿杠杆本身分布,杠杆的长度不等于动力臂与阻力臂之和,D错误。
3. 小明使用筷子时发现筷子可视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子进行分析,如图所示。下列说法中错误的是()

A.$F_1$ 为动力
B.$l_1$ 为动力臂
C.$F_2$ 为阻力
D.$l_2$ 为阻力臂
A.$F_1$ 为动力
B.$l_1$ 为动力臂
C.$F_2$ 为阻力
D.$l_2$ 为阻力臂
答案
D
解析
根据杠杆的相关定义分析:
1. 使杠杆转动的力是动力,阻碍杠杆转动的力是阻力:手施加的$F_1$使筷子绕支点$O$转动,为动力;食物对筷子的$F_2$阻碍杠杆转动,为阻力,A、C说法正确。
2. 力臂是支点到力的作用线的垂直距离:$F_1$的方向垂直于筷子,支点$O$到$F_1$作用线的垂直距离恰好等于$l_1$,故$l_1$是动力臂,B说法正确;$F_2$的方向不垂直于筷子,$l_2$是沿筷子杆身的线段,并非支点$O$到$F_2$作用线的垂直距离,因此$l_2$不是阻力臂,D说法错误。
本题要求选出错误的说法。
1. 使杠杆转动的力是动力,阻碍杠杆转动的力是阻力:手施加的$F_1$使筷子绕支点$O$转动,为动力;食物对筷子的$F_2$阻碍杠杆转动,为阻力,A、C说法正确。
2. 力臂是支点到力的作用线的垂直距离:$F_1$的方向垂直于筷子,支点$O$到$F_1$作用线的垂直距离恰好等于$l_1$,故$l_1$是动力臂,B说法正确;$F_2$的方向不垂直于筷子,$l_2$是沿筷子杆身的线段,并非支点$O$到$F_2$作用线的垂直距离,因此$l_2$不是阻力臂,D说法错误。
本题要求选出错误的说法。
4.晾晒相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是 ()
答案
$\boxed{D}$
解析
解:
设每条相同湿毛巾的重力为G,衣架上相邻挂钩的间距为L,空夹子质量可忽略,衣架的支点为顶部悬挂钩的位置。
根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $ 逐一分析:
1. A选项:两侧毛巾均对折悬挂,左侧毛巾悬挂点到支点的力臂为2L,右侧毛巾悬挂点到支点的力臂为L,左侧力矩为 $ G · 2L $,右侧力矩为 $ G · L $,两侧力矩不相等,无法平衡。
2. B选项:左侧对折毛巾悬挂点到支点的力臂为2L,右侧单块毛巾悬挂点到支点的力臂为3L,左侧力矩为 $ G · 2L $,右侧力矩为 $ G · 3L $,两侧力矩不相等,无法平衡。
3. C选项:两侧均为单块毛巾,左侧毛巾悬挂点到支点的力臂为3L,右侧毛巾悬挂点到支点的力臂为L,左侧力矩为 $ G · 3L $,右侧力矩为 $ G · L $,两侧力矩不相等,无法平衡。
4. D选项:左侧对折毛巾悬挂点到支点的力臂为3L,右侧单块毛巾悬挂点到支点的力臂为3L,两侧力矩均为 $ G · 3L $,满足杠杆平衡条件。
设每条相同湿毛巾的重力为G,衣架上相邻挂钩的间距为L,空夹子质量可忽略,衣架的支点为顶部悬挂钩的位置。
根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $ 逐一分析:
1. A选项:两侧毛巾均对折悬挂,左侧毛巾悬挂点到支点的力臂为2L,右侧毛巾悬挂点到支点的力臂为L,左侧力矩为 $ G · 2L $,右侧力矩为 $ G · L $,两侧力矩不相等,无法平衡。
2. B选项:左侧对折毛巾悬挂点到支点的力臂为2L,右侧单块毛巾悬挂点到支点的力臂为3L,左侧力矩为 $ G · 2L $,右侧力矩为 $ G · 3L $,两侧力矩不相等,无法平衡。
3. C选项:两侧均为单块毛巾,左侧毛巾悬挂点到支点的力臂为3L,右侧毛巾悬挂点到支点的力臂为L,左侧力矩为 $ G · 3L $,右侧力矩为 $ G · L $,两侧力矩不相等,无法平衡。
4. D选项:左侧对折毛巾悬挂点到支点的力臂为3L,右侧单块毛巾悬挂点到支点的力臂为3L,两侧力矩均为 $ G · 3L $,满足杠杆平衡条件。
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