11.(日常生活)如图甲是一种下开式窗户,图乙为其结构图,B为转动轴,O为窗扇的重心,若要将窗扇向外再推开些,请画出将窗扇推开所用最小力F及其力臂l的示意图。

答案
11.
解析
【分析】要画出推开窗扇的最小力,需依据杠杆平衡原理:当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。首先明确窗扇的转动轴B是杠杆的支点,需找到最长的动力臂,即支点B到力的作用点的最大距离,也就是A点,因此力的作用点选A,动力方向需垂直于BA(此时动力臂为BA,是最长的力臂),方向向外即可推开窗扇。
【解析】步骤1:确定杠杆支点为B;步骤2:确定最长动力臂:在窗扇上,A点离支点B最远,故最长动力臂为线段BA;步骤3:确定最小力:根据力与力臂垂直的关系,最小力F的方向垂直于BA,且方向向外(使窗扇向外推开);步骤4:画出力F及力臂l(力臂是支点B到力F作用线的垂直距离,因F垂直BA,故l与BA重合)。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件、力臂的画法
【点评】本题结合生活中的窗户,考查杠杆最小力的画法,核心是利用“最长力臂对应最小力”的规律,将物理知识应用于实际生活,难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】步骤1:确定杠杆支点为B;步骤2:确定最长动力臂:在窗扇上,A点离支点B最远,故最长动力臂为线段BA;步骤3:确定最小力:根据力与力臂垂直的关系,最小力F的方向垂直于BA,且方向向外(使窗扇向外推开);步骤4:画出力F及力臂l(力臂是支点B到力F作用线的垂直距离,因F垂直BA,故l与BA重合)。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件、力臂的画法
【点评】本题结合生活中的窗户,考查杠杆最小力的画法,核心是利用“最长力臂对应最小力”的规律,将物理知识应用于实际生活,难度适中。
【难度系数】0.5
12.如图中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法。
答案
12.
解析
【分析】要画出最省力的滑轮组绕法,需明确:滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数决定,段数越多越省力。本题有1个定滑轮和1个动滑轮,最多可让3段绳子承担物重,因此需采用从动滑轮挂钩开始绕线的方式,既省力又能让拉力方向向下,符合人在地面拉的要求。
【解析】对于由1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕法为:将绳子的一端固定在动滑轮的上端挂钩,先绕过定滑轮,再绕回动滑轮,最终绳子自由端向下,此时承担物重的绳子段数为3,是该滑轮组能达到的最省力情况。
【答案】
【知识点】滑轮组绕线、滑轮组省力规律
【点评】本题考查滑轮组最省力绕法的作图,核心是理解滑轮组省力与绳子段数的关系,属于基础作图题,难度不大。
【难度系数】0.7
【解析】对于由1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕法为:将绳子的一端固定在动滑轮的上端挂钩,先绕过定滑轮,再绕回动滑轮,最终绳子自由端向下,此时承担物重的绳子段数为3,是该滑轮组能达到的最省力情况。
【答案】
【知识点】滑轮组绕线、滑轮组省力规律
【点评】本题考查滑轮组最省力绕法的作图,核心是理解滑轮组省力与绳子段数的关系,属于基础作图题,难度不大。
【难度系数】0.7
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