7. 一杠杆经调节后在水平位置平衡。如图所示,在点A悬挂3个钩码(每个钩码重0.5 N),要使杠杆在水平位置平衡,需在点B悬挂个钩码。取走悬挂在点B的钩码,改用弹簧测力计在点C竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力为 N。若改变弹簧测力计拉的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将。

答案
解:设杠杆每一小格的长度为$L$,根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$计算:
1. A点受到的拉力$F_A=3×0.5\mathrm{N}=1.5\mathrm{N}$,A点的力臂$L_A=2L$,B点的力臂$L_B=3L$。
代入平衡条件:$1.5\mathrm{N}× 2L = F_B × 3L$,解得$F_B=1\mathrm{N}$,
需在B点悬挂的钩码个数$n=\frac{1\mathrm{N}}{0.5\mathrm{N}}=2$。
2. C点的力臂$L_C=1L$,代入平衡条件:$1.5\mathrm{N}× 2L = F_C × 1L$,解得$F_C=3\mathrm{N}$。
3. 弹簧测力计斜向右上方拉时,动力臂小于竖直拉动时的力臂,阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件,动力变大,因此弹簧测力计的示数将变大。
答案依次为:$\boldsymbol{2}$;$\boldsymbol{3}$;$\boldsymbol{变大}$。
1. A点受到的拉力$F_A=3×0.5\mathrm{N}=1.5\mathrm{N}$,A点的力臂$L_A=2L$,B点的力臂$L_B=3L$。
代入平衡条件:$1.5\mathrm{N}× 2L = F_B × 3L$,解得$F_B=1\mathrm{N}$,
需在B点悬挂的钩码个数$n=\frac{1\mathrm{N}}{0.5\mathrm{N}}=2$。
2. C点的力臂$L_C=1L$,代入平衡条件:$1.5\mathrm{N}× 2L = F_C × 1L$,解得$F_C=3\mathrm{N}$。
3. 弹簧测力计斜向右上方拉时,动力臂小于竖直拉动时的力臂,阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件,动力变大,因此弹簧测力计的示数将变大。
答案依次为:$\boldsymbol{2}$;$\boldsymbol{3}$;$\boldsymbol{变大}$。
8. 如图所示是人们用木棒撬石块的示意。撬石块有两种方法:第一种是以B为支点,在点C用与棒垂直的力$F_1$向下撬;第二种是以A为支点,在点C用与棒垂直的力$F_2$向上撬。(木棒自重不计)
(1)在图中画出力$F_1$的力臂。
(2)如果石块压在棒上的D点正好是AB的中点,你认为第种方法更省力,理由是。

(1)在图中画出力$F_1$的力臂。
(2)如果石块压在棒上的D点正好是AB的中点,你认为第种方法更省力,理由是。
答案
解:
(1)以支点B为起点,沿木棒向C点作与F₁作用线重合的垂线段,用双向箭头标注B到C的长度,旁注符号$l_1$,该线段即为力$F_1$的力臂。
(2)二;
根据杠杆平衡条件$F_动L_动=F_阻L_阻$,两种方法的阻力大小相等,第二种方法的动力臂大于第一种方法的动力臂,且第二种方法的阻力臂小于第一种方法的阻力臂,因此第二种方法所需的动力更小,更省力。
(1)以支点B为起点,沿木棒向C点作与F₁作用线重合的垂线段,用双向箭头标注B到C的长度,旁注符号$l_1$,该线段即为力$F_1$的力臂。
(2)二;
根据杠杆平衡条件$F_动L_动=F_阻L_阻$,两种方法的阻力大小相等,第二种方法的动力臂大于第一种方法的动力臂,且第二种方法的阻力臂小于第一种方法的阻力臂,因此第二种方法所需的动力更小,更省力。
9. 如图所示是一个可绕点O自由转动的轻质杠杆,在杠杆的中点处挂一重物G,在杠杆的另一端施加一个方向始终保持水平向右的力F,使杠杆从图示位置慢慢向水平位置抬起。在此过程中,力F和它的力臂$l_F$、重力G和它的力臂$l_G$的变化情况是()。

A.F增大,$l_F$减小
B.F减小,$l_F$增大
C.G不变,$l_G$减小
D.G变大,$l_G$增大
A.F增大,$l_F$减小
B.F减小,$l_F$增大
C.G不变,$l_G$减小
D.G变大,$l_G$增大
答案
A
解析
根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$逐步分析:
1. 重物的重力G是定值,大小始终保持不变;
2. 力F方向水平向右,其力臂$l_F$是支点O到F作用线的竖直距离,杠杆从图示位置向水平位置抬起时,B点竖直高度逐渐升高,O与B的竖直距离逐渐减小,因此$l_F$减小;
3. 重力G竖直向下,其力臂$l_G$是支点O到G作用线的水平距离,抬起过程中A点到O点的水平距离逐渐增大,因此$l_G$增大;
4. 将上述变化代入杠杆平衡公式$F· l_F = G· l_G$,G不变、$l_F$减小、$l_G$增大,可得F增大。
综上只有A选项的描述符合推导结果。
1. 重物的重力G是定值,大小始终保持不变;
2. 力F方向水平向右,其力臂$l_F$是支点O到F作用线的竖直距离,杠杆从图示位置向水平位置抬起时,B点竖直高度逐渐升高,O与B的竖直距离逐渐减小,因此$l_F$减小;
3. 重力G竖直向下,其力臂$l_G$是支点O到G作用线的水平距离,抬起过程中A点到O点的水平距离逐渐增大,因此$l_G$增大;
4. 将上述变化代入杠杆平衡公式$F· l_F = G· l_G$,G不变、$l_F$减小、$l_G$增大,可得F增大。
综上只有A选项的描述符合推导结果。
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