5. 如图所示是小华制作的斜拉桥模型,她用长 30 cm、重5 N的质地均匀的木条 OA 做桥面,立柱 GH 做桥塔。OA可绕点 O转动,A端用细线与 GH 上的点 B 相连,OB= $\frac{1}{2}$AB,桥面 OA 实质是一种(填简单机械名称)。保持桥面水平,细线对 OA 的拉力F= N;将细线一端的固定点由点 B 改至点 C,桥面仍保持水平,拉力 F的大小变化情况是,由此小华初步了解到建造高桥塔的好处。

答案
解:
桥面OA可绕固定点O转动,实质是一种杠杆。
质地均匀的木条重心在OA中点,阻力为木条重力$G=5\ \mathrm{N}$,阻力臂$L_2=\frac{1}{2}OA=15\ \mathrm{cm}$。
拉力F与水平桥面夹角为$30°$,根据直角三角形性质,动力臂$L_1=OA·\sin30°=30\ \mathrm{cm}×\frac{1}{2}=15\ \mathrm{cm}$。
由杠杆平衡条件$F L_1=G L_2$,代入数据:
$F×15\ \mathrm{cm}=5\ \mathrm{N}×15\ \mathrm{cm}$
解得$F=5\ \mathrm{N}$。
将细线固定点由B改至C,细线与水平桥面的夹角变大,动力臂变大,阻力和阻力臂均不变,由杠杆平衡条件可知,拉力F变小。
答案依次为:杠杆;$\boldsymbol{5}$;变小。
桥面OA可绕固定点O转动,实质是一种杠杆。
质地均匀的木条重心在OA中点,阻力为木条重力$G=5\ \mathrm{N}$,阻力臂$L_2=\frac{1}{2}OA=15\ \mathrm{cm}$。
拉力F与水平桥面夹角为$30°$,根据直角三角形性质,动力臂$L_1=OA·\sin30°=30\ \mathrm{cm}×\frac{1}{2}=15\ \mathrm{cm}$。
由杠杆平衡条件$F L_1=G L_2$,代入数据:
$F×15\ \mathrm{cm}=5\ \mathrm{N}×15\ \mathrm{cm}$
解得$F=5\ \mathrm{N}$。
将细线固定点由B改至C,细线与水平桥面的夹角变大,动力臂变大,阻力和阻力臂均不变,由杠杆平衡条件可知,拉力F变小。
答案依次为:杠杆;$\boldsymbol{5}$;变小。
6. 如图所示,AOB是一个杠杆(自重不计),点O为支点(OA<OB,OD=OA)。如果在点A悬挂一个重物G,那么()。

A.在点B用力可使杠杆在图示位置平衡,且该力一定小于G
B.在点C用力不可能使杠杆在图示位置平衡
C.在点B用力使杠杆在图示位置平衡时,沿竖直方向最省力
D.在点D悬挂一个与G完全相同的物体,能使杠杆在图示位置平衡
A.在点B用力可使杠杆在图示位置平衡,且该力一定小于G
B.在点C用力不可能使杠杆在图示位置平衡
C.在点B用力使杠杆在图示位置平衡时,沿竖直方向最省力
D.在点D悬挂一个与G完全相同的物体,能使杠杆在图示位置平衡
答案
D
解析
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$逐一分析选项:
1. 选项A:在B点用力时,若力的方向不垂直于杠杆,动力臂可能小于OA,此时动力会大于G,该力不一定小于G,A错误。
2. 选项B:在C点施加向上的力,可阻碍A端向下转动,能使杠杆在图示位置平衡,B错误。
3. 选项C:在B点用力时,最长动力臂为OB,沿垂直于OB向下的方向用力时力臂最大,最省力,并非沿竖直方向最省力,C错误。
4. 选项D:已知OD=OA,在D点悬挂与G完全相同的物体时,满足$G× OA = G× OD$,符合杠杆平衡条件,可使杠杆在图示位置平衡,D正确。
1. 选项A:在B点用力时,若力的方向不垂直于杠杆,动力臂可能小于OA,此时动力会大于G,该力不一定小于G,A错误。
2. 选项B:在C点施加向上的力,可阻碍A端向下转动,能使杠杆在图示位置平衡,B错误。
3. 选项C:在B点用力时,最长动力臂为OB,沿垂直于OB向下的方向用力时力臂最大,最省力,并非沿竖直方向最省力,C错误。
4. 选项D:已知OD=OA,在D点悬挂与G完全相同的物体时,满足$G× OA = G× OD$,符合杠杆平衡条件,可使杠杆在图示位置平衡,D正确。
登录