7. 如图甲所示,停车场常用闸杆来控制车辆出入.将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆,如图乙所示,O为杠杆的支点,下列说法正确的是 ()

A. 闸杆升起时,施加在A端的力$F_1$为动力,此时闸杆是省力杠杆
B. 闸杆升起时,沿$F_1$方向比沿$F_2$方向更省力
C. 闸杆升起的过程中,阻力臂逐渐减小
D. 适当将支点O远离B端,可以减小升起闸杆的动力
A. 闸杆升起时,施加在A端的力$F_1$为动力,此时闸杆是省力杠杆
B. 闸杆升起时,沿$F_1$方向比沿$F_2$方向更省力
C. 闸杆升起的过程中,阻力臂逐渐减小
D. 适当将支点O远离B端,可以减小升起闸杆的动力
答案
C 解析:在闸杆升起时,施加在A端的力$F_{1}$为动力,此时的动力臂小于阻力臂,闸杆为费力杠杆,故A错误;闸杆升起时,沿$F_{1}$方向的动力臂比沿$F_{2}$方向的动力臂小,根据杠杆的平衡条件可知,沿$F_{1}$方向时会更费力,故B错误;闸杆升起的过程中,重力的方向不变,即阻力的方向不变,阻力臂逐渐减小,故C正确;适当将支点O远离B端,动力臂变小,阻力臂变大,阻力大小不变,根据杠杆的平衡条件可知,升起闸杆所需的动力变大,故D错误.
8. (2024·广东广州)如图甲,质量不计的晾晒架钩在支撑物上,挂上衣服后,晾晒架可看成以O为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上.

(1) B、C、D是挂衣处,同一件衣服挂在B点时,A点受到的支持力最小,请说明理由:______,若衣服重为3.6 N,则此支持力的最小值为______N.
(2) 请在图乙中画出B点受到衣服的拉力F的示意图及其力臂l.
(1) B、C、D是挂衣处,同一件衣服挂在B点时,A点受到的支持力最小,请说明理由:______,若衣服重为3.6 N,则此支持力的最小值为______N.
(2) 请在图乙中画出B点受到衣服的拉力F的示意图及其力臂l.
答案
(1)衣服挂在B点时,阻力臂最小 4 (2)如图所示
解析:(1)衣服挂在晾晒架上,O点为支点,衣服的重力为阻力,阻力方向竖直向下.B、C、D三点中,衣服挂在B点时,阻力臂最小,动力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,此时A点受到的支持力最小;衣服重为3.6N,由图甲知最小阻力臂为0.20m,动力臂为0.18m,根据杠杆的平衡条件可得$F_{1}L_{1}=F_{2}L_{2}$,则最小支持力$F_{1}=\frac {F_{2}L_{2}}{L_{1}}=\frac {3.6N×0.20m}{0.18m}=4N$.(2)B点受到衣服的拉力F竖直向下,过O点作力F的垂线即为力臂l.
9. 新趋势 传统文化 (2024·陕西改编)如图1是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具——桔槔,其简化示意图如图2所示.该装置工作时,可利用“坠石”的重力帮助人们轻松地从井中提水.

(1) 不改变支点O的位置和“坠石”的重力,想要提水时更省力,可以将“坠石”悬挂点B适当______(选填“靠近”或“远离”)支点O.
(2) 若OA的长度为1 m,OB的长度为1.5 m,“坠石”的重力为100 N,桶的重力为20 N,不计杠杆AOB自身重力、绳重和摩擦,若要竖直匀速提起180 N的水,人还需要施加______N的拉力.
(1) 不改变支点O的位置和“坠石”的重力,想要提水时更省力,可以将“坠石”悬挂点B适当______(选填“靠近”或“远离”)支点O.
(2) 若OA的长度为1 m,OB的长度为1.5 m,“坠石”的重力为100 N,桶的重力为20 N,不计杠杆AOB自身重力、绳重和摩擦,若要竖直匀速提起180 N的水,人还需要施加______N的拉力.
答案
(1)远离 (2)50 解析:(1)根据杠杆的平衡条件可知,人们从井中提水时有$G_{桶}×OA=F_{人}×OA+G_{石}×OB$,在$G_{桶}$、OA、$G_{石}$一定时,由杠杆的平衡条件可知,通过增大OB的距离,即将“坠石”悬挂点B适当远离支点O,可以使提水时更省力.(2)由杠杆的平衡条件可得,$(G_{桶}+G_{水})×OA=F_{人}×OA+G_{石}×OB$,即$(20N+180N)×1m=F_{人}×1m+100N×1.5m$,解得$F_{人}=50N$,即人需要施加50N的拉力.
10. 亮点原创 驾驶员轻踩制动踏板就能使汽车减速,是因为踩在踏板上的力通过制动系统被数次放大.如图是制动踏板的结构图,图中$\frac{A}{B}$称为踏板杠杆比(A为踏板至旋转中心的距离,B为旋转中心到主缸推杆的距离).通过调整杠杆比可改变总的制动压力.

(1) 制动踏板结构是一种______(选填“省力”或“费力”)杠杆.若驾驶员感觉踩刹车需要的力度太重导致脚累,原因可能是踏板杠杆比______(选填“过大”或“过小”).
(2) 已知某汽车踏板至旋转中心距离为200 mm,旋转中心到主缸推杆的距离为80 mm,则踏板杠杆比为______;若用10 N的力垂直踩在踏板上,作用在推杆上的力为______N.
(1) 制动踏板结构是一种______(选填“省力”或“费力”)杠杆.若驾驶员感觉踩刹车需要的力度太重导致脚累,原因可能是踏板杠杆比______(选填“过大”或“过小”).
(2) 已知某汽车踏板至旋转中心距离为200 mm,旋转中心到主缸推杆的距离为80 mm,则踏板杠杆比为______;若用10 N的力垂直踩在踏板上,作用在推杆上的力为______N.
答案
(1)省力 过小 (2)2.5 25 解析:(1)制动踏板结构绕旋转中心转动,可看作杠杆,推杆对踏板的力为阻力,脚踩踏板的力为动力,由图可知,动力臂大于阻力臂,因此制动踏板结构为省力杠杆.若驾驶员感觉踩刹车需要的力度太重导致脚累,即需要的动力过大,阻力、阻力臂不变的情况下由杠杆的平衡条件可知,动力臂过小,即A过小,则在B不变的情况下,踏板杠杆比过小.(2)由题意可知,此车踏板杠杆比为$\frac {A}{B}=\frac {200mm}{80mm}=2.5$;若用10N的力垂直踩在踏板上,动力臂为制动踏板到旋转中心的距离,即$l_{1}=A=200mm=0.2m$,阻力臂为推杆到旋转中心的距离,即$l_{2}=B=80mm=0.08m$,由杠杆的平衡条件可得$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$,代入数据有$10N×0.2m=F_{2}×0.08m$,解得作用在推杆上的力$F_{2}=25N$.
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