题目内容

17.一个水平放置的直杠杆,动力和阻力位于支点两侧,该杠杆的动力臂l1为0.3m,动力F1为200N,阻力F2为50N,求:
(1)杠杆平衡时的阻力臂l2
(2)若保持杠杆水平位置平衡,且保持动力作用点和阻力作用点位置不变,动力和阻力各增加100N,则要使杆杆重新在水平位置平衡,通过计算说明杠杆的支点向哪个方向移动多远?

分析 (1)已知动力、动力臂、阻力的大小,利用杠杆平衡条件求阻力臂大小;
(2)若将物体重力增大,则G×OA的积变大,根据杠杆的平衡条件分析在F大小不变力臂的变化.

解答 解:(1)已知杠杆的动力臂l1为0.3m,动力F1为200N,阻力F2为50N,
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知:
L2=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{200N×0.3m}{50N}$=1.2m;
(2)由于保持动力作用点和阻力作用点位置不变,则L1′+L2′=L1+L2=0.3m+1.2m=1.5m-----①
若动力和阻力各增加100牛,则F1′=200N+100N=300N,F2′=50N+100N=150N,
由杠杆平衡条件F1′L1′=F2′L2′可知:
300N×L1′=150N×L2′----------②
解①②得:L1′=0.5m,L2′=1m,
△L1=L1′-L1=0.5m-0.3m=0.2m,即支点向阻力方向移动0.2m.
答:①杠杆平衡时的阻力臂L2为1.2m;
②杠杆的支点向阻力方向移动0.2m.

点评 本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,属于基础题目.

练习册系列答案
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8.小芳在公园里看到一个小孩在荡秋千.她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低,来回摆动一次的时间好像并没有不同;当小孩离开后,秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同.那么秋千来回摆动一次的时间会受什么因素影响呢?她做出了以下猜想:A.可能与秋千摆动的幅度有关;B.可能与秋千和人的质量有关;C.可能与秋千吊绳的长度有关.
她决定用单摆来模拟秋千,探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关,于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、停表、铁架台等器材.实验装置如图甲所示.

实验
次数
摆幅
(m)
小球质量
(kg)
摆长
(m)
时间
(s)
10.10.030.81.8
2[0.10.040.81.8
30.20.040.81.8
40.20.0412.0
(1)小芳完成了实验并将数据记如如表,分析数据可知:单摆来回摆动一次的时间只与摆长有关.
(2)接着,小芳在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P,将摆球从A点释放,摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动,到达B点后再摆回,如此往复,如图乙所示.若摆长为0.8m,则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应小于l.8s(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)不计空气阻力及各处的摩擦.摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上?答:是(选填“是”或“不是”),因为摆的重力势能相同.
(4)生活中若如图丙所示的摆钟走慢了,校准时应将摆长变短(选填“增大”或“减小”)钟摆的长度.

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