题目内容

2.(1)如图甲所示是工地上常见的独轮车,属于省力杠杆(选填“省力”或“费力”);
(2)另有一长1m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力--位移传感器竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡.该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示.据图可知金属杆重为2.4N;保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中如图丙,力F将不变(选填“变大”、“变小”、或“不变”).

分析 (1)结合图片和生活经验,判断独轮车在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
(2)金属杆已知长度,且质地均匀,其重心在中点上,将图示拉力F与作用点到O点距离x的变化关系图赋一数值,代入杠杆平衡条件求出金属杆重力.
(3)如图杠杆在水平位置时杠杆平衡,根据杠杆平衡条件列出等式,求出F.杠杆在匀速提起的过程中,根据杠杆平衡条件列出等式,求出F.比较前后两次F的大小可以得到解决.

解答 解:(1)独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.
(2)金属杆重心在中心上,力臂为L2=0.5m,取图象上的一点F=6N,L1=0.2m,
根据杠杆的平衡条件有:GL2=FL1,即G×0.5m=6N×0.2m
解得:G=2.4N.
(3)杠杆在水平位置时,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件得,OA×F=OC×G,F=$\frac{OC}{OA}$G,
当杠杆匀速提起的过程中,杠杆平衡,根杠杆平衡条件得,OA'×F'=OC'×G,F'=$\frac{O{C}^{′}}{O{A}^{′}}$G,
因为△OAA'∽△OCC',所以$\frac{OC}{OA}$=$\frac{O{C}^{′}}{O{A}^{′}}$,所以F=F'.如图所示.

故答案为:省力;2.4;不变.

点评 (1)杠杆的分类和特点:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力.
(2)学会看图象是学物理的基本要求,像速度时间图象、路程时间图象等,要先看纵坐标轴、横坐标轴各表示什么,再顺着图象看懂表示的物理过程.
(3)杠杆在静止时,杠杆是平衡的,杠杆在匀速转动过程中也是平衡的,根据杠杆平衡条件列出等式求解.

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