答案: 设木棒重为G,重心离左端L1,木棒全长为L,根据杠杆平衡条件得: 抬起左端时支点在木棒右端,F1L=G(L-L1) 抬起右端时支点在木棒左端,F2L=GL1 两式相加得得 (F1+F2)L=GL-GL1+GL1=GL 所以G=F1+F2 2.如图所示,在一次野外活动中,某同学先后用甲、乙两种方式扛着同样的包裹前进。两种方式中哪种更轻便、更合理?请从物理学的角度说明理由。 答案: (1)甲图中,包裹离支点比较近,阻力臂比较小,根据杠杆平衡条件,所用动力比较小; (2)乙图中,包裹离支点比较远,阻力臂比较大,根据杠杆平衡条件,所用动力比较大. 答:甲图方式更轻便合理,两种方式的动力臂大致相同,阻力相等.根据杠杆原理,甲方式的阻力臂小,所以手施加的动力小,感觉轻便. 3.轻质杠杆两端悬挂同种材料大小不同的实心金属球,杠杆处于平衡状态。若同时浸没在水中,请证明杠杆仍然保持平衡。
4、小沈同学在科学周活动时制作了一支可以测定物体密度的杆秤。使用时,只要把被测物体持在杆秤的挂钩上,移动秤锤,使秤杆平衡在水平位置,读出L1;再将被测物体浸没在水中,移动秤锤使秤杆再次水平平衡,读出L2,如图所示,由此可得被测物体的密度ρ=L1ρ水/(L1-L2),请证明小沈同学的这个结论是否正确。 答案:提杆秤的悬挂点为支点,设左端物体对杆秤的拉力的力臂为L,秤锤对杆秤的拉力(重力)为G. 物体在空气中杆秤平衡时:G物L=GL1,(1) 当物体浸没在水中杆秤平衡时:(G物-F浮)L=GL2,(2) 其中G物=mg=ρVg,F浮=ρ水gV. (1)(2)两式相比,得G物/(G物-F浮)=L1/L2,即ρVg/(ρVg-ρ水gV)= L1/L2, 所以ρ/(ρ-ρ水)= L1/L2,∴ 被测物体的密度 ρ=ρ水L1/(L1-L2). 得证. 5、汽车超载是当前发生交通事故的重要根源.为了加强监控,各地均设置超载监测站.如图所示,已知某汽车的自重为2吨,其载重量为10吨.现让该汽车前轮开上电子地磅秤,其读数为5吨,后轮开上电子地磅秤读数为6吨,且前后轮与地面的接触面积相等.问:
(1)该汽车的前后轮对地面的压强是否相同?为什么? (2)该汽车是否超载,通过分析计算说明理由. 答案: (1)前轮对地面的压强小于后轮对地面的压强 前后轮对地面的受力面积相同,前轮对地面的压力小于后轮对地面的压力 (2)不超载 本题也可以把汽车当作是一个杠杆,以汽车前轮为支点建立杠杆模型,示意图如图甲, 根据杠杆平衡条件得:F后L=\L1 以汽车后轮为支点建立杠杆模型,示意图如图乙,根据杠杆平衡条件得: F前L=\L2 解得:G=F前+F后 =(5000kg+6000kg)×10N/kg<(2000kg+10000kg)× 10N/kg 所以,该汽车不超载。 6、给定一根粗细不均匀的木棒。现在请你利用一把刻度尺,重为 G的勾码、细线、铅笔测出他的重力,写出主要的步骤和木棒重力的表达式(细绳重力相对于粗短可忽略不计)。 答案: 1、用细线把木棒系起来,左边为a右边为b 2、把g勾码系在b端, 3、移动细线调整他们平衡 4、待平衡后,分别量出系点到a的距离L1和到b 的距离L2 那么木棒的重量等于( L1+L2)除以(L1-L2)乘以G 7、假如给你一个量程为10N的弹簧测力计、一根长硬棒,一根细绳,一把刻度尺,你能想办法测出一位同学的重力吗?说出你的方法和根据。 答案: 用杠杆原理 用细绳一端绑住一个10N以内的物品,另一端绑在长硬棒一头,然后把棒平放在一个支点上。那位同学用手抓住棒的另一端垂下(脚要离地)。达到平衡后,用尺量出棒的两端到支点的距离。 用杠杆原理的公式即可计算出那位同学的重力 滑轮知识内容总结
滑轮知识点 1、滑轮定义:周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子,属于一种简单机械。 2、定滑轮的特点: ①可以改变力的方向 ②不省力也不省距离 ③滑轮转动不移动 实质是一个动力臂等于阻力臂的等臂杠杆 3、动滑轮的特点 ①F?G总/2(滑轮+钩码) ②S?2h物 ③力的方向应为竖直向上,否则有误差 ④作用在中心的力是两端力的和 实质是一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆,不能改变力的方向。 4、滑轮组 ⑴定滑轮和动滑轮组合起来使用的一种简单机械。用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向。 ⑵关于n的规律: ①奇动偶定:n为奇数,则滑轮组从动滑轮开始绕起;n为偶数,则滑轮组从定滑轮开始绕起。 ②F=1nG总 ③s=nh物 使用滑轮组时,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之一,拉力移动的距离就是重物移动距离的几倍。 滑轮题型整理 一、滑轮组的绕线 例1:如图所示的甲、乙两个滑轮组,不计滑轮重.要求用最小的力将相同的重物拉起,应选用滑轮组;请在你选用的滑轮组上画出绳子的绕法;如果物重100N,则用你选用的滑轮组及绕法,最小拉力为N. [答案]甲;25. [解析]甲、乙两个滑轮组最省力的绕法分别如图 甲有4段绳子拉重物,乙有3段绳子拉重物,根据F=G/n 知,甲更省力;
则F=G/n =100N/4 =25N. 点评:正确给滑轮组绕绳是本题的基础,在不计绳重和摩擦的情况下,若有n股绳子在拉重物,则F=G/n,所以n越大越省力,根据图中的滑轮组分别组装省力的情况,再进行比较并计算. 例2: 要用最小的力将汽车拉动,试完成绳子的绕法. [解析]将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上,然后将绳子从内向外依次绕过每一只滑轮,共有4段绳子承担总的阻力.如图所示: 例3:一个同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组提升重物.已知物重1000N,而绳子最多只能承受400N的拉力.请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法. G1000Nn??=2.5(段)F400N[解析]先判断.用“进一法”取n?3.根据“奇拴动,一动配一定,变向加一定”原则,绳子应固定在动滑轮的钩上,由内向外绕. 二、拉力大小和绳子自由端的移动距离 1.竖直方向 例1、如下图所示,用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体,若不计滑轮重、绳重及摩擦,其中用力最小的是( ) A.F1 B.F2 C.F3 D.F4