杠桿的平衡狀態(tài): 杠桿靜止不動或勻速轉(zhuǎn)動都叫做杠桿平衡,注意我們在實驗室所做的杠桿平衡條件的實驗,是在杠桿水平位置平衡進(jìn)行的,但在實際生產(chǎn)和生活中,這樣的平衡是不多的,在許多情況下,杠桿是傾斜靜止的,這是因為杠桿受到平衡力作用。所以說杠桿不論處于怎樣的靜止,都可以理解成處于平衡狀態(tài)。
杠桿動態(tài)平衡問題:杠桿動態(tài)平衡的幾種類型杠桿動態(tài)平衡是指構(gòu)成杠桿的某些要素發(fā)生變化,而杠桿仍處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài),分析杠桿的動態(tài)平衡時,一般是動中取靜,根據(jù)杠桿平衡條件,分析比較,得出結(jié)論。下面就杠桿動態(tài)平衡問題歸類分析。 一、 阻力一定,判斷動力的變化情況1、l1不變,l2變化例1、如圖1所示,輕質(zhì)杠桿可繞O轉(zhuǎn)動,在A點始終受一垂直作用于杠桿的力,在從A轉(zhuǎn)動A/位置時,力F將() A、變大B、變小 C、先變大,后變小D、先變小,后變大 分析:當(dāng)杠桿在水平面以下上升到水平面上時,l1不變,l2增大,由,F(xiàn)增大,當(dāng)杠桿從水平面繼續(xù)上升過程中,l2減小,所以F減小。2、l2不變,l1變化例2、如圖2所示,輕質(zhì)杠桿OA的B點掛著一個重物,A端用細(xì)繩吊在圓環(huán)M下,此時OA恰成水平且A點與圓弧形架PQ的圓心重合,那么當(dāng)環(huán)M從P點逐漸滑至Q點的過程中,繩對A端的拉力大小將() A、保持不變B、逐漸增大C、逐漸減小D、由大變小再變大 分析:當(dāng)M點從P點滑至Q點的過程中,我們分兩個過程分析,一是從P點滑至豎直位置,動力臂l1逐漸增大(同學(xué)們不妨作出這兩點的動力臂),由知F逐漸變;二是從豎直位置到Q點,動力臂逐漸減小,所以又逐漸增大。故選D。3、l1與l2同時變化,但比值不變例3、用圖3所示的杠桿提升重物,設(shè)作用在A端的力F始終豎直向下,在將重物慢慢提升到一定高度的過程中,F(xiàn)的大小將()A、保持不變B、逐漸變小 C、逐漸變大D、先變大,后變小 分析::F始終豎直向下,與阻力作用線平行,分別作出F與G的力臂l1和l2,構(gòu)建兩個相似三角形(同學(xué)們不妨在圖中作出),可以看出,為定值,由杠桿平衡條件,,得,所以,F(xiàn)大小不變。4、l1與l2同時變化例4、如圖4所示,一個直杠桿可繞軸O轉(zhuǎn)動,在直桿的中點掛一重物,在桿的另一端施加一個方向始終保持水平的力F,將直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置過程中,力F大小的變化情況是()A、一直增大B、一直減小C、先增大后減小D、先減小后增大分析:將直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置過程中,l1變小,l2變大,由知,F(xiàn)一直在增大。二、動力與阻力不變,動力臂與阻力臂變化例5、如圖5所示,用一細(xì)線懸掛一根粗細(xì)均勻的輕質(zhì)細(xì)麥桔桿,使其靜止在水平方向上, O為麥桔桿的中點.這時有兩只螞蟻同時從O點分別向著麥桔桿的兩端勻速爬行,在螞蟻爬行的過程中麥桔桿在水平方向始終保持乎衡,則() A、兩螞蟻的質(zhì)量一定相等 B、兩螞蟻的爬行速度大小一定相等 C、兩螞蟻的質(zhì)量與爬行速度大小的乘積一定相等 D、兩螞蟻對麥桔桿的壓力一定相等 分析:螞蟻爬行的過程中麥桔桿始終保持乎衡,有,即,所以。故選C。三、動力臂與阻力臂不變,動力與阻力改變例6、如圖6所示的輕質(zhì)杠桿,AO小于BO.在A、B兩端懸掛重物(同種物質(zhì))G1和G2后杠桿平衡.若將G1和G2同時浸沒到水中則()A、杠桿仍保持平衡B、杠桿的A端向下傾斜C、杠桿的B端向下傾斜D、無法判斷分析:在空氣中,杠桿平衡,故有;G1和G2同時浸沒到水中,有,說明杠桿仍然平衡。故選A。
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