专题三动态杠杆.pptx
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1、专项突破专项突破 3 3 3 3 动态杠杆动态杠杆专专 项项 解解 读读 杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化,而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态,分析杠杆的动态平衡时,一般是动中取静,根据杠杆平衡条件,分析比较,得出结论。【例例1】2015杭州杭州如右图所示,一根质量分布均匀的木棒,质量为m,长度为L,竖直悬挂在转轴O处,在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为的位置(转轴处摩擦不计),问:(1)在图中画出60时拉力F的力臂l,并计算力臂的大小;(2)木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度的 增加,拉力F将如何变化?并写出拉力F与角度的关系式。类
2、型一类型一 力或力臂变化问题力或力臂变化问题利用杠杆平衡条件F1l1F2l2和控制变量法,抓住不变量,分析变量之间的关系。解:解:F的力臂的力臂l如右图所示,力臂的大小为如右图所示,力臂的大小为 L解:木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度解:木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度的增加,拉力的增加,拉力F将变大,将变大,F与角度与角度的关系式为的关系式为F Gtan(1)O为支点,沿力F的方向作出力的作用线,从O点作其垂线,垂线段长即F的力臂。由60,得l L。(2)由右图可知随拉开角度的增加,l变小,LG变大,根据 杠杆的平衡条件得FlGLG,阻力G不变,所以动力F变 大;
3、由图知lcosL,LG sinL,根据杠杆的平衡条件有:FcosLG sinL,即:F Gtan。【思路点拨思路点拨】类型二类型二 杠杆再平衡问题杠杆再平衡问题【例例2】2015枣庄枣庄如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是()A杠杆仍能平衡 B杠杆不能平衡,右端下沉C杠杆不能平衡,左端下沉 D无法判断C杠杆再平衡的问题,实际上就是判断杠杆在发生变化前后,力和力臂的乘积是否相等,乘积大的一端下降,乘积小的一端上升。【思路点拨思路点拨】原来杠杆在水平位置处于平衡状态,如图所示,此时作用在杠杆上的力分别等于物体A、B的重力,其对应的力臂分别
4、为OC、OD,根据杠杆的平衡条件可得:mAgOCmBgOD,由图可知,OCOD,所以mAmB。当向支点移动相同的距离L时,两边的力臂都减小L,此时左边为:mAg(OCL)mAgOCmAgL,右边为:mBg(ODL)mBgODmBgL,由于mAmB,所以mAgLmBgL;所以:mAgOCmAgLmBgODmBgL,因此杠杆不能平衡,左端下沉。专专 项项 练练 习习1.如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F,使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将()A一直是变大的 B一直是变小的C先变大,后变小 D先变小,后变大C 根据杠杆平衡条件F
5、1L1F2L2分析,将杠杆缓慢地由OA位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变大,所以动力变大。当杠杆从水平位置拉到OB位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,所以动力变小。故F先变大后变小。2.2015厦厦门门用细绳系住厚度不均匀的木板的O处,木板恰好处于静止状态,且上表面保持水平。如图所示,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,要使木板在此过程始终保持平衡,必须满足的条件是()A两车的质量相等 B两车的速度大小相等C质量较小的车速度较大 D两车同时到达木板两端C 木板原来是平衡的,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,若保持木板平衡则根据杠杆的平衡条件有:G
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