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古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆,如图所示.一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况,下列说法正确的是( )

A.L始终在增加,FL始终在增加
B.L始终在增加,FL始终在减小
C.L先增加后减小,FL始终在减小
D.L先减小后增加,FL先减小后增加
【答案】分析:知道支点后,找出动力臂和阻力臂,由图可知,吊桥升起过程中,重力(阻力)不变,阻力臂一直减小,而动力臂先大后小,根据杠杆的平衡条件分析解答.
解答:解:当吊桥被吊起的过程中,如图中虚线位置(1)所示,
吊桥重力的力臂L′在减小,而吊绳的拉力的力臂L却在增大,
根据杠杆的平衡条件:FL=GL′可知,FL在减小;
当吊桥被吊到虚线位置(2)的过程中,重力的力臂L′变小,
所以FL也在变小,而F的力臂L则由大变小.
故选C.
点评:对于动态变化的杠杆问题(如本题),可以取变化过程中的几个特殊状态进行分析比较,从而得出结论.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

【典型例题点评】

例1:(05.宿迁)某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如下表:

  

  实测

  物体

物体质量

   m(kg)

   重力

   G(N)

  比值G/m

   (N/kg)

比值G/m的平均值

       (N/kg)

  物体1

    0.1

  0.99

    9.9


  物体2

    0.2

  1.96

    9.8

  物体3

    0.3

  2.91

    9.7

(1)在实验过程中,需要的测量工具有      和       ;

(2)在上表空白处填出比值G/m的平均值;

(3)分析表中实验数据,得出结论是:                。

分析与解:要探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”(1)首先必须解决如何侧得质量和重力。所以需要的测量工具有:天平和测力计。(2)G/m的平均值为:9.8。(3)由于侧得的G/m比值保持不变,说明物体的重力与质量成正比。

点评:这一题主要考察考生实验的基本技能:主要有三个方面:仪器的选取,实验数据的处理以及根据侧得的数据进行推理,得出结论的能力。

例2:(05.大连)为了测定木块所受到的摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案,实验装置如图所示,实验中不计弹簧测力计的重力。

   甲方案:在水平实验桌面上将木版用线拉住,通过弹簧侧力计沿木板方向水平拉木块,使木块在木板上面滑动。

   乙方案;将木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向水平拉木板,使木板在木块下面滑动。

(1)从实验操作方面考虑,应选择           方案,简述你的理由。

(2)从实验误差方面考虑,应选择           方案,简述你的理由。

分析与解:原理:甲方案:对摩擦力的测量是采用“间接法”进行的,只有当弹簧秤拉动木块匀速运动时,拉力才与摩擦力成为一对平衡力,它们大小相等。乙方案:拉动木板时,木块受到向左的摩擦力,由于木块相对地面静止,则摩擦力与弹簧秤的拉力是一对平衡力。

  1. 从实验操作方面来看:应选择乙方案,因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动,不容易。乙方案,只需要拉动木板运动就行,不需要保持匀速运动。
  2. 从实验误差方面来看:应选择乙方案,因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动中读数,不容易读得准确。乙方案中,弹簧秤是静止的,读数容易读得准确。

点评:一个实验设计,必须遵循科学性原则,简便性原则,可操作性原则以及准确性原则。这一考题正是考察考生在两个实验方案中,就可操作性以及准确性方面做出正确判断的能力。

例3:(05.温州)朱启南在雅典奥运会上打破男子10米气步枪世界记录并获得冠军。比赛中,他射出的子弹在空中高速飞行。下列对空中飞行的子弹受力分析正确的是

A、受到重力和空气的阻力         B、只受到空气的阻力

C、只受到枪膛内高温燃气的推力   D、只受到朱永启南的推力

分析与解:子弹飞出枪膛之前,受到枪膛内高温燃气的推动,子弹飞出枪膛以后,枪膛内高温燃气的推力就消失,子弹在空中高速飞行时,受到重力和空气阻力。

正确答案:A

点评:对空中飞行的物体进行受力分析时,往往只受重力和阻力作用,如果是质量较大低速运动的物体如投掷出去的铅球,空气阻力可以不记的。而向上的冲力或惯性力这些力,都是不存在的。

例4(05.北京)古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆,如图12-2所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用 L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况,下列说法正确的是(   ) 

  1. L始终在增加,FL始终在增加      
  2. L始终在增加,FL始终在减小 
  3. L先增加后减小,FL始终在减小    
  4. L先减小后增加,FL先减小后增加

分析与解:当吊桥被吊起的过程中,如图12-3中虚线位置(1)所示,吊桥重力的力臂l在减小,而吊绳的拉力的力臂L却在增大,根据杠杆的平衡条件:FL=Gl可知,FL在减小;当吊桥被吊到虚线位置(2)的过程,重力的力臂l变小,所以FL也在变小,而F的力臂L则由大变小。

  正确答案:C

点评:解决杠杆的问题,必须先确定杠杆的五要素,再根据题目的已知条件,结合杠杆的平衡条件,进行推断。对于动态变化的杠杆问题,(如上题)可以取变化过程中的几个状态进行分析比较,从而得出结论。

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