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九年级物理填空题一般
题目
如图所示,一根质量分布均匀的木棒,能绕OO处转轴自由转动(不计摩擦).现有拉力F1F_{1}始终水平方向、拉力F2F_{2}始终与杆垂直和拉力F3F_{3}始终竖直向上,分别作用在木棒最下端,使木棒由AA处缓慢地抬升到BB处,在此过程中,拉力______(选填"F1F_{1}"、"F2F_{2}"或"F3F_{3}")的大小保持不变;抬升木棒的过程中,三拉力所做的功______(选填"F1F_{1}大"、"F2F_{2}大"、"F3F_{3}大"或"一样大")
知识点:杠杆的分类章节:第11章 简单机械和功 / 11.1 杠杆

答案与解析

答案

分析杠杆的五要素,如下所示:
(1)F2(1)F_{2}与杠杆垂直,动力臂大小等于OAOA,保持不变,杠杆的GG不变,在上升的过程中,阻力臂变大,根据杠杆的平衡条件,F2F_{2}逐渐变大;
(2)(2)设杠杆与竖直方向的夹角为θ\thetaF1F_{1}的力臂:L1=cosθ×OAL_{1}=\cos \theta \times OA,重力的力臂:L1\’=sinθ×12OAL_{1}\’=\sin \theta \times \frac{1}{2}OA
根据杠杆的平衡条件:F1×cosθ×OA=G×sinθ×12OAF_{1}\times \cos \theta \times OA=G\times \sin \theta \times \frac{1}{2}OAF1=12G×tgθF_{1}=\frac{1}{2}G\times tg\theta,因θ\theta变大时,F1F_{1}也变大;

(3)F3(3)F_{3}始终沿即沿竖直方向,由图可知,动力臂始终是阻力臂的22倍,根据杠杆的平衡条件,F3F_{3}始终等于12G\frac{1}{2}G
(4)(4)由功的原理,使用任何机械不省功,且不计摩擦,三次拉力抬升木棒的过程中所做的功都等于克服木棒重力所做的功,因木棒的重力不变、上升的高度相同,则三次克服木棒重力做的功相等,所以三次拉力做的功都相等;
故答案为:F3F_{3};一样大。

解析

分析杠杆的五要素,如下所示:
(1)F2(1)F_{2}与杠杆垂直,动力臂大小等于OAOA,保持不变,杠杆的GG不变,在上升的过程中,阻力臂变大,根据杠杆的平衡条件,F2F_{2}逐渐变大;
(2)(2)设杠杆与竖直方向的夹角为θ\thetaF1F_{1}的力臂:L1=cosθ×OAL_{1}=\cos \theta \times OA,重力的力臂:L1\’=sinθ×12OAL_{1}\’=\sin \theta \times \frac{1}{2}OA
根据杠杆的平衡条件:F1×cosθ×OA=G×sinθ×12OAF_{1}\times \cos \theta \times OA=G\times \sin \theta \times \frac{1}{2}OAF1=12G×tgθF_{1}=\frac{1}{2}G\times tg\theta,因θ\theta变大时,F1F_{1}也变大;

(3)F3(3)F_{3}始终沿即沿竖直方向,由图可知,动力臂始终是阻力臂的22倍,根据杠杆的平衡条件,F3F_{3}始终等于12G\frac{1}{2}G
(4)(4)由功的原理,使用任何机械不省功,且不计摩擦,三次拉力抬升木棒的过程中所做的功都等于克服木棒重力所做的功,因木棒的重力不变、上升的高度相同,则三次克服木棒重力做的功相等,所以三次拉力做的功都相等;
故答案为:F3F_{3};一样大。

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