初中物理杠杆转向的判定 专题辅导 不分版本 试题VIP专享VIP免费

初中物理杠杆转向的判定例1.一轻质杠杆，左端挂有重为G1的实心物体，其密度为，右端挂有重为G2、密度为的实心物体，杠杆恰好水平。现将此二物体同时分别浸没在密度分别为和的液体中，如图1所示，假设，此时杠杆是否平衡？图1解析：对于此种情况我们称之为“先空后液”。在物体没有浸没在液体中之前，杠杆两端所受的向下拉力就等于物重，分别为G1、G2，它们的力臂分别为l1、l2，由杠杆原理有……（1）当两物体都浸没在液体中后，物体G1所受的浮力同理物体G2所受的浮力杠杆左端所受的向下拉力为杠杆右端所受向下的拉力为因……（2）联立（1）、（2）两式解得……（3）由（3）式可知：当时，，杠杆逆时针转动；当时，，杠杆保持平衡；当时，，杠杆顺时针转动。例2.在例1中，假设重物先浸没在液体中，杠杆恰好处于水平平衡，然后移走液体，杠杆将处于什么状态？解析：对于此种情况我们称之为“先液后空”，当重物浸没于液体中时，杠杆平衡，由例1的解答及杠杆的平衡原理有解得当液体移走后，杠杆左端所受的拉力与力臂的乘积为，杠杆左端所受拉力与其力臂的乘积为。当时，杠杆作逆时针转动，此时应有，即。当时，杠杆保持平衡，此时有。当时，杠杆保持平衡，此时有若令，可将上述两类题型总结成下表，以便于大家记忆与应用。利用上述判定式求解此类选择题、填空题时，非常快速、准确、方便，下面举几个实例。例3.一轻质杠杆两端分别用细线悬挂铁块和铝块后，恰好在水平位置平衡，现将铁块和铝块分别移入水和煤油中，如图2，杠杆将（）A.顺时针转动B.逆时针转动C.保持平衡图2解析：将题中所给物质的密度值代入上述判定式有所以杠杆将作顺时针转动，故正确选项为A。例4.如图3，两杠杆处于平衡状态，杠杆甲上平衡的是两个同种密度但体积不同的物体，杠杆乙上平衡的是两个体积相同但密度不同的物体，如果将它们浸没在水中，则两杠杆将（）图3A.仍保持平衡B.都失去平衡C.甲仍保持平衡，乙失去平衡D.甲失去平衡，乙仍保持平衡解析：对于杠杆甲，用它两端悬挂的两个物体密度相同，设为，当将它们浸入水中时，有因此杠杆仍保持平衡。对于乙杠杆，因杠杆平衡，所以有即又因为两物体体积相同，且，所以有当将它们浸入水中时有所以杠杆将失去平衡。综上所述，本题正确选项为C。