杠杆的平衡条件 知识点题库

在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆:(杠杆上每小格长为2cm)、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.

  1. (1) 实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态.

  2. (2) 实验时,使杠杆在水平位置平衡,主要是为了便于测量 大小,因此应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往 (选填“左”或“右”)调

  3. (3) 杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆A点处挂上2个钩码,做为动力F1 , B点处挂上l个钩码,做为阻力F2 , 杠杆恰好在水平位置平衡,如图乙所示,分别测量出两个力的力臂L1和L2 , 计算后发现:F1L1=F2L2 , 便得出杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2 . 但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的,理由是 

  4. (4)

    接着,小明提出新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究,在杠杆D点处挂上2 个钩码,用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数如图丙所示,则弹簧测力计的拉力是  N.以弹簧测力计的拉力为动力F1′,钩码重力为阻力F2′,多次调整力和力臂的大小进行测量,发现:F1′L1′总是大于F2′L2′,其原因主要是受 作用的影响.

  5. (5) 小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点,使杠杆仍在水平位置平衡,如图丁所示,请推算:此时弹簧测力计的拉力是N.

在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起,抬起过程应用了杠杆原理。图2为引擎盖的受力分析模式图:引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置。由图2可知,该杠杆属于杠杆。在引擎盖抬起过程中,重力G的力臂逐渐

如图是吊车起吊货物的结构示意图,伸缩撑杆为圆弧状,工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,使吊臂绕O点缓慢转动,从而将货物提起。下列说法正确的是(   )

A . 吊臂是一省力杠杆,但要费距离 B . 吊臂是一个费力杠杆,但可以省功 C . 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力的力臂变小 D . 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力渐渐变小
如图是一种健身器械,AOB可视为杠杆。图中小明同学用力竖直向下拉杠杆,重物被抬起,此时阻力臂(填“大于”“小于”或“等于”)动力臂。小明同学想通过增大向下拉力来加大训练强度,请你利用杠杆平衡条件,给小明提出一条合理的建议:

如图甲所示,铅笔和羊角锤用一根细绳连接恰好能在桌子边缘静止。每次摆动羊角锤,最后都能静止如图甲,此时只有笔尖跟桌面接触,并且铅笔恰好水平。分析时可以把铅笔、羊角锤和绳子组成的整体看成一个杠杆,示意图(忽略了粗细)如图乙。假设锤头重力集中在D点,木柄重力集中在AD中点H处,F点在木柄上且处于O点正下方。羊角锤锤头质量m1=0.6kg,木柄质量m2=0.4kg,铅笔和细绳质量不计。测得OB=15cm,

AD=30cm。求:

  1. (1) O点处的笔尖受到的支持力。
  2. (2) FD的长度。
停车难成为许多城市管理的难题,车停放在路边既影响交通又影响市容,而把车停放在空中就既环保又防盗。图甲是集存车、绿化、景观、防盜、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”。图乙为“路边空中绿化存车亭”的工作原理图,其中A为存车架,O为杆OB的转动轴,杆的B端固定悬挂泊车装置,BC为牵引OB杆转动的钢丝绳,由电动机牵引。请根据以上信息回答下列问题(忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力):

  1. (1) 图乙中C轮的作用是
  2. (2) 在图中画出阻力F2的力臂l2
  3. (3) 如图乙所示,若此时A和汽车的总质量为1200千克,B点到地面的垂直距离为3米,OB长为5米,BC间距离为1米。求此时钢丝绳所受的拉力。(g取10牛/千克)
如图所示,AB是一质量为m的均匀细直杆,A端靠在光滑的竖直墙壁上,B端置于水平地面上,杆身与竖直方向夹角为θ为30°,杆保持平衡,则此时地面对细杆的支持力与摩擦力分别为(   )

A . mg    mg B . mg           mg C . mg    mg D . 2mg         mg
如图为油厂的油桶,空桶质量为65Kg,油桶高为1.2m,底部直径为0.5m,据此回答。

  1. (1) 某次装卸中,小明需要将直立的空油桶(如图甲)沿D点推翻,则甲图上推翻空油桶所需的最小力F1的力臂是。(选填“CD”、“BD”或“AD”)
  2. (2) 在推翻油桶过程中,小明至少需要对油桶做功焦。
  3. (3) 若将翻倒的空油桶(如图乙)重新竖起所用的最小力为F2,那么,F1F2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
如图所示,杠杆可绕O(O是杠杆的中点)转动,现在B端挂一重为G的物体,在A端施加一作用力F , 使其在如图所示的位置平衡,则(    )

A . F一定大于G B . F一定等于G C . F一定小于G D . F可能小于G
有一圆柱铁块,想用甲乙两种方法使它倒下成丙图状。

  1. (1) 比较F1和F2的大小:F1F2
  2. (2) 比较使用甲乙两种方法,人至少要做的功的大小:W1W2.(以上两空均填“<”、“>”或“=”)
  2019年10月10日,江苏省312国道K135处的跨桥发生桥面侧翻事故,如图甲所示。小晨猜想事故车辆超载且在外车道行驶,他用一套简易装置模拟当时事故场景:如图乙所示,将长1.8米,重20牛的匀质木棒平放在水平方形台面上,B、C为木棒与台面边缘处的接触点,A、D分别为木棒的左右两端,已知AB=CD=0.5米。在D端挂一个重物代表运输车在外侧行驶,而此时A端 (选填“挂”或“不挂”)重物,则挂在D端的物体受到的重力超过牛时,木棒就失去平衡。

如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列说法正确的是(   )

A . 刀刃很薄可以增大压力 B . 铡刀实质上是一种费力杠杆 C . 甘蔗放在a点比b点更易被切断 D . 手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
在“探究杠杆平衡条件"的实验中:

  1. (1) 如图甲,把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点,其目的是消除对实验的影响。
  2. (2) 图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡,若在A处下方再挂一个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,需将挂在B处的钩码向右移动格。
  3. (3) 如图丙,小明取下B处钩码(每个钩码重0.5N),改用弹簧测力计钩在C处,使杠杆再次在水平位置平衡,弹簧测计示数 (填“大于”、“小于”或“等于”)1N。
  4. (4) 小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是
如图所示,某同学在综合实践活动中用轻质杠杆(自身重力忽略不计)、空桶、质量为m的物体A和细线,自制了测量液体密度的杠杆密度计。该杠杆密度计可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值,请将下列设计过程补写完整:

  1. (1) 将杠杆在O点悬挂起来,空桶悬挂在B点,质量为m的物体A悬挂在C点时,杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l,C点到O点的距离为l0 , 此时C点的密度刻度线应标注为
  2. (2) 在B点的空桶内注满液体,空桶容积为V,移动物体A至C1位置,使杠杆在水平位置平衡。若C1点到O点的距离为l1 , 通过计算,此时C1点的密度值为。(结果用题中所给的字母表示)。
金属棒PQ置于水平地面上,用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的Q端将其缓慢拉起。最终整根金属棒离开地面,如图甲所示。在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与Q端离开地面的高度h的关系,如乙图所示,其中合理的是(   )

A . B . C . D .
如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是(   )
A . 匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变 B . 匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小 C . 匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大 D . 吊臂是一个省力的杠杆
台风是一种破坏力很大的灾害性天气,某次台风把杭州某中学的一棵长5米的小树(假设树的重心在树干上,且离树顶2米)吹倒了,与地面的夹角为45°,需两名教师把它扶起,教师想到了如图的方案,两人分别水平拉绳子的一端,绳子在树干上的作用点离树顶3米。
  1. (1) 若树重为5000N,则每一位教师的拉力大小为牛。
  2. (2) 若要使拉力减小,绳子在树干上的作用点应
  3. (3) 如图所示,请写出更省力的方案。

如图甲所示是小柯家厨房里的脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是利用了两个杠杆和轻质硬杆BC组合而成。图乙是其示意图: 脚踏杠杆AO1B、O为支点,A为脚踏处,AO1=24cm,BO1=18cm; 桶盖杠杆DCO2 , O2为支点,桶盖的质量为600g,桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示,脚踏杆和其 他连接杆的质量不计,桶盖质量分布均匀,厚度不计,D为重心,桶盖闭合时,连接杆BC处于竖直状态。请分析回答:

  1. (1) 出图乙可知,则杠杆AO1B为(选填 “省力”“等臂” 或“费力”)杠杆;
  2. (2) 若要把桶盖翻开,作用在C点的力至少为多大;
  3. (3) 若将桶盖翻开30°,桶盖克服重力做了多少功。.
如图为一举重杠铃。

  1. (1) 小明同学在一次体育课上举杠铃的过程中,他觉得自己右手力量要大于左手的力量,于是在举重过程中想让右手再多承担一些压力,则他的右手应该向(右端/左端)移动。
  2. (2) 在一次举重过程中,小明同学双手将杠铃举过头顶,在他举着杠铃站立时左右两手间距离为1m,左手距离左侧杠铃0.4m,右手距离右侧杠铃0.6m,若此时小明左手竖直向上举的力为350N,则小明同学所举杠铃总质量为多少千克?
  3. (3) 若小明同学体重50kg,某次举起的杠铃总重只有30kg,在由蹲下到起立的举重过程中,杠铃高度升高了1.8米,而自身重心升高了1米,则在该次举重过程中的机械效率是多少?(g=10N/kg)
学习了杠杆知识后,小科利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件,选择的器材有:铅笔、橡皮若干(每块橡皮质量为10g)、细线、刻度尺、弹簧测力计等。

  1. (1) 将细线大致系在铅笔的中部位置,铅笔静止后如图甲所示。此时若想调节铅笔水平平衡,应该将细线向。(选填“左" 或“右”)移动。.
  2. (2) 调节水平平衡后,用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧,如图乙所示。做了几次实验后,将数据记录在表中。小科得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。小江认为这个结论不能反映普遍规律,需要进-一步完善实验。小江接下来的操作是

    次数

    动力F1/N

    支点到动力作用点的距离l1/m

    阻力F2/N

    支点到阻力作用点的距离l2/m

    1

    0.2

    0.04

    0.4

    0.02

    2

    0.2

    0.04

    0.1

    0.08

    3

    0.3

    0.05

    0.3

    0.05

  3. (3) 铅笔水平平衡后(如图乙),小明不小心将前端细长的铅笔芯弄断了(如图丙),她立刻将铅笔稳住,并将铅笔芯放到右端细线处固定(如图丁),则松手后铅笔    
    A . 左端下沉 B . 右端下沉 C . 仍然水平平衡