杠杆的平衡条件 知识点

1.杠杆的平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂。
即在杠杆平衡时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之几。
2.公式的表达式
F1·L1=F2·L2
3.利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题,一般遵循以下步骤:
(1)确定杠杆支点的位置。
(2)分清杠杆受到的动力和阻力,明确其大小和方向,并尽可能地作出力的示意图。
(3)确定每个力的力臂。
(4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。

杠杆的平衡条件 知识点题库

小翔同学利用课余时间制作图示一款捕鼠器。将一块木板用铰链固定在桌边的O点,木板能绕O点转动,食饵放于A点,A的下方放一水桶,木板经打蜡后,很光滑。捕鼠器的工作原理是  木板的重心位于 (选填“O点”、“略偏O点左侧”或“略偏O点右侧”)。

如图(a)所示,一根质量分布均匀的细直硬杆,长度为L,质量为m,在杆的最左端A与距右端的B处立两个相同的支撑物,将细杆水平支起,求:

  1. (1) A处与B处的支持力NA和NB

  2. (2) 在杆的最右端C再加上一个同样的支撑物,如图(b)所示,假设支撑物均由相同的弹性材料制成,当它们受到挤压时会产生微小形变,其竖直方向上发生的微小形变与弹力成正比,则A、B、C三处的支持力NA、NB和NC分别为多少?

如图所示,不计质量的硬杆处于水平静止状态.

  1. (1) O为支点,画出FA的力臂LA

  2. (2) 撤去FA , 在B点施加力FB , 硬杆仍可保持水平静止状态,若FB大小等于FA , 则FB的力臂LBLA(选填“>”、“<”、“=”).

如图所示,杠杆恰好在水平位置平衡.若每个钩码的质量相同,在下列情况下,杠杆还能保持平衡的是(   )

A . 左、右钩码各增加一倍 B . 左、右钩码各向支点移动一格 C . 左、右钩码各减少一个 D . 左、右钩码各远离支点一格
某工厂要把质量为150kg直径为60cm的汽油桶用人力把它从室外滚至室内,进门时遇到一级高20cm的台阶,工人师傅要把这只油桶翻上这一台阶至少要用多大的力?

“暴走”是一种快速的徒步运动方式.观察分析人走路情形,可以将人的脚视为一根杠杆,如图所示,行走时人的脚掌前端是支点,人体受到的重力是阻力,小腿肌肉施加的力是动力.已知某人的质量为80kg,g=l0N/kg.

运动方式

散步

快走

慢跑

快跑

消耗能量E/J

315

1165.5

1260

1764

  1. (1) 请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1
  2. (2) 根据图片,估算小腿肌肉产生的拉力是 N.
  3. (3) 人向前走一步的过程中,重心升高约4cm,人克服自身重力约做了 J的功.
  4. (4) 通过查阅资料:人以不同方式徒步运动半小时,消耗人体内的能量如上表所示.请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因:
如图,轻质杠杆的OA:OB=4:1.放在水平地面上的物体甲的重力G =125N,底面积S=1×10﹣2m2 . 当杠杆水平平衡时,物体甲对地面的压强p=1×104Pa,则物体乙的重力G=

园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的目的是为了(    )

A . 增大阻力臂,减小动力移动的距离 B . 减小动力臂,减小动力移动的距离 C . 增大动力臂,省力 D . 减小阻力臂,省力
如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑,其中O、A两点固定在墙上,C端固定在横杆OB上,通常将空调室外机置于该支架上不靠近墙体,下列说法正确的是(   )

A . 空调架对墙没有力的作用 B . 若以O为支点,OB一定是一个省力杠杆 C . 若室外机向外移动,AC对OB的支撑力变大 D . 室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电
如图所示,一根质量不计的轻棒长度为d,质量为m的物块A用细绳挂于其中点,轻棒可绕转轴O转动转轴处摩擦不计)。用最小的拉力F缓慢将轻棒从竖直位置拉动到与竖直方向夹角为θ=60°的位置。

  1. (1) 在如图中画出此时的最小拉力F和阻力臂L2
  2. (2) 在从竖直位置拉向水平位置的过程中,随拉开角度的增加,请推导出拉力F的大小与角度θ的关系式 。
  3. (3) 从竖直位置拉动到与竖直方向夹角为θ=60°的位置时共用时间t,则拉力F做功功率的表达式是。
  4. (4) 拉力F的功率并不是始终这么大,此功率的表达式是表示拉力F做功的
如图所示的四个杠杆,悬挂的重物G和杆长都相同。若各杠杆均处于平衡状态,则所用的最大的力是(   )
A . B . C . D .
下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
  1. (1) 实验前为方便测量力臂,应将杠杆调节到位置平衡,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向(选“左”或“右”)端调节。
  2. (2) 调节平衡后,在杠杆B点处挂6个钩码,如图甲所示,则在A点处应挂个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡。

  3. (3) 图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景,已知杠杆每格长5cm,钩码每个重0.5N,请将弹簧测力计的示数填入下表。

    实验序号

    动力F1/N

    动力臂L1/m

    阻力F2/N

    阻力臂L2/m

    1

    0.15

    3.0

    0.10

    上述实验数据不符合杠杆平衡条件,出现问题的原因是

如图所示,轻质杠杆OA长0.2米,可绕O点转动,在它的A端挂一重20牛的物体.若在杠杆的中点B处施加最小的力F1 , 使杠杆在水平位置平衡,求:力F1的大小与方向.

图片_x0020_1017384687

如图甲,一重为G的物体静止在水平地面,用一细线竖直向上拉物体,拉力的大小为F

  1. (1) 若F<G,请证明物体对地面的压力F=G-F;
  2. (2) 若G=30N,将细线竖直系在质量不计的杠杆A端,O为杠杆的支点,已知AO=2BO,要使地面对物体的支持力为零,应在B端竖直向下施加多大的力? (杠杆始终保持水平)
如图所示, 为轻质杠杆, 为支点,放在水平面上的物体M用细线悬挂在杠杆 端。已知 ,物体M重为240N,当 端悬挂一个质量为10kg的重物时,杠杆恰好在水平位置平衡,此时,水平面对物体M的支持力大小为N。

如图所示,用一根长90厘米的等刻度(每小格10厘米)轻质直杠杆撬大石块,若在A点处用垂直杠杆向上和垂直杠杆向下两种不同的方法撬动大石块时,两次用力的大小差为100牛(设撬动的过程中,阻力的作用的位置和阻力F2均不变,且垂直于杠杆,当下方小石块作支点时距杠杆右端端点3小格,如图中所示)。
  1. (1) 求石块对杠杆的压力F2
  2. (2) 小明认为两种方法中垂直杠杆向上用力时动力臂最长,所以对应的力最小,请你判断他的观点是(选填“正确”或“错误”),试着写出你的判断理由:

    图片_x0020_100038

利用杠杆投掷石球,如下图所示,作用在A点的力沿方向时最小,若力沿c的方向时力臂(选填“变长”、“变短”)。已知石球重100N,OA:OB=1:4,则作用在A点力的最小值为N(不计杠杆自重及摩擦)。

如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,轻质杠杆上每个小格长度均为 1.5cm。在 B点竖直悬挂4个重均为0.5N 的钩码。当在A点用与水平方向成30°角的动力F1拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中错误的是(  )

A . 此时该杠杆为省力杠杆 B . 该杠杆的阻力大小为F2=2N C . 杠杆平衡时,动力臂 l=7.5cm D . 杠杆平衡时,动力F1=3.2N
当轻质杠杆平衡时,阻力 牛,阻力臂 米,动力臂 米,求动力 的大小。
下图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动,已知AO:OB=3:2,悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为G=400N,为使杠杆AB在水平位置平衡,悬挂在B端的配重所受的重力G的大小和配重下面绳子上的竖直向下的拉力F大小可以有多组数值组合(不计杆重和绳重,g取10N/kg)。求:

  1. (1) 当配重重力G配重=120N时,配重下面绳子上的拉力F的大小。
  2. (2) 保持杠杆AB在水平位置平衡,所挂配重的最大质量。