杠杆的平衡分析法及其应用 知识点

1.原理
当杠杆静止或做快慢均匀的转动时;就说杠杆处于平衡状态,利用杠杆的平衡条件(杠杆原理):动力×动力臂=阻力×阻力臂或写作:F1×L1=F2×L2
2.分析法
通过对事物原因或结果的周密分析,从而证明论点的正确性、合理性的论证方法.也称为因果分析;从求证的不等式出发,“由果索因”,逆向逐步找这个不等式成立需要具备的充分条件,事物都有自己的原因和结果.从结果来找原因,或从原因推导结果,就是找出事物产生、发展的来龙去脉和规律,这就起到了证明论点的合理性和正确性的作用.

杠杆的平衡分析法及其应用 知识点题库

大家在吃自助餐时,用食品夹夹取自己喜欢的美食(如图),若要使拿餐盘的手用力小一些,夹取的食物应放在盘中离手较(选填“远”或“近”)的地方.食品夹属于(选填“省力”或“费力”)杠杆.


以下装置中,利用杠杆平衡原理的装置是(   )
A . 斜面 B . 液压机 C . 天平 D . 连通器
如图甲所示是大刚同学两手做俯卧撑时的示意图,他的身体可视为杠杆,如图乙所示,O点为支点,A点为重心,A点为重心,已知每只手所受的支持力大小为200N,求:

  1. (1) 若每只手掌与水平地面的接触面积为100cm2 , 计算手掌对地面的压强;
  2. (2) 该同学的质量.
如图所示,物重GA不变,杆AD放在平台BC上,长AB=CD= BC,杆两端分别挂重物GA和GB , 要使杆AD平衡,GB的最大值和最小值之比为;平台BC受到的最大压力和最小压力之比为

如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调外机.如果A处螺钉松脱,则支架会绕点倾翻.已知AB长40cm,AC长30cm.室外机的重力为300N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为N(支架重力不计).为了安全,室外机的位置应尽量(选填“靠近”或“远离”)墙壁。


如图所示,对其中所涉及的物理知识,下列说法中正确的是(  )
A . 日晷利用了光的反射现象 B . 回音壁利用了声音的反射 C . 杆秤利用杠杆平衡原理测量物体质量的 D . 潜水艇利用改变自重实现上浮和下沉的
如图所示,一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直面内转动,木板下垫有长方形木块C,恰好使木板水平放置.现有水平拉力F拉木块C,在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中,拉力F将(   )

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A . 变小 B . 不变 C . 逐渐增大 D . 先减小后增大
如图是上肢力量健身器示意图,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AB=3BO,配重的底面积为0.02m2 , 配重的重力为120N,重力为500N的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时,杠杆在水平位置平衡,配重对地面的压力为85N,在B点施加竖直向下的拉力为F2时,杠杆仍在水平位置平衡,配重对地面的压力为60N。已知F1∶F2=2∶3,杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计

  1. (1) 求配重对地面的最大压强是多少?
  2. (2) 滑轮的重力是多少?
  3. (3) 配重刚好离开地面时,杠杆A端受到绳子的拉力是多少?
  4. (4) 当配重对地面的压强为1750Pa时,人对绳子的拉力是多少?
如图,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡下列操作中,仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同)(   )

A . 左侧拿去一个钩码,右侧钩码向左移动一格 B . 左侧加挂一个钩码,右侧加挂两个钩码 C . 两侧钩码下方同时加挂一个钩码 D . 两侧钩码同时向支点移动一格
如图甲所示是位于宜宾市高庄桥的国内首座“公路在下、铁路在上”的金沙江公铁两用大桥的施工现场照片。如图乙所示,是某次施工中使用的升降与移动的塔吊和滑轮组,为了保证塔吊吊起重物不会翻倒,在塔吊左边配有一个重物P,已知OA=12m,OB=4m,动滑轮的质量为40kg,一块重为8×104N、体积为1m3的正方体物块D,(忽略江水流动对物块的影响,不计绳、塔吊横梁及定滑轮的自重和摩擦,江水密度取ρ=1.0×103kg/m3 , g=10N/kg)。

  1. (1) 若物块D从平台上匀速升降,为了保证铁塔不至翻倒,使其横梁始终保持水平,求塔吊左边的配重物P的质量为多少千克?
  2. (2) 若将物块D从平台以0.4m/s的速度匀速提升10米,则拉力F的功率是多少? 
  3. (3) 若将物体D从江底匀速打捞出水面,假如绳子自由端的最大拉力为2.5×104N,那么物体D露出体积为多少时,绳子刚好被拉断?
如图所示,OA=50cm、OB=30cm、BC=40cm,若在C点施加最小力F为120N恰好能使杠杆在如图所示位置保持静止状态,则挂在杠杆上A点的重物的质量为kg;并在图中画出该最小力的示意图(不计杠杆自重,O点为杠杆的支点)。

如图,装满物品的拉杆式旅行箱总重60N,其重心在箱体的几何中心,图中AB与BC等长现将平放在水平地面上的该旅行箱的C端抬离地面,至少用力N。

在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中:

  1. (1) 如图甲所示,为使杠杆在位置平衡,可以将左端的平衡螺母向调;
  2. (2) 实验时,施加的动力和阻力的方向都是竖直方向,这样做的好处是
  3. (3) 调节平衡后,在杠杆两侧挂不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并记录相关数据。改变钩码的数量及位置多次实验,小明得出杠杆的平衡条件。如图乙所示,A、B两点分别增加一个钩码,则杠杆(选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持平衡”);
  4. (4) 多次实验的目的是
  5. (5) 如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐(选填“增大”或“减小”),原因是弹簧测力计拉力的力臂在(选填“增大”或“减小”)。
某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置,图甲是该装置的部分简化模型,轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动,AO∶OB=2∶3,物体N是一个不吸水的柱体,打开阀门,假定水的流量相同,物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示,t2时刻装置自动报警,t3时刻塔内水流完,杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103kg/m3 , 棱长为0.1m,悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长,g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3 , 单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量,求:

  1. (1) 物体M的重力大小;
  2. (2) t1时刻杠杆A端所受拉力大小;
  3. (3) 物体N的密度。
如图所示,一根轻质杠杆在O点用细线悬挂起来,在C处挂上的物体GB=27N,在右侧D点施加一个竖直向下的拉力F,使杠杆在水平位置静止,OC=6cm、OD=18cm,求:

  1. (1) 拉力F大小;
  2. (2) 细线OA对杠杆拉力大小。
如图所示,根据杠杆的平衡条件测量某种液体的密度,所用器材∶轻质杠杆(自身重力忽略不计)、容积为100mL的空桶、重为 0.5N的物体M、刻度尺、细线。

  1. (1) 如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向调节;调节杠杆在水平位置平衡的目的是
  2. (2) 把空桶悬挂在A点,物体M悬挂在B点时,杠杆再次在水平位置平衡,测得OA的长度为10cm,OB的长度为20cm,则空桶重为N。
  3. (3) 若此时,往A点的空桶内注满某种液体,调节物体M到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,测得OC 的长度为 42cm,则桶内液体的密度为多少kg/m3(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
常言道“秤砣虽小压千斤”可以用原理解释;液压千斤顶利用的是定律。
如图所示,直角三角形支架ABC固定在竖直墙壁上,空调室外机放置在水平面AB上。已知AB长为40cm,BC为50cm。室外机的重力为300N,其重力作用线正好通过AB中点,则A处螺丝钉受到的水平拉力F为N(支架重力不计)。从力学的角度分析,为了安全,室外机的位置应尽量(选填“靠近”或“远离”)墙壁。

如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是 (   )

A . 将左右两边的钩码均向外移动一格 B . 在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变 C . 将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变 D . 将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个
如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O为支点,A处挂一重为200N的物体G,为保证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿(选填“F1”“F2”或“F3”)方向施加一个最小的力为N。