杠杆的平衡分析法及其应用知识点题库

发展经济和保护环境是当前经济建设中的热门话题。从提高生活水平出发有人认为发展经济最重要，也有人认为保护环境才是最重要。从物理学角度看，图中漫画反映的观点是（）

A . 经济比环保重 B . 环保比经济重 C . 经济与环保等重 D . 经济与环保都不重

如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放．车前行时，需经过障碍物．当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2：3，则服务员作用在扶把上的动力为 N．当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是（选填“A”、“B”或“C”）点，这种情况下，手推车可以视为杠杆（选填“省力”或“费力”）．

某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示．他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为N．若他1min内完成30个俯卧撑，每次重心上升的高度是0.2m，则他做俯卧撑的功率是W．

如图所示轻质杠杆，把密度均为4.0×10³kg/m³的甲、乙两个实心物体挂在A、B两端时，杠杆在水平位置平衡，若将甲物体浸没在水中，同时把支点从O移到O′时，杠杆又在新的位置平衡，若两次支点的距离O O′为OA的 $\text{[math]}$ ，求：甲、乙两个物体的质量之比．

如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值．下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（）

A . 秤的刻度值向右越来越大 B . 每次倒入空桶的液体质量相同 C . 悬点O适当左移，秤的量程会增大 D . 增大M的质量，秤的量程会增大

小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个（每个的质量为50g）．

（1）如图甲所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上个同样的钩码，使杠杆在水平位置平衡，在水平位置平衡的目的是．
（2）在探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图乙所示，弹簧测力计的施力方向时拉力最小，同时也便于正确测量力臂，此时最小拉力为 N．
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中，杆杠在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数将．

如图所示，某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重力，在称象过程中，他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，操作步骤如下：

a．如图甲所示，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡．

b．将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变．用弹簧测力计在A点竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图乙所示．测得OB=8cm，OA=9m，弹簧测力计的示数为200N．根据上述数据测出了大象的重力．

（1）大象的重为N．
（2）设计步骤a的目的是．
（3）若弹簧测力计量程为200N，利用现有器材称一只重力更大一些的大象的做法是.

某制作小组所设计的电饭锅，其结构如图所示，控制系统中的感温磁体与受热面固定在一起，当温度低于103℃时，感温磁体具有磁性。

煮饭时用手向下按动开关，通过轻质传动杆AOB使永久磁体和感温磁体吸合，触点闭合，电路接通，发热板开始发热。当温度达到103℃时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热。

（1）画出使触点分开时B点受到的力和力臂。
（2）若用4N的力按下开关，B端受到的阻力为1N，则动力臂和阻力臂之比为，如果手按下的距离为0.5cm，则永久磁体和感温磁体之间的距离至少是cm。
（3）用电饭锅烧水（在标准气压下），水沸腾时（能/不能）自动断电。

据《杭州日报》报道：“2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理教师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。”小聪看到这个报道后想测量书包的质量。他找来细线、质量可忽略不计的长硬棒、刻度尺、一瓶600ml的矿泉水，瓶子的质量忽略不计。请你利用上述器材帮助小聪设计实验方案测出书包的质量。

要求

（1）写出主要实验步骤；
（2）写出书包质量的数学表达式（用已知量和测量量表示，要求质量的单位为kg）

如图所示，某人用一根轻质木棒挑着重为120N的物体站在水平地面上，木棒保持水平，棒AB长为1.2m，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m，

（1）则手在A端对木棒竖直向下的作用力大小为多少N？
（2）若人重为500N，双脚面积为40cm² ，则该人在走路时对地面的压强为多少？

如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点挂一个10N的重物，加在B点的动力F₁始终使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计)

（1）当动力F₁竖直向上时，动力F₁的大小为N。
（2）当动力F₁由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢地转到水平向左的位置时，动力F₁的大小变化情况是（选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)。

如图甲所示，是探究杠杆平衡条件的实验装置，要是杠杆在水平位置平衡，B处应挂与A处同样大小的钩码个数为个；如图乙所示，利用杠杆投掷石球，作用在A点的力方向时最小（选填“a”、“b”或“c”）。

图甲为某自动注水装置的部分结构简图，杠杆AOB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OA=3OB，竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点，另一端与高为0.2m的长方体物块C固定；竖直细杆b的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的B点(不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积)。圆柱形水箱中有质量为3kg的水，打开水龙头，将水箱中的水缓慢放出，通过力传感器能显示出细杆b对力传感器的压力或拉力的大小；图乙是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图像。当放出水的质量达到2kg时，物体C刚好全部露出水面，此时装置由传感器控制开关开始注水。(g=10Nkg)求：

（1）物块C的重力；
（2）物块C受到的最大浮力；
（3）从开始放水到物块C上表面刚好与液面相平时，水对水箱底部的压强变化了多少?

《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（）

A . “重”增大时，N端上扬 B . “权”增大时，M端上扬 C . “权”向右移时，N端下沉 D . 提纽向右移时，M端上扬

2021年武汉长青路改造跨铁路工程转体钢箱梁经历75min，成功跨越京广线上行、汉丹货线下行京广线下行，安全平稳地实现了90°零误差“转体”后，与汉江大道长青路高架完美连接。修建时为不影响火车通行，该桥梁体先在顺铁路方向浇筑，浇筑完成后，再通过转体装置完美“转身”横跨铁路。

（1）跨铁高架桥为非对称转体，跨铁路侧转体箱梁BC长度大约是非跨铁路侧转体箱梁AC长度的2倍，其简化模型如图甲所示，已知高架桥箱梁长AB=78m，宽24.1m，厚度1.5m，桥墩高15.5m。高架桥箱梁在浇筑时需要在A、B两侧搭建支架，“转体”时拆除全部支架但需在A端施加520t配重（配重体积忽略不计）达到水平平衡才能转体。假设高架桥箱梁可视为质量分布均匀的长方体，g取10N/kg。求：
①将520t的配重从地面吊起来平放在高架桥箱梁的A端所做的功；
②高架桥箱梁的实际质量；
（2）桥墩下的转体装置由如图乙所示的上转盘和下转盘组成。上转盘上有两根钢索，每根钢索由一台牵引器通过传动装置牵引。已知上转盘的周长为36m，每台牵引器的功率3kW，牵引器牵引钢索的效率为80%，求每根钢索拉动上转盘缓慢匀速转动时的牵引力多少？

某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！"“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠轩在提起重物的过程中，分析合理的是（）

A . 前臂杠杆的支点O在肘关节处 B . 肱二头肌给桡骨的力F₁是阻力 C . 重物给前臂的力F₂是动力 D . 前臂是一根省力杠杆

如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA的长0.3米，AB的长0.1米，B点处挂一个质量为3千克的物体G，A点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为 N，力F大小为 N。（g取10N/kg）

如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg。平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点O。请回答：

（1）当平衡板放在水平地面上时，甲双脚站在平衡板上，当他抬起一只脚，甲对平衡板的压强，压力，此过程中，平衡板对地面的压力（均选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，滑轮组将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，在此过程中，甲所受到的重力（选填“变大”“变小”或“不变”），A点到O点的距离B点到O点的距离（选填“大于”“小于”或“等于”），滑轮组的机械效率（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左、右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离ACBD（选填“大于”“小于”或“等于”），判断的依据是。

如图所示，一根粗细材料都均匀的金属棒AB置于水平地面上。保持A端不动，用弹簧测力计竖直向上将棒的B端缓慢拉起0.2m，此时弹簧测力计的读数为2N。则整个过程弹簧测力计对棒所做的功为J；若A端与地面的接触面积为0.5cm² ，则棒A端对地面的压强为Pa。

搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G＝1000N，独轮车的有关尺寸如图所示。独轮车属于（选填“省力”或“费力”）杠杆；推车时，人手向上的力F应为 N。搬运相同的材料，若想更省力，人手应向（选填“前”或“后”）移动。

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