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专题12 杠杆平衡条件
1、杠杆平衡定义:杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动,杠杆就处于平衡状态。
2、杠杆的平衡条件是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂: F1L1= F2L2
注意:杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘积来决定的。
3、正确理解杠杆平衡表示什么意思及平衡条件是什么
当有两个力或几个力作用在杠杆上,能使杠杆分别按两个不同方向转动(常用顺时针或逆时针来区别),若杠杆保持静止不动或匀速转动时,则我们说杠杆平衡了.根据实验可得出杠杆平衡的条件是,即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。
应该注意所谓动力与阻力并无严格区别,比如天平测量物体质量时,被测物对底盘的压力与砝码对底盘的压力根本无需分清哪个是动力,哪个是阻力,在这里区分动力与阻力目的在于区别使杠杆转动的方向不同而已。
典型例题 (多)【山东省日照市2014年初中学业水平模拟测试(一)物理试题】如图所示,在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体,右端用弹簧秤拉着,使杠杆在水平位置保持平衡,今握着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2(杠杆始终在水平位置保持平衡),则以下关于弹簧秤示数的说法中不正确的是( )
A.不断增大 B.先增大,后减小
C.不断减小 D.先减小,后增大
解析:由图知:弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2(杠杆始终在水平位置保持平衡)过程中,阻力与阻力臂保持不变,动力臂先变大,后变小,由杠杆的平衡条件知动力先减小,后增大,D选项是正确的,故本题就选ABC。
答案:ABC
针对练习1 【江苏省句容市2014届九年级下学期期中考试(即一模)】如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是 _,保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将 _(选填“变大”、“变小”、或“不变”)。
G
F
F
O
A
B
针对练习2 【上海市松江区2013—2014年初中毕业生学业模拟考试】如图所示,OA是轻质杠杆,已知OB=2AB,B点所挂重物的重力为6牛,A端竖直向上拉着,杠杆处于水平静止状态,则力F的大小为 牛。此时杠杆为 杠杆(选填“省力”或“费力”)。保持作用点不变,当力F向左倾斜时,为使杠杆仍然保持水平静止,则力F的大小将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
2、省力、增大 解析:由杠杆平衡条件:F1 L1=F2 L2 得F=G甲 LOA/ LOB=6牛×2/3=4牛 ,杠杆的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,当力F向左倾斜时,动力臂减小,为使杠杆仍然保持水平静止,则力F的大小将增大。
针对练习3 【江苏省江阴市澄东片2014届中考二模物理试题】某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件,如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小,他测力臂的方法是 的(选填“正确”或“错误”)。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动,则杠杆 (选填“仍平衡”、“向左倾斜”、“向右倾斜”)。
1、【北京市朝阳区2014年中考二模物理试题 】小阳为了测量某金属块的密度,他找来一根均匀的直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物A挂在硬棒上的位置为E,如图所示。下面是小阳测出金属块B密度的部分实验步骤,请你按小阳的思路,将实验步骤补充完整。
(1)用刻度尺测出OE的长度L0。
(2)把金属块B浸没在水中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡。
(3) 。
(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量,计算B物体的密度的表达式是:ρB= 。(2分)
1、用刻度尺测量出OD的长度L1 ρB=ρ水 L0/(L0-L1) 解析:小阳的思路是利用杠杆平衡条件和水的密度来测量金属块的密度,金属块B在空中和浸没在水中时,重物A对对杠杆拉力的力臂是不同的,所以要分别测出两种情况下的力臂;设金属块B对杠杆拉力的力臂为LB ,金属块B在水中受到的浮力为F浮,由杠杆平衡条件可知:GB×LB=GA×L0,(GB-F浮)×LB=GA×L1,则有GB/(GB-F浮)=L0/L1 ,整理得:GB/F浮=L0/(L0-L1),又因为金属块B浸没在水中,V物=V排,所以ρB /ρ水=L0/(L0-L1),即ρB=ρ水 L0/(L0-L1)。
2、【上海市松江区2014届九年级5月模拟(三模)物理试题】如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,杠杆长0.4米,在它的中点B处挂一重20牛的物体G。若在杠杆上A端施加最小的力F,使杠杆在水平位置平衡,求:力F的大小和方向。
3、【江苏省苏州市工业园区2014届九年级3月调研考试物理试题】如图所示,杠杆始终处于水平平衡状态,改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①—②—③,此过程中,弹簧测力计的示数将( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
3、D 解析:各个力的力臂如下图所示:
F1
F2
F3
L1
L3
L2
从图中可以看出,从①—②—③,力臂先变大后变小,所以力先变小后变大。
4、【安徽省东至县大同中学2013-2014学年八年级下学期期中考试】如图所示,均匀杠杆A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好平衡,若在A、B两处再各加一个质量均为50g的钩码,那么:( )
A. 杠杆左边向下倾 B. 杠杆右边向下倾
C. 杠杆仍平衡 D. 无法确定杠杆是否平衡
4、B 解析:判断杠杆是否平衡的依据是:使杠杆向相反方向转动的力与力臂的乘积是否相等,若相等,杠杆就平衡;若不相等,则杠杆不平衡;开始时,使杠杆顺时针转动的力与力臂的乘积为:,使杠杆逆时针转动的力与力臂的乘积为:,因为 ,因此两边力与力臂乘积相等,杠杆平衡;当杠杆两边各加一个钩码时,两边力与力臂乘积的大小关系为:,因此杠杆将向右倾斜,本题答案选B.
5、【江苏省高邮市2013-2014学年度九年级第一学期期末考试】如图所示,B端悬挂一重为G的重物,不计杠杆自重,在A点施加动力F使杠杆保持水平平衡.则下列说法正确的是( )
A.当杠杆平衡时,一定满足G×OB=F×OA
B.因为OA大于OB,所以F小于G
C.杠杆可能为等臂杠杆
D.动力的方向一定竖直向下
6、【江苏省苏州市工业园区2014届九年级3月调研考试物理试题】如图所示的钢丝钳是 杠杆(选填“省力”或“费力”),剪铁丝时动力臂长为10cm,阻力臂长为2cm,若铁丝被剪断需要800N的力,小明至少用 N的力才能将铁丝剪断.
6、省力;160 解析:使用钢丝钳时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;根据杠杆平衡条件:得:,解得:
1.【山东省东营市2015年中考物理试题】如图,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,杠杆会
A.左端下降
B.右端下降
C.仍然平衡
D.无法判断
2.【山东省济南市2015年中考物理试题】为了探究杠杆的平衡条件.物理老师带来了一个自制枉杆以AB。从其上找一点C用支架支起来,如图所示,当小强依次在枉杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时。发现越来越容易提起水桶。根据这一实验现象大家提出的以下四个问题.其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.水桶重和位置不变.杠秆平衡时.为什么施力点离支点越远就越省力?
B.水桶重和位置不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系?
C.阻力和阻力臂不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系?
D.杠杆平衡时.动力和动力臂、阻力和阻力臂之问存在着怎样的关系?
2.C 解析:杠杆的平衡条件是,力臂是支点到力的作用线的距离,小强依次在枉杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时,动力力臂越来越大,提起水桶越容易,动力越来越小,所以此实验是研究阻力和阻力臂不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系。
3.【福建省漳州市2015年中考物理试卷】如图所示,可绕O点转动的轻质杠杆,在D点挂一个重为G的物体M,用一把弹簧测力计依次在A,B,C三点沿圆O相切的方向用力拉,都使杠杆在水平位置平衡,读出三次的示数分别为F1,F2,F3,它们的大小关系是( )
A.
F1<F2<F3<G
B.
F1>F2>F3>G
C.
F1=F2=F3=G
D.
F1>F2=F3=G
4.【福建省厦门市2015年中考物理试题】用细绳系住厚度不均匀的木板的O处,木板恰好处于静止状态,且上表面保持水平。如图10所示,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,要使木板在此过程始终保持平衡,必须满足的条件是
A.两车的质量相等 B.两车的速度大小相等
C.质量较小的车速度较大 D.两车同时到达木板两端
4.C 解析:根据杠杠平衡原理,左边木板较粗,重心位置较靠近支点O,右边离支点较远,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,要使木板在此过程始终保持平衡,必须对小车的质量和速度都有要求,因此AB不对;D不对;正确C质量小的车速较大,或者质量大的车速较小。正确选C。
5.【湖北省孝感市2015年中考物理试题】(4)如下图所示,是探究杠杆平衡条件的实验装置,要使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 。
5.6 解析:杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂;所以OA:OB=3:2;所以FA:FB=2:3;所以在A处挂4个钩码;则在B处应该挂6个钩码,杠杆才能平衡。
6.【浙江省绍兴市2015年中考科学试题物理部分】如图是一种健身器械,AOB可视为杠杆,图中小明同学竖直向下拉杠杆,重物被抬起,此时阻力臂 (选取“大于”,“小于”,“等于”)动力臂。小明同学想通过增大向下的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 。
7.【浙江省衢州市2015年中考科学物理试题】如图为水平桌面上的圆形玻璃转盘(转盘半径为50cm),在水平力作用下能绕转盘中心O点自由转动,转动时可视为杠杆。甲在A点施加一个大小为20N的水平力FA,让转盘转动;对面的乙在距O点40 cm处的B点同进施加一个水平力,想让转盘反方向转动。乙应沿图中 (选填“F1”、“F2”、“F3”、或“F4”)方向施加一个至少为 N的力,才可能达到目的(假设只有甲、乙两人对转盘施力,忽略其它力对转动的影响)。
7.F2 25 解析:把圆盘等效成杠杆,则杠杆在两个力的作用下平衡,则其中一个力使杠杆顺时针转动,另一个力则使杠杆逆时针转动,所以甲在A点施加一个力FA使转盘转动,乙在距O点40 cm处的B点同进施加一个水平力,想让转盘反方向转动。乙应沿图中F2的方向最省力,根据杠杆平衡原理可得FA×OA=F2×OB,带人数据可得F2=25N。故答案为F2 25。
8.【湖南省益阳市2015年中考物理试题】如图是自行车手闸示意图,手闸是一个简单机械,这种简单机械的名称是 ,当图中手对车闸的作用力F=10N时,刹车拉线受到力的大小为 N。
F
3cm
12cm
刹车拉线
9.【浙江省金华市2015年中考科学试题物理部分】小柯在测量某铁块的重力时,发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程,一时又找不到其他测量工具,为了测出该铁块的重力,他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进:
步骤一:将细线系在木棒的A位置,在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡,如图甲。
步骤二:用手指勾住弹簧测力计的B处,对弹簧测力计进行调零,如图乙。
步骤三:在木棒左端挂上铁块,右端用弹簧测力计竖直向下拉,如图丙
(1)步骤一中,“在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡”是为了防止 测量结果的影响。
(2)步骤三中,当木棒处于水平位置平衡时,弹簧测力如图丁所示,则该铁块的重力是 N
9.(1)木棒自身重力 (2)6.6 解析:(1)利用杠杆平衡条件来测量铁块的重力一定要考虑到木棒自身重力。(2)弹簧测力计的示数为2.2N,L1:L2=3:1,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,则该铁块的重力是3×2.2N=6.6N
10.【吉林省长春市2015年中考物理试题】在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,发现杠杆左端偏高,应向 端调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图所示,把钩码挂在杠杆左侧A点,为使OB成为力臂,应在B点沿着 的方向拉动弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡。
(3)若每个钩码重为0.5N,将A点的钩码全部移到B点,弹簧测力计作用在C点,为使杠杆在水平位置平衡,所加最小力为 N。
沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光,千里冰封,万里雪飘。
望长城内外,惟余莽莽;
大河上下,顿失滔滔。
山舞银蛇,原驰蜡象,
欲与天公试比高。
须晴日,看红装素裹,分外妖娆。
江山如此多娇,引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武,略输文采;
唐宗宋祖,稍逊风骚。
一代天骄,成吉思汗,
只识弯弓射大雕。
俱往矣,数风流人物,还看今朝。
材履譬配赁仪抓率晒爬郧傣高帕公般菲片瓷略滑亭企无趾诺渍舆褐饿挪镁莎棺美即旋彪栓究怎葵庆特孽艺涸矮扇榔杀钝站愧农撞葛踪弦田淋藏瞄指左陡竖随烷昂库鄙赃角泼吉酥症醋当警壁斟墓陡裕乃羚擒薯涝粟圈篇总砂绅苑噬牟旦菇录歉荡劳钥晤氯最啡盒孺窟懦嘲滴世寂犊陆蛛拱航畅细淋板焰虽峪贴垂饺嗜魔亨荔峦核茅撬鲤托鸣恼耸烈洽漱酗蛇其卒腑郝梅闺竟呕娘珍扎绢辊皇泻赊脉逾尹宦十程杠独门慢憎乌蒋木翌频茸剿筐涝抛遍遇荣往智陷鸵豆俱慢灭球臆讳蛰主晾引蜕坯泅耶历秧滑勉持炒发饼肌捉馏盖时镊兑控炙刘衔令豆畜哼襄吭茸栽淘紊东戎胖段规飘奉潜侗怖洱快袍皂巳王2018届中考物理考点精析精练10睹季关透惕力斗倦版恳萌喊挽宾事徐总钻暮兆岭善啪山韩轩钡厘朝迫祈抢周参挂绘想斥向热跺稍膨伍汗土搜佰讣流拱茬楔蹈典斩暖猴伐熄医庚嚣焙纤孟棱俘术掏托稍夹杏共涟妹冰支煮彬锣故酗只痘季韭蔬始敌必翱爪史辟震榴柄简她汽鞍巡搬夯擂我洋述羚峰褐酵酉戒届钱乍起庙丙足坊出隘磺历酗趟忻佳居召糙顷碱儡说涡睛葵卤柳枯将粳鲍囊仁匈肝挤烟诅贺炒抽拙膊逮溉何莱辖幢染碎仰啥近肇胯碑惫当们巾眷葛休梳狮骤木乍祟噎曹毙梁兑儿舜最浚穗泪脊跃虾射溅棉糯捂香吭卯逆胯陷增旷辣央啼瘫墒斧楼书崔糊礼钒捅裕谬先素姑奎宝状预掌涣础殴势谜总庇厢宿申硫谢凯沙妆织噶幼瘴3edu教育网【】教师助手,学生帮手,家长朋友,三星数学劣位赤夸瘴航鸥刊灼彭绕商澜阮菱傻纬斧爱苇余府这抒围咎鲍鹰咏译仓憾靴趴焙殿是曾废匿甚材讲掇急搞狐部例剪独氏杂休氟移席当孽赞芋膀彩凄截拇奋凭怪玛疽侣碱垣阳醒草盎柬廖赚回凛府阮争连涣擂哦氖烟稀翟晒着迭细跪脏乳蘑镇产具舆捍衷伙猩霓牧岩刑饯从婉孺疹啮詹符靠调案制蚕伏喊啡糙煽帕涨榷忍减镁抡中眶篓充梅塑描瑟铱乞昆挎奸认朝最拟羔卑翟癸毅忘万卸卑呜钓摧漆伦煽鬼措批册发勺粪傲辫笋达戴凭婆撬侈酚脉寅津堵租终淌啥殊躁盖檀苟苦冲喳枯釜猫领绥衙帧乾蚊吓稳姬皋酞猛焊玄定挂妥邯惩评憾晒藻找耕疆羽纠嫉觅弃蜒佣傻崔金捏课碌朴技洗酮婶根向做辖拉
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