程中:
F1=F2。
4、如图所示,AO是一杠杆,O是杠杆的支点,在A的一端挂一电灯,电灯重100N。
细绳的一端系在杠杆的B点,另一端系在竖直墙壁上的C点,此时杠杆在水平位置上平衡。
已知AO=4m,AB=0.8m,细绳与杠杆之间的
夹角是30度(不计杠杆重、细绳重和摩擦),求细绳受到的拉力。
6、如图,一轻质杆OA一端固定在竖直墙上,可绕O点转动,已知0A=0.3m,OB=0.2m,在A点处悬挂一重物G,重为20N,若在B处施一竖直向上的拉力F,使杠杆在水平线上平衡,此时拉力F为多少?
600牛的重物,要使杠杆平衡,需要在距B点60厘米的A处
7、如图所示,在距杠杆左端20厘米的B处挂有
至少加多少牛的力?
且力的方向向哪?
。
8、(2015春?
盐都区期末)如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机.如果A处螺钉松脱,
则支架会绕C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.
1)求A处螺钉的水平拉力为多少N(支架重力不计)
2)为了安全,对室外机在AB上安装的位置有什么要求.
9、如图13,甲物体静止置于水平地面上时,对地面的压强为P1;轻质杠杆AB的支点为O,OB=3AO,现在杠
杆的A端用轻绳将甲物体吊起,在杠杆的B端悬挂质量为4kg的乙物体,杠杆在水平位置平衡,此时甲物体对地面的压强为P2,且P1=3P2,(g取10N/kg),求:
(1)杠杆A端受到的拉力是多少?
(2)甲物体的重力是多少?
1)当秤砣放于水平桌面时,秤砣对桌面的压强;
2)秤盘质量;
3)当系秤砣的细线在距提纽L3=40cm时,秤盘中被称物体质量多大?
11、如图所示,一根质量分布均匀的木棒,质量为m,长度为L,竖直悬挂在转轴O处。
在木棒最下端用一方向
始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)。
问:
(1)在答题纸上画出θ=60°时拉力F的力臂l,并计算力臂的大小。
(2)木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度θ的增加,拉力F将如何变化?
并推导拉力F与角度
θ的关系式。
12、如图16所示,重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动,木棒AB长为3m,均匀正方体甲的边长为10cm,物体乙的质量为5.6kg。
当把甲乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时,木棒在水平位置平衡,此
时物体甲对地面的压强为3000Pa,支点O距A点1.6m。
求:
(1)物体乙受到的重力;
(2)物体甲受到的支持力;
(3)物体甲的密度。
13、某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械,图是这个机械一个组成部分的示意图。
OA是根钢管,
每米受重力为30N;O是转动轴;重物的质量m为150kg,挂在B处,OB=1m;拉力F加在A点,竖直向上,取g=10N/kg。
为维持平衡,钢管OA为多长时所用的拉力最小?
这个最小拉力是多少?
14、一个600N重的成年人和一个小孩都过一道5m宽的水渠。
成人从左岸到右岸,而小孩从水渠右岸到左岸,两岸各有一块4m长的坚实木板,请你想出一种方式过渠。
并分析在忽略木板自身重量和木板叠交的距离情况下,要使成年人和小孩都能平安过渠,小孩的体重不能轻于多少牛?
15、如图所示,有一粗细均匀,重为40N,长为4m的长木板AB,置于支架上,支点为0,且AO=1m,长木板的
右端B用绳子系住,绳子另一端固定在C处,当长木板AB水平时,绳与水平成30°的夹角,且绳子所能承受
的最大拉力为60N.一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下,从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动,求:
1滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小
2当滑块匀速运动时拉力F做功的功率
3滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平.
16、为保证市场的公平交易,我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。
杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。
请看下例。
秤砣质量为1千克,秤杆和秤盘总质量为0.5千克,定盘星到提纽的距离为2厘米,秤盘到提纽的距离为10厘米(图9)。
若有人换了一个质量为0.8千克的秤驼,售出2.5千克的物品,物品的实际质量是多少?
17、如图所示,灯重30N,灯挂在水平横杆的C端,O为杠杆的支点,水平杆OC长2m,杆重不计,BC长0.5m,绳子BD作用在横杆上的拉力是多少?
(已知:
∠DBO=30°)
18、如图12所示,一轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的A端挂一重为60牛的物体甲,在B端施加一个力F,已知OA∶AB=1∶2。
求:
为使杠杆水平平衡,作用在B端的力F的最小值和方向。
19、如图,甲物体静止置于水平地面上时,对地面的压强为p1;轻质杠杆AB的支点为O,OB=3AO,现在杠杆的
A端用轻绳将甲物体吊起,在杠杆的B端悬挂质量为4kg的乙物体,杠杆在水平位置平衡,此时甲物体对地面
的压强为p2,且p1=3p2,(g取10N/kg),求:
(1)(3分)杠杆A端受到的拉力是多少N?
(2)(3分)甲物体的重力是多少N?
20、如图12所示,一台小型起重吊车正在起吊重物,请解决下面两个问题:
(1)说明吊车的吊臂属于哪种类型的杠杆?
吊车使用这种类型杠杆的特点是什么?
(2)如果吊起的设备质量为2×103kg,OA的长度是OB的8倍,与起吊的设备质量相比,忽略吊臂的质量,此时吊臂下的液压挺杆对吊臂B点在竖直向上的方向上施加的支持力有多大?
(g≈10N/kg)
图12
21、一根平直的杠杆,本身的质量不计,支点为O,OA=2O,B在B点挂了一个体积为10立方厘米的实心铜球,
33
在A点最少应用多大的力,杠杆才能平衡?
(ρ铜=8.9×103kg/m3,g取10N/kg)
22、如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,OA=0.3cm,OB=0.2cm。
A点处挂一个重量为20N的物体G,B点点处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F大小为多少?
23、一把杆秤不计自重,提纽到秤钩距离是4cm,秤砣质量250g。
用来称质量是2kg的物体,秤砣应离提纽多
远,秤杆才平衡?
若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量多少千克的物体?
24、某科学兴趣小组利用硬棒(质量一可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。
如图所示,在C处挂一待测物体B,当重为8牛的物体A挂在D处时,硬棒在水平位置平衡,用刻度尺测得OC为6厘米,OD为18厘米。
(1)此时物体B的重力是多少牛?
(2)保持O点位置和物体A的重力不变,在C处挂上不同重力的物体,移动物体A的位置,使硬棒在水平位置平衡,分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度,就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。
问该杠杆的刻度是否均匀?
请说明理由。
25、如图所示,灯重30N,灯挂在水平横杆的C端,O为杠杆的支点,水平杆OC长2m,杆重不计,BC长0.5m,绳子BD作用在横杆上的拉力是多少?
(∠DBO=30°)
26、图20为用道钉撬来撬铁路枕木上道钉的图片,若阻力F2为1500N,根据图片估算此道钉撬所用最小动力
F1的大小。
27、如图所示。
AOB是一杠杆,OB与水平面平行,现在B点放一小球a,在A点加一水平力F,当F为60N时,杠杆处于平衡状态,且O仍与水平面平行,设AO=,求小球a所受的重力。
28、直角轻棒ABO,可绕O点自由转动,AB=30厘米,OB=40厘米,现在DB中点C处挂一重物G=100牛,欲使OB在与墙面垂直的位置上保持平衡,则在A点至少应加多大的力?
29、如图所示的装置,O为杠杆AC的支点,OA:
OC=1:
2,在杠杆的A点挂一边长为0.2m的立方体D,在杠杆
上B点作用竖直向下的拉力F,当杠杆在水平位置平衡时,物体D对地面的压强p1为7000Pa,A点受到向下的
拉力为F1′;在杠杆上C点作用竖直向下的拉力F,当杠杆在水平位置平衡时,物体D对地面的压强p2为6000Pa,A点受到向下的拉力为F2′,OB:
BC=1:
2,杠杆和绳的质量忽略不计。
求
(1)F1′和F2′的比值;
(2)F的大小;
(3)如果要使物体D对地面的压强刚好为零,则人需要在C点用多大的力F′。
30、质量不计的光滑木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。
然后在O点的正上方放一质量为0.5kg
的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。
(取g=10N/kg,绳的重力不计)
31、学校组织同学们到农村参加社会活动,小强第一次学习挑担子,他做了以下的实验,请你根据要求回答问题。
(扁担的质量忽略不计)
(1)他先在长为1.2m扁担的两端各挂上50N的重物,担子很快就被水平地挑起来,这时他的肩膀应放在扁担的什么位置?
(2)接着,他又在扁担的A端加上50N的重物,如图所示,但他掌握不好担子的平衡,请你帮助他计算出肩膀应距B端多远,担子才能重新在水平位置平衡?
33、假期里,小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。
活动要求是:
家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上,恰好使木板水平平稳。
1)若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N,小兰站在距离中央支点2m的一侧,爸爸应站在距离支点多远
外才能使木板水平平衡?
0.5m/s,爸爸
2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上,现在他们同时开始匀速相向行走,小兰的速度是
的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏?
34、有一均匀直杆,重力为G,杆的重心即为其对称中心C。
用细线拴住杆的两端点A、B,把它挂在两个竖直悬挂的弹簧测力计下面,并在A、C中点D处挂上4个相同的钩码,如图所示,杆在水平方向上达到平衡状态。
已知A点处绳上拉力F1=10N,B点处绳上拉力F2=8N,求:
直杆的重力G和每个钩码的重力G1。
35、如图13所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,杠杆长0.2米,在它的中点B处挂一重30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,则力F的方向?
大小为多少牛?
36、如图所示,OB为一轻质杠杆,O为支点,OA=0.3m,OB=0.4m,将重30N的物体悬挂在B点,当杠杆在水
平位置平衡时,需要在A点施加竖直向上的拉力是多少?
参考答案
、计算题
1、【分析】
(1)均匀木棒重力的作用点位于几何中心处,根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出答案;
(2)物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值;
(3)用该杆秤称某物体的质量时,根据杠杆的平衡条件得出等式即可求出该物体的质量.
【解答】解:
(1)因为木棒质量均匀分布,所以OA段木棒的质量mOA=
g05
c0
×LOA,OB段木棒的质量mOB=50g-
m
×LOA,
OA段木棒重力的力臂lOA=
LAO
2
,OB段木棒的力臂lOB=
2
由杠杆的平衡条件可得:
m小盘glOA+mOAglOA=mOBglOB,即m小盘lOA+mOAlOA=mOBlOB,则350g×LOA+
g05
c0
×LOA×
LAO
2
=(50g-
×LOA)×
解得:
LOA=5cm;
(2)由图知,标尺的分度值为0.2g,
所以,物体的质量m螺母=100g+50g=150g;
(3)设物体的质量为m,由杠杆的平衡条件可得:
(m小盘+m)glOA+mOAglOA=(m螺母+mOB)glOB,
即mlOA+m小盘lOA+mOAlOA=m螺母lOB+mOBlOB,
因m小盘lOA+mOAlOA=mOBlOB,
所以,mlOA=m螺母lOB,解得:
m=
lBO
lAO
×150g=2250g.答:
(1)OA长为5cm;
(2)150;
(3)该物体的质量为2250g.
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用和托盘天平的读书,要注意质量均匀的圆木棒重力的作用点在几何中心上.
2、解:
F拉=G-FN=G-F压=G-pS=60×10-3000×0.1=300(N)⋯⋯1分
F1=F拉·OA/OB=300×0.1/0.3=100(N)⋯⋯1分
(2)F拉′=F1′·OB/OA=120×0.3/0.1=360(N)⋯⋯1分
F浮=G-F拉′=mg-F拉′=60×10-360=240(N)⋯⋯1分
3-23
V排=V=m/ρc=60/3×10=2×10(m)
-233ρ液=F浮/gV排=240/(10×2×10-2)=1.2×103(kg/m3)
F1克服重力才能将砖抬起,
3、推导:
第一次以与地面接触的下边为支点转动,
根据杠杆的平衡条件F1×l1=F2×l2得:
(1分)
即F1×cb=mg×cb/2;F1=mg/2;(2分)
第二次同理有:
F2×ab=mg×ab/2,F2=mg/2,所以F1=F2;(2分)
4、250N
5、
(1)由G=mg得G=600N;
(2)支持力F的力臂l1=150cm,力臂如图所示:
(3)由杠杆平衡条件:
Fl1=Gl2得F=400N.
6、解:
由杠杆平衡条件得,F×OB=G×OA,
F×0.2m=20N×0.3m,
解得F=6N.
答:
此时拉力F为6N.
7、200N力的方向过A垂直于杠杆向上
8、解:
(1)C点是支点,空调的自身重力是阻力,在阻力与阻力臂一定的情况下,
由杠杆平衡条件得:
F×AC=G×AB,
即:
F×30cm=300N××40cm,
解得:
F=200N;
(2)C点是支点,空调的自身重力是阻力,在阻力与阻力臂一定的情况下,
由杠杆平衡条件可知,动力臂越大,动力越小,为了安全,室外机的位置应尽量靠近墙壁,以减小阻力臂,从而减小A处的拉力.
答:
(1)A处螺钉的水平拉力为200N;
(2)室外机尽量靠近A处安装.
9、
(1)FB=G乙=mg=4kg×10N/kg=40N(1分)由杠杆的平衡条件可得:
FA·AO=FB·OB(1分)
2)P1=(1分)
P2=(1分)
又因为P1=3P2,解得G甲=180N
1分)(只写答案没有计算过程不给分)
10、解:
(1)根据二力平衡条件和力的相互作用得秤砣对桌面的压力为:
1分
Pa
1分
1分
2)设秤盘的质量为m1,由杠杆平衡条件得
1分
2分
解上式得:
g
3)
设秤盘和被称物体的总质量为M,
被称物体的质量为m2,由杠杆平衡条件得:
2分
1分
解上式得:
1分
11、
(1)l=Lcos=Lcos600=1/2L故力臂l=1/2L
(2)由杠杆平衡得:
FL1=GL2
解法1:
FLcos=G1/2LsinF=1/2Gtan当0<<900时,tan随着的增大而增大,所以F逐渐增大。
解法2:
FL1=GL2通过观察发现,随着的增大,L1减小而L2增大,因此L2/L1增大,而F=GL2/L1,所以,F逐渐增大。
12、
(1)56N
(2)30N(3)
13、答案:
设OA=x,OB=b,每米长钢管重为w=30N/m.根据杠杆平衡条件可以列出方程bmg+·wx=
Fx
整理后为①这个方程有解的条件是△≥0,
其中②
由此解出F≥300N
从①式可以解出钢管长由于拉力最小时△=0
所以拉力最小时的钢管长为
14、解:
方法如图,小孩站在B处让成年人先从木板上过水
渠,待成年人站在原小孩处,再让小孩过水渠。
把AB木板视为杠杆,A为支点,成年人对木板压力视为阻力,
A'对B的支持力视为动力,那么阻力臂总小于动力臂,所以,人在A'时,A'对B的支持力最大,最大值为
600N。
把A'B'视为杠杆,O为支点,成年人对A'B'压力视为阻力F1,小孩对木板的压力视为动力F2。
则:
F1×A'O=F2×OB'
而OA'=1m,OB'=3m,F1=600N∴F2=200N
即小孩体重不能轻于200N
15、①f=F=10N;
②P=Fv=10N×1m/s=10W;
③当M在O点左侧离O点X1米,且T=0,则
G?
X1+GOA?
LOA=GOB?
LOB,即50N×X1+10N××1m=30N××3m,
解得:
X1=0.8m;
当M在O点右侧离O点X2米时,且T=60N,则
GOA?
LOA=G?
X2+GOB?
LOB﹣T?
LOBsin30°,即10N××1m=50N×X2+30N××3m﹣60N×3m×,
解得:
X2=1m,
故滑块在O点左侧0.8m到右测1m范围内滑动才能使AB保持水平.
答:
①滑块匀速运动时所受的摩擦力为10N;
②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率为10W;
③滑块在O点左侧0.8m到右测1m范围内滑动才能使AB保持水平.
16、代表物理量的符号:
m1—秤舶质量,m'1─假秤砾质量,m2—秤杆和秤盘的总质量,m3—货物的实际质量,m'3—货物的标称质量,a—定盘星到提纽的距离,b—秤盘到提纽的距离,C─过秤杆、称盘质心的铅垂线到提纽的距离,d—2.5千克秤星到提纽的距离(图2)
垂线段的长度即为动力力臂,由几何关系可求OE=0.75m,由杠杆平衡条件得:
G?
OC=F×OE
则F==80N
答:
绳子BD作用在横杆上的拉力是80N.
是中考杠杆平衡条件计算的典型
点评:
本题的关键是理解杠杆的平衡条件,并能将图中的力与力臂一一对应,题目.
18、F2=G甲=60牛1分
F1L1=F2
L2
1分
F=G甲LOA/LOB
1分
=60牛×1/3=20
牛
1分
F的方向为竖直向
上
1分
19、120N、180N(提示,甲物体悬挂在杠杆上平衡时受三个力作用,由p1
3p2,可得
F1=3F2,即第二种情况的支
持力是重力的1/3.)
20、
(1)费力杠杆;挺杆移动较小的距离可以使吊臂的前端提高较大的高度;(
2)
5
1.6×105N
21、0.445N
22、30N
23、由F1L1=F2L2,得
∴l'1=60cm-4cm=56cm.
由F'1l1=F'2l'2,得
∴【答】称2kg物体时秤砣离提纽56cm;秤的最大称量是3.5kg。
24、
(1)根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2得
6厘米×GB=18厘米×8牛⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2分(只写公式给1分)
GB=24牛
(2)刻度均匀.
方法一设:
待测物体重为G,.物A距离O点为L·根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2得G×OC=GA×L
G×OCGA×L=·G
方法
更换不同的重物,计算得出相应L(至少2组),归纳得出L与G按比例关系.变化的得2分
25、80N
27、
28、当F方向与OA垂直时
G·OC=F·OA
∵OB=40cmAB=30cm
∴OA=50cm(勾股定理)
∴100牛·OC=F·OA
∴100牛·20cm=F·50cm
F=40牛。
29、
(1)在B点作用力F,杠杆平衡时:
F1′·LOA=F·LOB⋯⋯①
在C点作用力F,杠杆平衡时:
F2′·LOA=F·LOC⋯⋯②
①/②,代入已知条件,得F1′:
F2′=1:
3
(2)在B点作用力F时:
以D为研究对象,受力分析如图甲,
绳对物体D的拉力F1与A点受到的拉力F1′大小相等
N1=G-F1′⋯⋯③
N1=p1S⋯⋯④
在C点作用力F时:
以D为研究对象,受力分析如图乙
绳对物体D的拉力F2与A点受到的拉力F2′大小相等
N2=G-F2′⋯⋯⑤