6.5 探究杠杆的平衡条件
1.作用在杠杆上促使杠杆转动的力叫做 ,阻碍杠杆转动的力叫做 ,支点到力的
作用线
的 叫做力臂。力臂 (选填“一定”或“不一定”)在杠杆上,力
的作用点 (选填“一定”或“不一定”)在杠杆上。
2.列车上有出售食品的手推车(如图所示)。若货物在车内摆放均匀,当前轮遇到障碍物 A 时,售货
员向下按扶把,这时手推车可以视为杠杆,支点是 (写出字母);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 。
3.如图所示,OB 是以 O 点为支点的杠杆,F 是作用在杠杆 B 端的力。图中线段 AB 与力 F 的作用线在
同一条直线上,且 OA⊥AB。线段 (选填“OA”“AB”或“OB”)表示力 F 的力臂。
4.中国人独创的杆秤“戥子”可以起到“四两拨千斤的功效”,从本质上,杆秤就是一个简单的杠
杆,如图所示,请你在图中画出这个杠杆的五要素。
5.如图所示,一处于水平平衡状态的杠杆,杠杆上所标刻度每小格长为 3 cm。某同学在研究杠杆平
衡实验时,在杠杆上的 A 点挂四个钩码,每个重为 1 N,用弹簧测力计在 B 点竖直向上拉杠杆,使杠杆
水平平衡,此时弹簧测力计拉力的力臂为 cm,弹簧测力计的示数为 N。
6.某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验:(1)实验前,发现杠杆处于如图所示的位置,为了使杠杆在 位置平衡,应将杠杆的平衡
螺母
向 (选填“左”或“右”)移动,目的是为了能在杠杆上 。
(2)杠杆平衡后,若在 a 点挂 2 个 50 g 钩码,那么在 b 点应该挂 个 50 g 钩码才能使杠杆恢复
平衡。
7.下图是三类不同用途的杠杆模型。这三类杠杆中,一定是省力杠杆的是第 类,钓鱼竿与第
类杠杆原理相同。
8.杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用,有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为
了 ;有时却要使用费力杠杆,那又是为了 。下列工具中①天平、②扳手、③镊子、
④羊角锤、⑤裁衣剪刀、⑥瓶盖起子、⑦筷子、⑧钓鱼竿等都是简单机械,其中属于省力杠杆的
是 。(填序号)
9.下列生活情景中,属于应用费力杠杆的是( )
A.用钢丝钳剪钢丝 B.用船桨划龙舟
C.用独轮车运砖头 D.用指甲剪剪指甲
10.如图所示,OB=BA,在 A 点施加一个力,使轻质杠杆 OA 在水平位置静止,以下说法正确的是( )
A.杠杆 OA 一定是一个省力杠杆
B.杠杆 OA 一定是一个费力杠杆
C.在 A 点施加的最小力的大小为G
2
D.在 A 点施加的力不能大于 G
11.图甲所示为不锈钢折叠指甲剪的平面图,它使用时相当于两个杠杆,在图乙杠杆简化图中 B、C
两点确定支点,并用 O 标出,画出最小动力 F1 和阻力臂 l2。
12.如图所示,一轻质杠杆 AC 可绕支点 O 自由转动,在 B 点挂一重为 G 的物体。为使杠杆在水平位
置保持平衡,画出施加在杠杆上最小力 F 的示意图。
13.如图所示的杠杆正处于水平平衡状态,若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同),
杠杆将( )A.还继续处于水平平衡
B.右端上升,左端下降
C.右端下降,左端上升
D.无法确定杠杆的运动状态
14.下图是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置,实验中杠杆始终处于水平平衡状态,若在 C 处逐
渐改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③,则拉力的变化情况是( )
A.先变小后变大 B.先变大后变小
C.逐渐变大 D.逐渐变小
15.小宇用尚未标注刻度值的自制杆秤来估测物体的质量,秤砣上标示其自身质量为 150 g。没有测
量物时,杆秤刚好水平平衡(如图 1 所示);当挂上物体后,把秤砣的吊绳放置在杆秤的 M 处时,杆秤
也水平平衡(如图 2 所示),粗略估测物体的质量,合理的是( )
图 1
图 2
A.150 g B.150 N C.420 N D.420 g
16.如图所示,某人用一根 1.2 m 长的扁担挑起重 200 N 和 300 N 的甲、乙两桶水。
(1)肩膀应在离甲桶多少米处?(2)若两桶水都漏掉 50 N,则肩膀应向哪个桶方向移动?
17.如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
18.密度均匀的直尺放在水平桌面上,尺子伸出桌面部分 CB 是全尺长的1
3,当 B 端挂上 5 N 的物体时,
直尺的 A 端刚好没有翘起。如图,则此直尺受到的重力是( )
A.2.5 N B.5 N
C.10 N D.无法确定
19.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀。
图 1
图 2
(1)平衡时,应该让杠杆静止在 位置。
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图 1 所示,他们记录的数据为:动力 F1=1.5
N,动力臂 l1=0.1 m,阻力 F2=1 N,则阻力臂 l2= m。
(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是 。
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到 F2、F3 两个阻力,
结果会怎样?通过实验,他们得到了如图 2 所示的结果。根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1l1= 。(F1、F2、F3 的力臂分别用 l1、l2、l3 表
示)
20.仔细阅读材料,根据材料提供的信息回答问题:
我们已经学过杠杆的力臂和杠杆的平衡条件,如果把这些知识稍加拓宽和延伸,就可尝试用新
的方法来解决一些实际问题。有固定转动轴的物体在力的作用下处于静止或匀速转动的状态称为
力矩平衡状态。物理学中把力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。力矩用 M 表示,即 M=Fl,式中
l 为力臂,力臂是转动轴到力的作用线的距离。在国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米,符号为
N·m。引入力矩概念后,杠杆的平衡条件可叙述为:使杠杆沿顺时针转动的力矩与使杠杆沿逆时针
转动的力矩相等。用公式表示:M 顺=M 逆。
(1)力矩的表达式:M= ,力矩的国际单位为 。
(2)用垂直于门的力推门,推力 F=80 N,手到门轴的距离为 0.3 m,则 F 对门轴的力矩 M 为
N·m。
(3)
如图所示,一根均匀木棒 OA 可绕过 O 点的水平轴自由转动,现有一方向不变的水平力 F 作用于该棒
的 A 点,使棒从竖直位置缓慢转到偏角 θ
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