杠杆的平衡条件知识点题库

小翔同学利用课余时间制作图示一款捕鼠器。将一块木板用铰链固定在桌边的O点，木板能绕O点转动，食饵放于A点，A的下方放一水桶，木板经打蜡后，很光滑。捕鼠器的工作原理是，木板的重心位于（选填“O点”、“略偏O点左侧”或“略偏O点右侧”）。

图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。

（1）如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③。经测试发现：①、②之间是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是。
（2）图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在答题纸图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂L。
（3）已知：小壶盖质量为4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=135°．要求倒水时，壶身最多倾斜45°，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。求配重B的质量取值范围。（配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计， $\text{[math]}$ 取1.4）

如图所示是一个自制密度秤，其外形和杆秤差不多．装秤钩的地方吊着一个铁块，提纽位于B处，秤砣放在A处时，秤杆恰好水平平衡．把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度．当测量水的密度时，秤砣在C位置密度秤水平平衡，若测量酒精的密度时，铁块没有完全浸没，则测量值真实值（填“大于”、“等于”、“小于”）

根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：

（1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。小明同学想要通过调节杠杆右端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，则调节时应使右端的螺母向移动（选填“左”或“右”）。实验过程中使杠杆在水平位置处于平衡状态的目的是。
（2）图乙中要是杠杆平衡，应在a处挂个钩码。
（3）当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（4）他所列实验步骤如下：
A.求出每次实验中的“动力×动力臂”和“阻力×阻力臂”的数值，根据计算结果得出杠杆平衡条件。

B.改变力和力臂的数值，再做几次，将数据填在表格内。

C.记下动力、动力臂、阻力、阻力臂的数值。

D.把钩码挂在杠杆的支点两边，改变钩码的位置，使 ▲ 。

E.调节杠杆在水平位置平衡。

请你帮该同学把步骤D补充完整：。正确合理的步骤顺序依次是(填字母序号)。

如图长2m的粗细和密度都均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离S的关系如图所示，则杆重N；当滑环滑到图中A点时，金属杆是一个杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。

如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆（）

A . 一定是省力杠杆 B . 一定是费力杠杆 C . 一定是等臂杠杆 D . 以上情况都有可能

甲、乙两位同学一起做“探究杠杆平衡条件”的实验，以杠杆中点为支点，如图甲、乙所示。

（1）如图甲所示，每次实验让杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是；
（2）如图乙所示实验，某同学用弹簧测力计沿两个方向施力，要使杠杆在水平位置平衡，两次弹簧测力计的读数F₁F₂（选填大于、小于或等于）。

2019年1月3日，中国研制的“玉免二号”月球车成功着陆在月球背面，如图甲所示。

（1）玉兔二号月球车有六个宽大的车轮，是为了。假定在月球车前面有一石块，当车轮通过石块时，可将石块与车轮的接触点O看作是支点，F₁为车轮受的推力，F₂为阻力。分析可知，石块高度越高(不高于车轮半径)，推力(填“越大”或越小”)
（2）月球车质量约135kg，每个轮子的着地面积是10cm² ，不管是遇到什么样的障碍物六个车轮都是着地的，月球引力约是地球引力的六分之一，则当月球车在水平月面上行驶的时候对月面的压强是多少帕?(地球上的g=10N/kg)
（3）月球车在月面上行驶时，受到的阻力是月球车在月球所受“重力”的0.2倍，则月球车在月面上行驶20m克服阻力做的功为多少?

小明利用实验用的杠杆(杠杆上有等间隔的刻度)和溢水杯等材料制作了一个固体密度秤，具体步骤如下：

①将固体密度秤放在水平工作台上，并在水平位置调节平衡。

②溢水杯中盛满清水，在溢水口处套好接水袋

③用细线系住被测物体，并将其浸没在水中，当水停止外流时，取出物体并擦干

④将被测物体挂在A点(距0点10cm处)，同时将接水袋取下，并挂在密度秤的右端

⑤再读出接水袋和点O的距离，即可知道被测物体的密度

（1）请完善步骤5的操作。
（2）当杠杆左端OA的长度是10cm，右端接水袋距O点的距离为78cm，那么被测物块的密度是g/cm³。
（3）下列操作会使物块的密度测量偏大的是( )

A . 水袋有一定质量 B . 取出的物块未擦干 C . 步骤一的杠杆左端下沉

O为一根轻质杠杆的支点，OA＝2m，OB＝2.5m，A点处挂着重100N的物体。若在B点施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置上保持静止，则这个力的大小和方向是（）

A . 20N，竖直向上 B . 20N，竖直向下 C . 80N，竖直向上 D . 80N，竖直向下

某科学兴趣小组在科学的段课中想探究“在只有体重秤的情况下，如何测出汽车引擎的质量”这一问题。小组同学设计并实施了如下实验方案；让小明同学先站在一只体置计上，此时体重计显示的读数为48kg，接着让小明站在体重计上用双手竖直将引擎盖微微抬起，此时体重计显示的读数为56kg，最后画出了引擎盖的模型如图2.引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置，并且测得0B=130cm，AB=50cm.

据此回答：

（1）如果一直让小明用双手竖直向上匀速抬起引繁盖，此过程体重计显示的读数将（选填“增大”或“不变”或“减小”）
（2）引擎盖的质量为多少千克？（写出计算过程）
（3）汽车的引擎盖很重要不能缺少，请从节能和安全角度考虑，给制造商写两点建议

下列四幅图是起重机将倒地的一棵大树扶起时的四种方案，其中拉力最小的是( )。

A .

B .

C .

D .

晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降

（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是。
（2）小科将挂在晾衣架上的衣服升高1.5米，用了3秒，对衣服做功的功率为10瓦，则小科对衣服做了多少功？
（3）由于使用不当.造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，在侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。

如图是吊车起吊货物的示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕 O 点缓慢转动，从而将货物提起。下列说法正确的是（）

A . 吊臂是一个省力杠杆，但要费距离 B . 吊臂是一个费力杠杆，但可以省功 C . 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小 D . 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力逐渐变小

下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：(本实验均使用轻质杠杆)

实验1：在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验，记录多组数据。得出：F₁×s₁＝F₂×s₂(注：s₁和s₂分别表示支点到F₁和F₂的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验，也得到了同样的结论。

该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？

实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：(待填)。

实验次数	F₁/N	s₁/cm	F₂/N	s₂/cm	l₂/cm
1	1.0	10.0	0.5	21.3	20.1
2	1.5	20.0	1.0	31.7	29.8
3	2.0	30.0	2.5	25.5	24.0

s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F的作用点的距离(s₁)与支点到F₁的作用线的距离(l₁)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。

实验3：①移动钩码，使杠杆 (待填) 。

②继续实验，使杠杆平衡，记录F₁、s₁、l₁和F₂、s₂、l₂。

③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F₁、s₁、l₁和F₂、s₂、l₂。

④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。

最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F₁×l₁＝F₂×l₂。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答：

（1）实验2中，在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是。
（2）将实验3中的①填写完整。
（3） “支点到力的作用线的距离”在科学上被称为“力臂”。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。用下图中的图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是。

如图所示，AOB是一杠杆（自重不计，O为支点，OA＜0B OD＝OA），在A端悬挂一重物G，那么（）

A . 在B点用力使杠杆在图示位置平衡，一定是省力的 B . 在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡 C . 在B点用力使杠杆在图示位置平衡，沿竖直方向最省力 D . 在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡

探究杠杆的平衡条件

（1）杠杆两端的螺母作用是。

（2）小明用如图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是；

实验次数	动力/N	动力臂/m	阻力/N	阻力臂/m
1	0.5	0.2	1.0	0.1
2	1.0	0.15	1.5	0.1
3	3.0	0.1	2.0	0.15

（3）如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出 L₁ 和 L₂ ，则 2L₁(选填“＞”“＜”或 “=”)3L₂ 。
（4）拓展：探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出 L₁ 和 L₂ (如图丁所示)，则游码的质量为g。（用 L₁ 和 L₂ 字母表示）

快走有利于身体健康，人走路时可以将脚视为杠杆（如图所示）。行走时人的脚掌前端是支点，位于杠杆的一端，人体受到的重力是阻力，且作用点位于杠杆的中点，小腿肌肉施加的力是动力，位于杠杆的另一端。已知人的质量为60kg，g=10N/kg。求：

（1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L₁.
（2）根据图示计算小腿肌肉产生的拉力是多大？
（3）人向前走一步，重心将升高约 5cm，求：人克服自身重力做了多少功？

小柯在寒假期间给好友们表演一个科学趣味小节目：用一根细铁针穿过一圆柱形蜡烛的中心，架在两个高脚杯上，蜡烛保持水平状态。然后点燃蜡烛的两头，如图1所示，蜡烛仍能保持在水平状态。当他用扇子在左边向蜡烛轻轻扇动两下后，蜡烛便两头上下摆动起来，如图2所示。请你用所学过的科学知识解释产生这种现象的原理。

如图所示，小科的质量为60kg，再将木棒支在O点，物体挂在A点，OB=100cm，OA=20cm。让该同学站在体重秤上用手将木棒抬到图示位置，此时体重秤的读数为76.2kg。试求：

（1）试求物体的质量？
（2）若此时小科用双手竖直向上缓慢抬起木棒，体重秤的读数将。(选填“增大”或“不变”或“减小”)。

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