专题2 杠杆平衡条件的应用

专题二杠杆平衡条件的应用

一、复习目标

1．复习杠杆的平衡条件，总结归类常见题目类型。

2．培养学生利用杠杆平衡条件解决实际问题的能力。

二、知识储备

1．杠杆的平衡条件是指杠杆处于________或________状态，杠杆的平衡条件是：_________________________________.

2．力臂是指从_______________的距离；当____到_______的距离作力臂时，此时力臂最大。3．杠杆可分为：①_____________特点________________②___________特点____________③

__________特点____________

三、常见题目类型分析

（一）杠杆的再平衡问题

例1、如图1所示，杠杆平衡，下列做法仍能使杠杆平衡的是（）

A．两边钩码各向外移动一格

B．左边增加一个钩码，右边向外移动一格

C．左右两边的钩码各减少一个

D．左右两边的钩码各增加为原来的两倍。

例2、杠杆两端各挂一个重力不相等的实心铁块G A、G B，并且G A＞G B，杠杆恰好平衡，如果把G A、G B都浸没在水中，不移动支点的位置，杠杆能否继续保持平衡？练习：

1．用一根细棉线把一段直铁丝吊起来，让铁丝能在水平位置平衡，再将棉线右边的铁丝对折一下，铁丝还能在水平位置平衡吗？

2．杠杆左右两端分别挂有20 N及30 N的重物，杠杆在水平位置平衡．若使两端都减少5 N，则( )

A．左端下沉B．右端下沉C．仍保持平衡D．以上说法都不对

3．一杠杆左右两端挂有质量不等的铜块和铁块，杠杆处于平衡，现将两铜块和铁块同时浸入水中，则杠杆将( )

A．顺时针转动B．逆时针转动C．保持平衡D．无法判断。

（二）最大力臂问题

例3、如图2所示，要想将重500N，半径为0.5m的车轮滚上高为20cm的台阶，其所用的最小力应是_______________N．

练习

请在图3中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F。（要求保留作图痕迹）

(三)力的大小变化问题：

O

图1

图2

图3

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例4、如图4所示的杠杆正处于平衡状态，现将弹簧秤改为沿斜上方用力拉，要使这个杠杆仍保持平衡，弹簧秤的示数将（）

A．增大B．不变C ．减小D．无法判定

练习

如图5所示：用一始终垂直于杠杆的力把杠杆的一端抬起，则作用在杠杆末端的力F大小的变化情况是（）

A．变大B．变小C．不变D．先变大，后变小

（三）杠杆平衡条件应用综合题：

例5、如图6所示，金属块M静置于水平地面上时，对地面的压强为5.4×105帕，轻质杠杆AB的支点为O，OA：OB=5：3，在杠杆的B端用轻绳与金属连接(如图4所示)。若在杠杆的A端悬挂质量为m=4千克的物体时，杠杆在水平位置平衡。此时金属块对地面的压强为1.8×105帕。若要使金属块离开地面，那么，杠杆A端所挂物体的质量至少应为多少？练习：

图7为冷水自控装置，小水箱与锅炉相连，当杠杆呈水平状态时，浮球一半体积浸入水中，塞子B刚好顶住自来水进口。测得浮球体积500厘米3，OC=25厘米，OD=1厘米，水管横截面积为1厘米2，由此算出自来水压强多大？(不计杠杆、连杆、塞子、浮球质量)

四、达标测试题

1．用如图8所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终竖直向下，

在将重物慢慢提升到一定高度的过程中，F的大小将（）

A．保持不变B．逐渐变小

C．逐渐变大D．先变大，后变小

2．利用如图9所示的装置估测物G的重，当杠杆平衡时，已知力F大小

为5牛，则物G的重( )

A．大于5牛B．小于5牛C．等于5牛D．无法确定

3．用不等臂天平称质量为4g的物体，先放在右盘中称，再放左盘中称，记下两次的结果，则其记录值可能为（）

A．2g 6 g B．4 g 1g C．10 g 6 g D．3.2 g 5 g

图4

图5

图6图7

图8

图9

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4．如图6所示，杠杆可绕O 点转动，已知OA ＝BC ＝20厘米，AB ＝30厘米，B 点悬挂一重物G ，在C 点施10N 的力，使轻杆在图示位置平衡。问：在B 处最多能吊起多重的物体？ 5．如图14所示，杠杆可绕O 点转动，已知OA ＝BC ＝20厘米，AB ＝30厘米，B 点悬挂一重物G ，在C 点施10N 的力，使轻杆在图示位置平衡。问：在B 处最多能吊起多重的物体？

6．小东想估测出某种油的密度ρ油，他手边的测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒，用细线系在O 点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块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，此时重物挂在硬棒上的位置为E ，如图16所示。下面是小东测出ρ油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整。

（1）用刻度尺测出OE 的长度L o

（2）把金属块B 浸没在油中，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ρ油的表达式为： 。

G O

A

B C

图

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