初中物理探究杠杆的平衡条件实验计算题

用不等臂的天平来称量某物体，当物体放在左盘里，往右盘加m₁的砝码时天平平衡；当把同一物体放在右盘里，往左盘里加m₂的砝码时，天平平衡。试根据杠杆平衡条件证明：物体的实际质量：

小军健身用的拉力器结构如图所示．他用250N的拉力向下拉动拉杆，使200N的配重块在 2s内匀速升高40cm．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．求：

（1）克服配重的重力所做的功；
（2）拉力做功的功率；
（3）此过程中拉力器的机械效率．

2012年6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测，最大下潜深度7062米。如图甲所示，母船正在向海中投放“蛟龙号”，调控两根伸缩杆，使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止，然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器。处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆，OB表示“∩”形架，CD表示两根伸缩杆，O到CD的距离为2m，OD、OE的长度分别为3m、6m。深潜器的质量为25t，总体积为24.5m³。（不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力，设海水的密度ρ_海水=1.0×10³kg/m³且不变）。

（1）“蛟龙号”所受重力是多少？
（2）“蛟龙号”达到最大下潜深度时，所受海水的压强是多少？
（3）在绞车匀速向下释放“蛟龙号”至刚浸没的过程中，钢缆BE起吊拉力的功率随时间变化的图象如图丙所示，图中P₁＝2P₂。求t₁时刻伸缩杆CD所受的拉力(不考虑水的阻力)。

一根粗细均匀，长度为1m的木棒AB，将其浸没在水中，并使其可绕B端的水平轴自由转动．为使A端不上浮且维持木棒AB始终水平静止．在A端对其施加一个（方向待求的）力F_A=25N，已知木棒重G=100N，木棒的密度和水的密度关系为：ρ_木=0.8ρ_水，ρ_水=1×10³kg/m³．

求：（1）木棒所受浮力的大小；
（2）力F_A的力臂大小；
（3）力F_A的可能方向（推导后将相关角度标在图中）

一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是3cm，秤砣质量250g。用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，杆秤才平衡？若称量某物体质量平衡时，秤砣距提纽60cm，该物体质量多大？

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。                                                  

小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”，图（甲）是其原理示意图，其中托盘上放置物体，压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆ABO可绕0点转动，电压表的量程为O～3V（可显示质量大小）．已知OB：BA=1：2，电阻R₀=100Ώ．压力传感器R表面能承受的最大压力为400N，压杆与压力传感器的接触面积为2cm²，压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图像如图（乙）所示．电源电压恒定不变，秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，托盘和杠杆组件的质量忽略不计．求：

（1）该压力传感器能承受的最大压强；
（2）电源电压；
（3）当电压表的示数为1.5V时，托盘上被测物体的质量。（g=10N／kg）

在图中画出使杠杆在水平位置平衡时作用在B点的最小力F的示意图（保留作图痕迹）．

如图所示，小芳在研究动滑轮时，她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升，测得的实验数据如下：G_物=100N、h=0.3m

求：1）绳子移动的距离；
2）（如不计滑轮及绳重和摩擦）手的拉力。
3）（拓展）（又假如滑轮重G_动= 10N，不计绳重和摩擦）手的拉力。

如图甲所示OA＝30cm，OC=60cm，利用弹簧测力计把一质量为0.5kg的物体以2cm/s的速度匀速提高10cm，弹簧测力计上升了20cm。弹簧测力计的拉力如图乙。（g=10N/kg）

①弹簧测力计做了多少有用功？
②杠杆的机械效率是多少？
③拉力做功的功率是多少？

如图是一个弹簧门的示意图，相当于一个杠杆，弹簧的作用是当人进门后，它的拉力自动将门关闭，在开门时它起到阻力的作用。已知将门推到如图所示的位置时，推力F与门面垂直，它的力臂是0.8m，弹簧产生的阻力是120N，力臂是0.2m,求：

（1）弹簧拉力在门关闭的过程中，弹簧的     能转化为门的动能。
（2）将门推到如图所示的位置时，推力F的大小？（摩擦及其它阻力可不计）
（3）若此时人的手掌与门的接触面积为0.01m2,推力对门产生的压强是多少？

小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R₁是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R₀为定值电阻，为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为0—3V的电压表）。已知OB:OA=1:2，R₀=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）。

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R1/Ω	300	250	200	150	100	50	0

 

(1)托盘上没放物体时，压力传感器R₁的电阻值是多大？
(2)当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图所示，则此时压力传感器上的电压是多少？
（3）第（2）小题中被测物体的重力是多少？

后端挑着装满道具的“百宝箱”，前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”，江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走，表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏。如图所示，假设“戏台”重100N，装了道具的“百宝箱”重200N，它们的悬挂点之间距离为l.5m，扁担视作重力不计的硬直棒。

（1）挑起担子时，“百宝箱”被提高了0.6m，这一过程中，需要克服“百宝箱”重力做多少功?
（2）假设肩膀与扁担的接触点为D，当手不对扁担施加力的作用时，要使扁担在水平位置平衡，前端悬挂点A与O点的距离多大?
（3）当前端的“戏台”卸下后，左手在A点施加力，同样能使扁担在水平位置平衡。若肖师傅是在站立时卸下“戏台”，则卸下“戏台”前后：
①扁担对肩膀压力     （填“变大”、“变小”或“不变”）。
②肖师傅对水平地面的压强如何变化?变化多大?（假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm²）

如图所示，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。

如图所示，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？