初中物理杠杆的平衡分析法及其应用试题

2021年1月30日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止。下列说法中正确的是（　　）

A．	旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力
B．	其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力F减小
C．	其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，拉力F增大
D．	箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大

如图所示，轻质杠杆 $\mathit{OB}$ 可绕 $O$ 点转动， $\mathit{OA}=\mathit{AB}$ ，物块 $G$ 重 $30N$ ， $\angle \alpha =\angle \beta =30°$ ，在 $B$ 点作用一个竖直向上的拉力 $F$ 使杠杆在水平位置平衡， $F$ 的大小为 　　 $N$ ；保持杠杆在水平位置平衡，仅将拉力 $F$ 沿顺时针方向转动，则在转至虚线①所示位置的过程中，拉力大小将 　　，在转至虚线②所示位置时，拉力与物重的大小关系为 $F$ 　　 $G$ 。

某制作小组所设计的电饭锅，其结构如图所示，控制系统中的感温磁体与受热面固定在一起，当温度低于 ${103}^{°}\text{C}$ 时，感温磁体具有磁性。

煮饭时用手向下按动开关，通过轻质传动杆 $\mathit{AOB}$ 使永久磁体和感温磁体吸合，触点闭合，电路接通，发热板开始发热。当温度达到 ${103}^{°}\text{C}$ 时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热。

（1）画出使触点分开时 $B$ 点受到的力和力臂。

（2）若用 $4N$ 的力按下开关， $B$ 端受到的阻力为 $1N$ ，则动力臂和阻力臂之比为 　　，如果手按下的距离为 $0.5\mathit{cm}$ ，则永久磁体和感温磁体之间的距离至少是 　　 $\mathit{cm}$ 。

（3）用电饭锅烧水（在标准气压下），水沸腾时 　　（能 $/$ 不能）自动断电。

悬挂重物 $G$ 的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在 $A$ 点，最小的力为 $F_A$ ；若力施加在 $B$ 点或 $C$ 点，最小的力分别为 $F_B$ 、 $F_C$ ，且 $\mathit{AB}=\mathit{BO}=\mathit{OC}$ ．下列判断正确的是 $($ 　　 $)$

A．

$F_A>G$

B．

$F_B=G$

C．

$F_C<G$

D．

$F_B>F_C$

实验台上有满足实验要求的器材：弹簧测力计1个，所受重力为 $1N$ 的钩码2个，带支架的杠杆1个。杠杆上相邻刻度间距离均为 $0.05m$ ，刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图所示。请利用上述实验器材，设计一个实验证明："杠杆在水平位置平衡时，如果动力臂 $L_1$ 保持不变，则 $F_1=k{F}_2{L}_2$ "，式中 $F_1$ 表示动力， $k$ 是常量， $F_2$ 表示阻力， $L_2$ 表示阻力臂。

请写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

【山东省济南市2015年中考物理试题】为了探究杠杆的平衡条件.物理老师带来了一个自制枉杆以AB。从其上找一点C用支架支起来，如图所示，当小强依次在枉杆上的A₁、A₂、A等各点施加一个向下的力时。发现越来越容易提起水桶。根据这一实验现象大家提出的以下四个问题.其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（  ）

A.水桶重和位置不变.杠秆平衡时.为什么施力点离支点越远就越省力?
B.水桶重和位置不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系?
C.阻力和阻力臂不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系?
D.杠杆平衡时.动力和动力臂、阻力和阻力臂之问存在着怎样的关系?

如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是      _，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将      _（选填“变大”、“变小”、或“不变”）。

如图，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以O为支点，杠杆的右端挂有重物M，支点左边的A处挂钩码时，杠杆平衡，将重物M浸没在水中，钩码放在B处，杠杆又平衡，则重物与钩码的质量之比为      ，重物M的密度是        kg/m^3．

如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆重）可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体。为使杠杆平衡，应在杠杆上的_________点施加一个作用力，才能使作用力最小，该最小作用力与物重G的比值是___________。

工人剪铁皮时，有时用两根铁管套在剪刀柄上（如图），这是什么道理？

某同学分别用如图所示的（a）、（b）两种方法挑着同一个物体行走，（a）图中肩受到的压力_______（b）图中受到的压力；（a）图中手施加的动力________（b）图中手施加的动力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

如图所示,人体前臂可以看作      (填“省力”或“费力”)杠杆,当曲肘将重物举起时,阻力臂大小将        (填“增大”或“减小”)。

如图1所示，在杠杆OA上的B点悬挂一重物G，A端用细绳吊在小圆环E上，且细绳AE长等于圆弧CED的半径，此时杠杆恰好成水平状态，A点与圆弧CED的圆心重合，E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的整个过程中，吊绳对A端的作用力的大小      。（填变化情况）