12.1.3杠杆平衡条件的应用
基础题
知识点1 杠杆模型的应用
1.制作傣味食物调料的柠檬夹如图甲所示,其工作原理如图乙。其中AB=3BO,当 8 N时, ,它属于 杠杆(不计柠檬夹自重)。
2.如图甲所示的是一个晒衣夹。在张开口夹衣服的过程中,可将其上半部分看成如图乙所示的杠杆。若动力 阻力 动力臂AO=18 cm,则阻力臂OB= cm。
3.(2024·洛阳期末)丹丹要晾晒三条相同的湿毛巾,如图的挂法中,最有可能让衣架保持水平平衡的是 ( )
知识点2 杠杆的最小力问题
4. A|兰生复旦校本经典题为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”,农业专家自制轻质拔草器。如图所示,将拔草器左下端的叉子插入植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起。若拔同一植株,手施加的最小力是 ( )
A. F
B. F
C. F
D.一样大
5.(2025·平顶山一模)如图1,建筑工地上工人师傅正在用撬棒撬石头,其中图2 是简化图。请你利用学过的杠杆知识,在图2中,以O为支点,在图中 A 点画出撬起石头的最小力F 。
知识点3 杠杆的动态平衡
6.如图所示,重为G的均匀木棒竖直悬于O 点,在其下端施加一水平拉力F,让木棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动过程中,木棒重力的力臂 ,拉力 F的力臂 ,拉力 F 。(填“变小”“变大”或“不变”)
7.人的脊柱起着支撑头部的作用,长时间低头会对颈椎造成损伤,人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。人在低头过程中,头部的重力的力臂 ,从而使颈部肌肉群对后颅向下的拉力 ,颈椎所受的压力也会 (前三个空均填“增大”“减小”或“不变”);结合以上分析,给出一条保护颈椎健康的合理建议: 。
8.(2025·许昌禹州市期末)如图,装满物品的拉杆式旅行箱总重60 N,其重心在箱体的几何中心,AB 与 BC 长均为 60 cm。现将平放在水平地面上的该旅行箱的C端抬离地面,至少用力 N;拉杆越短,所需的力越 。在 C端用始终与拉杆垂直的力把拉杆箱提升到如图所示位置,则此过程中所用力将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
中档题
9.(2025·镇江)图1为停车场的电子闸杆,其结构图如图2 所示,闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆,闸杆质量分布均匀,摇杆质量不计。当力 F 作用于A 点时,闸杆恰奸开始向上转动,下列说法正确的是 ( )
A 比装置可视为省力杠杆
B.力 F 的力臂为OA
C.闸杆重力的力臂为OB
D.当力 F 垂直于OA 向下时,F为最小值
10.新考向 模型建构(2025·湖北)如图为坐式推肩训练器。健身杆能绕O点处的轴上下转动,配重片可增减,人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉。下列说法正确的是 ( )
A.此健身杆是费力杠杆
B.手推 N 处时,配重越重用力越小
C.配重相同时,推N 处比推M 处费力
D.若改变 M 处推力方向,力臂始终不变
11.如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面。则 ( )
因为甲方法的动力臂长
因为乙方法的阻力臂长
因为乙方法时阻力臂短
12.质地均匀的实心长方体物体,宽度忽略,长度、厚度不可忽略,放在粗糙地面上,如图所示。O点是它的重心,重力是 1 000 N,AD=0.4m ,AB=0.3m 。若在D点施力使其A 点稍微离开地面。请在图中画出在 D点施加最小力的示意图;这时在D点施加的最小的力是 N。
13.(2025·广州)图甲所示的斜拉桥,可逐步简化成图乙、丙、丁的模型。为了减小钢索承受的拉力,可适当 (填“升高”或“降低”)钢索悬挂点在桥塔上的高度,理由是 。
拓展题
14.图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖是由两个杠杆组合而成,图乙为两个水平杠杆 AO B、DCO 组合的示意图。已知桶盖重 10 N,重心位于 DC中点的正上方, 桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示,脚踏杆AO B和竖直连接杆BC 的质量不计。
(1)杠杆 AO B 是 (填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)若要把桶盖翻开,脚对踏板 A 处的压力至少为 N。
基础题
1.2 省力 2.6 3. A 4. B
6.变大 变小 变大
7.增大 增大 增大 不要长时间低头
8.15 大 变小
中档题
9. D 10. C 11. D 12.
13.升高 升高钢索悬挂点在桥塔上的高度,即增大了拉力 F 的力臂l ,在阻力和阻力臂不变的情况下.即可减小钢索承受的拉力
拓展题
14.(1)省力 (2)40