杠杆的简单计算
赵河中学八年级物理杠杆的简单计算(23题)1(要写出必要的公式和过程)开瓶时使用的开瓶器如图a,可以简化成不计重力的省力杠杆如图b,O为支点若动力F1和阻力F2,都与杠杆垂直,且OB=1cm,BA=5cm,F1=25N,求F2的大小2一把杆秤不计自重,提纽到秤钩距离是4cm,秤砣质量250g用来称质量是2kg的物体,秤砣应离提纽多远,秤杆才平衡?若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量多少千克的物体?3密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一,当B端挂5N的重物P是,直尺的A端刚刚开始翘起,如图所示,则此直尺受到的重力是多少?4请在如图中,小明的身体可作为一个杠杆,O点是支点他的质量为50Kg,所受重力可视为集中在A点将身体撑起时,地面对双手的支持力至少多大?5如图所示,是用道钉撬撬道钉的示意图当道钉对道钉撬的阻力F2是4000N时,要把道钉撬起,需要的动力F1最小多少?(不计道钉撬重)6小明同学钓鱼时,习惯右手不动,左手用力,如图所示左手到右手间的水平距离为0.2m,左手到鱼线间的水平距离为3m一条鱼上钩后,小明要用8N的力竖直向上提升鱼杆(1)动力臂和阻力臂分别是多少?(2)此时鱼对杆的作用力是多少N?7如图所示,某人用一根轻质木棒挑一重为120牛的物体放在水平地面上,木棒AB保持水平,棒长AB=1.2米,重物悬挂处离肩膀距离BO=0.8m,则人的肩膀对木棒的支持力为多少牛?若肩膀与B端的距离变小,则肩膀的支持力将怎样变化?8如图是锅炉安全阀示意图OA=20厘米,AB=40厘米,若锅炉在阀上产生的竖直向上的压力为30牛,在B处应挂多重的物体G?9如图,O为杠杆AB的支点,OA:OB=2:3,物块甲和物块乙分别挂在杠杆的A、B两端,杠杆平衡,已知物块甲、物块乙的体积之比是2:1,物块甲的密度甲=6×103kg/m3,物块乙的密度乙是多少10“塔吊”是建筑工地上普遍使用的一种起重设备,如图所示是“塔吊”的简化图OB是竖直支架,ED是水平臂,OE段叫平衡臂,E端装有配重体,OD段叫吊臂,C处装有滑轮,可以在O、D之间移动已知OE=10m,OC=15m,CD=10m,若在C点用此塔吊能起吊重物的最大质量是1.5×103Kg,则:(1)配重体的质量应为多少Kg?(2)当滑轮移到D点时能够安全起吊重物的最大质量是多少Kg?(不计“水平臂”和滑轮重力)11(10分)如图所示,一段粗细不均匀的木头放在地面上,用弹簧测力计竖直向上拉起细端时弹簧测力计示数为F1,而竖直向上拉起粗端时弹簧测力计的示数为F2,则此木头的重力G是多少?F1和F2哪个大?12如图所示,灯重30 N,灯挂在水平横杆的C端,O为杠杆的支点,水平杆OC长2 m,杆重不计,BC长0.5 m,绳子BD作用在横杆上的拉力是多少?(已知:DBO=30°)13希腊科学家阿基米德发现杠杆原理后,发出了“给我支点,我可以撬动地球”的豪言壮语假如阿基米德在杠杆的一端施加600N的力,要搬动质量为6.0×1024kg的地球,那么长臂的长应是短臂长的多少倍?如果要把地球撬起1cm,长臂的一端要按下多长距离?假如我们以光速向下按,要按多少年?(做完该题,你有何启示?)14小华用一根长6米、半径7.5厘米的均匀粗木棒为爸爸设计了一架能搬运柴草的简易起重机(如图所示)他把支架安在木棒的长处,每捆柴草重1000牛,为了使木棒平衡以达到省力的目的,他又在另一端吊一块配重的石头,请你算出这块配重的石头应有多重?(木棒密度0.8×103千克/米3,g取10牛顿/千克)15如图所示,OB为一轻质杠杆,可绕O点作自由转动,在杠杆A点和B点分别作用两个力F1和F2(F2未画出)时,恰能使杠杆在水平位置上平衡,已知OA=1cm,OB=3cm(1)若F1=18N,方向竖直向下,则F2的最小值是多大?(2)若F1减小为9N,不改变(1)中F2的作用点和最小值的大小,只改变F2的方向,要使杠杆仍在水平位置平衡,则L2为多大?并在图中画出F2的方向(2种情况)16如图所示,要将重为G=500N,半径为r=0.5m的轮子滚上高为h=20cm的台阶,(支点为轮子与台阶的接触点O),试在图中作出阻力G的力臂L,并在图中作出所用的最小力F的示意图这个最小力F=_N,并且至少需要做W=_J的功,才能将轮子滚上台阶17(2008郴州)如图所示,质量为8kg,边长为5cm的正方体物块A置于水平地面上,通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且CO=3BO,在C端用F=10N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且细绳被拉直(细绳重量不计,g取10N/kg)求:(1)物体A的重力G1(2)B端细绳的拉力F拉;(3)物体A对地面的压力F压;(4)物体A对地面的压强P18(2005海淀区)假期里,小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动活动要求是:家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上,恰好使木板水平平衡(1)若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N,小兰站在距离中央支点2m的一侧,爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?(2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上,现在他们同时开始匀速相向行走,小兰的速度是0.5m/s,爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏?19如图所示,独轮车和车内的煤的总质量为90kg,可视为作用于A点车轴为支点,将车把抬起时,作用在车把向上的力为多少?20有一根1.5m长的杠杆,左端挂300N的物体,右端挂500N的物体,若不计杠杆重力,要使杠杆平衡,支点应在什么位置?如果两端各加100N的重物,支点应向哪端移动?移动多少?*21(25分)如图1,一根长为20cm,横截面积为10cm2的均匀木杆用细线和弹簧测力计竖直悬挂起立,置于烧杯内水平面上方现将烧杯竖直缓缓提升,木杆逐渐浸入水中,已知木杆的密度为1=0.8×103kg/m3,水的密度为0=1.0×103kg/m3(1)当弹簧测力计读数为1.2N时,求木杆浸入水中的长度(2)继续缓慢提升烧杯,当木杆浸入水中一定深度时,开始出现倾斜,当木杆再次静止时,木杆与竖直方向成30°角,如图2所示,求木杆浸入水中的长度(忽略木杆横截面积的影响)*22(25分)如图所示是锅炉上保险装置的示意图,0为一可绕0点旋转的横杆(质量不计),在横杆上的B点下方连接着阀门S,阀门的底面积为3cm2,OB长度为20cm,横杆上A点处挂着重物G,OA长度为60cm对水加热时,随着水温升高,水面上方气体压强增大当压强增大到一定值时,阀门S被顶开,使锅炉内气体压强减小,使锅炉内的蒸气压强减小若要保持锅炉内、外气体的压强差为1×105Pa,试求挂在A点处的重物G为多少N?*23(25分)某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械,其中的一部分结构如图所示OA是一个均匀钢管,每米长所受重力为30N;O是转动轴;重物的质量m为150,挂在B处,OB=1m;拉力F作用在A点,竖直向上为维持平衡,钢管OA为多长时所用的拉力最小?这个最小拉力是多少?(g取10N/kg)24.如图甲所示为塔式起重机简易示意图,塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。(动滑轮重、绳重及摩擦不计,g取10 N/kg) 甲乙(1)为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越。(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,定滑轮a的作用是。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104 N,则能吊起货物的质量不能超过多少?(3)若将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30 m,再沿水平方向移动20 m,则此过程中克服货物重力做多少功?25.如图所示是一种起重机的示意图,起重机重2.4×104 N(包括悬臂),重心为P1。为使起重机起吊重物时不致倾倒,在其右侧配有重M(重心为P2)。现测得AB为10 m,BO为1 m,BC为4 m,CD为1.5 m。(g取10 N/kg) (1)若该起重机将重物吊升6 m,用时50 s,则重物上升的平均速度是多少?(2)现在水平地面上有重为2.44×104 N的货箱,它与地面的接触面积是3 m2。 若起重机不加配重,在起吊货箱时,最大可使货箱对地面的压强减少多少? 若要吊起此货箱,起重机至少需加多少牛的配重?(3)有人认为起重机的配重越重越好,这样就能吊起更重的重物。这起重机能配8 t的配重吗?请说明理由。26.图甲是天工开物中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙。轻质杠杆的支点O距左端l1=0.5 m,距右端l2=0.2 m。在杠杆左端悬挂质量为2 kg的物体A,右端挂边长为0.1 m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B对地面的压力为20 N。求: (1)此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿?(2)正方体B的密度为多少千克每立方米?(3)若该处为松软的泥地,能承受的最大压强为4×103 Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,物体A的重力至少为多少牛顿?杠杆的简单计算参考答案与试题解析一解答题(共23小题)1(要写出必要的公式和过程)开瓶时使用的开瓶器如图a,可以简化成不计重力的省力杠杆如图b,O为支点若动力F1和阻力F2,都与杠杆垂直,且OB=1cm,BA=5cm,F1=25N,求F2的大小考点:杠杆的平衡分析法及其应用。719250 专题:应用题。分析:找出力臂,利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2求F2解答:解:LOA=LOB+LBA=1cm+5cm=6cmF1LOA=F2LOB求答:F2的大小为150N点评:找出两个力臂是关键,利用杠杆平衡条件求解2一把杆秤不计自重,提纽到秤钩距离是4cm,秤砣质量250g用来称质量是2kg的物体,秤砣应离提纽多远,秤杆才平衡?若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量多少千克的物体?考点:杠杆的平衡分析法及其应用。719250 专题:计算题。分析:根据杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,以O点为支点,分别找到力与力臂,两次用平衡条件解出答案解答:解:由F1L1=F2L2,(1)2kg×g×4cm=0.25kg×g×L2解得:L2=32cm故答案为:秤砣应离提纽32cm(2)M×g×4cm=0.25kg×g×56cm解得:M=3.5kg答:这把秤最大能称量3.5kg的物体点评:杠杆的平衡条件是初中物理的重要内容,判断准各力对应的力臂是解对这类题的关键3密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一,当B端挂5N的重物P是,直尺的A端刚刚开始翘起,如图所示,则此直尺受到的重力是多少?考点:杠杆的平衡分析法及其应用。719250 专题:应用题。分析:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,动力为重物P等于5N,动力力臂为直尺的三分之一,阻力为桌面对直