初中物理杠杆的平衡条件试题

某大桥设计车速为 $60\mathit{km}/ℎ$，图1为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图2、图3、图4所示的模型。

（1）可以看出它用到了　   　（选填“杠杆”或“斜面” $)$的物理知识。为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当　　（选填“增加”或“减小” $)$桥塔的高度。

（2）若某汽车质量为 $5\times {10}^3\mathit{kg}$，在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的0.06倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为　　 $W$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架 $\mathit{ABC}$放置空调室外机，已知 $\mathit{AB}$长 $40\mathit{cm}$， $\mathit{BC}$长 $50\mathit{cm}$。室外机的质量为 $30\mathit{kg}$，室外机的重力作用线正好通过 $\mathit{AB}$中点，则 $A$处钉受到的水平拉力 $F$为　 　 $N$（支架重力不计） $·$为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量　　（选填“靠近”或“远离” $)$墙壁。

杠杆两端螺母的作用是　                　，图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧各减掉一个等重的钩码，杠杆　         　（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。

现有两个品种相同的实心西瓜，形状不同，在没有直接测量质量和重力工具的情况下，要判断哪个更重，在以下三种方案中

方案一：将西瓜分别装入相同的网，分别挂在已调节好的等臂杠杆的两端，观察杠杆的倾斜情况；

方案二：将西瓜分别装入相同的网，分别系在一条跨过定滑轮的绳子两端，向上提滑轮，观察哪个先离开地面；

方案三：把两个西瓜放在质地均匀的同一块海绵上，观察海绵形变的大小。

你认为方案　        　不可行，原因是　         　。

探究杠杆的平衡条件。

（1）实验前		杠杆静止在如图所示的位置，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　    　调节。
（2）实验时		①用如图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式　       　。 $A$．一个人无法独立操作 $B$．需要使用太多的钩码 $C$．无法测量力臂 $D$．力和力臂数目过多 ②在图中，不改变支点 $O$左侧所挂的三个钩码及其位置，保持右侧第　       　格的钩码不动，将右侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆也可平衡，继续实验。
	实验数据： 次数 左侧 右侧 动力 $F_1/N$ 动力臂 $l_1/\mathit{cm}$ 阻力 $F_2/N$ 阻力臂 $l_2/\mathit{cm}$ 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20
（3）结论	杠杆的平衡条件是：　                              　。
（4）交流评估	①实验进行三次的目的是　      　（只有一个选项正确，填写对应字母）。 $a$．取平均值减小误差 $b$．归纳出物理规律 $c$．使每组数据更准确 ②某同学在第3次实验的基础上，将左右两侧的钩码同时向支点 $O$移动 $5\mathit{cm}$，则杠杆　      　。（选填“保持平衡”“左侧下沉”或“右侧下沉”）

骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重 $600N$的小明在 $1\mathit{min}$内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是 $9\mathit{cm}$。求：

（1）小腿肌肉对每只脚的拉力；

（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率。

如图所示，杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将 $($　　 $)$

A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．无法判断

如图为吊装工具示意图，物体 $M$为重 $5000N$的配重，杠杆 $\mathit{AB}$的支点为 $O$， $\mathit{OA}:\mathit{OB}=1:2$，每个滑轮重 $100N$．当重为 $700N$的工人用 $300N$的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为　　 $N$，物体 $M$对地面的压力为　　 $N$．（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）

某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。 $\mathit{ABO}$为一水平杠杆， $\mathit{OA}$长 $120\mathit{cm}$， $O$为支点， $\mathit{AB}:\mathit{OB}=5:1$；已知报警器 $R_0$的阻值恒为 $10\Omega$，压力传感器 $R$固定放置， $R$的阻值随所受压力 $F$变化的关系如表所示。闭合开关 $S$，水平踏板空载时，电压表的示数为 $2V$；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到 $5V$时，报警器 $R_0$开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求：

$F/N$	0	5	10	15	20	25	30	$\dots$
$R/\Omega$	45	34	24	18	14	12	10	$\dots$

（1）电源电压为多少？

（2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？

（3）若电源电压变为 $14V$，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点 $B$的位置。试计算说明触点 $B$应向哪个方向移动多少厘米？

图（a）所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图（b）所示，则杠杆 $($　　 $)$

A．右端下沉

B．左端下沉

C．要保持平衡应将左端的物体向右移动

D．要保持平衡应在右端再加挂一个物体

人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托 $5\mathit{kg}$的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定 $($　　 $)$

A．大于 $5\mathit{kg}$B．大于 $49N$C．小于 $49N$D．等于 $49N$

如图所示，杠杆 $\mathit{AOB}$能绕 $O$点转动。在 $A$点挂一重物 $G$，为使杠杆保持平衡且用力最小，在 $B$点施加一个力，这个力应该是图中的　   。

手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个轻质杠杆， $O$点是支点。请在图中画出：

（1）施加在 $A$点最小的动力 $F_1$

（2）力 $F_2$的力臂 $L_2$

如图甲所示是一种红酒开瓶器，如图乙是其简化的示意图， $O$是支点， $F_2$是瓶塞作用在 $B$点的阻力，请在图乙中画出阻力臂 $L_2$，并画出作用在 $A$点的最小动力 $F_1$及动力臂 $L_1$。

图甲中是用来压制饺子皮的“神器”，压皮时压杆可视为一个杠杆。图乙是其简化示意图。图中 $O$为支点， $F_2$为压动杠杆时作用在 $B$点的阻力。请在乙图中画出：阻力臂 $l_2$、作用在 $A$点的最小动力 $F_1$及其动力臂 $l_1$。