初中物理杠杆的平衡条件试题

某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究（如图所示）。该装置主要由水箱、浮球 $B$、盖板 $C$和一个可以绕 $O$点自由转动的硬杆 $\mathit{OB}$构成， $\mathit{AC}$为连接硬杆与盖板的细绳。随着水位的上升，盖板 $C$所受的压力和浮球 $B$所受的浮力均逐渐增加，当浮球 $B$刚好浸没到水中时，硬杆 $\mathit{OB}$处于水平状态，盖板 $C$恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出。经测量浮球 $B$的体积为 $1\times {10}^{-3}{m}^3$，盖板的横截面积为 $6\times {10}^{-3}{m}^2$， $O$点到浮球球心的距离为 $O$点到 $A$点距离的3倍。不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度。求： $(g=10N/\mathit{kg})$

（1）水箱内所能注入水的最大深度；

（2）在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措施可保证自动冲水装置正常工作？（写出一种措施即可）

如图所示，下列情景中描述正确的是 $($ 　　 $)$

A．	甲图中下滑的小朋友的惯性越来越大
B．	乙图中小朋友玩的跷跷板利用了杠杆原理
C．	丙图中滑雪手套有凹凸的花纹是为了减小摩擦
D．	丁图中硬币跃过木块，利用了流速越大流体压强越大的知识

运用知识解决问题：

（1）如图1，轮船由下游经过船闸驶往上游。船进入闸室后，先关闭阀门 $B$和阀门 $D$，再打开阀门　　，当闸室中水位与上游水位　　时，打开阀门 $C$，船驶入上游。

（2）如图2， $A$、 $B$两物体叠放在水平地面上静止。请画出物体 $A$的受力示意图。

（3）如图3，轻质杠杆的 $\mathit{OA}:\mathit{OB}=4:1$．放在水平地面上的物体甲的重力 $G_{甲}=125N$，底面积 $S_{甲}=1\times {10}^{-2}{m}^2$．当杠杆水平平衡时，物体甲对地面的压强 $p_{甲}=1\times {10}^4\mathit{Pa}$，则物体乙的重力 $G_{乙}=$　　。（请写出解题思路）

如图所示，轻质杠杆 $\mathit{AB}$可绕 $O$点转动，当物体 $C$浸没在水中时杠杆恰好水平静止， $A$、 $B$两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知 $C$是体积为 $1d{m}^3$、重为 $80N$的实心物体， $D$是边长为 $20\mathit{cm}$、质量为 $20\mathit{kg}$的正方体， $\mathit{OA}:\mathit{OB}=2:1$，圆柱形容器的底面积为 $400c{m}^2(g=10N/\mathit{kg})$，则下列结果不正确的是 $($　　 $)$

A．物体 $C$的密度为 $8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

B．杠杆 $A$端受到细线的拉力为 $70N$

C．物体 $D$对地面的压强为 $1.5\times {10}^3\mathit{Pa}$

D．物体 $C$浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了 $2\times {10}^3\mathit{Pa}$

如图所示，在使用相同的钩码进行“探究杠杆平衡的条件”的实验中，杠杆匀质且刻度均匀。调节两端的螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡。现在 $B$处悬挂2个钩码，要使调好的杠杆仍在水平位置平衡，应在 $A$处悬挂钩码的个数是 $($　　 $)$

A．1B．2C．3D．4

搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力 $G=900N$，独轮车的有关尺寸如图所示。

（1）判断推车时的独轮车是省力杠杆还是费力杠杆；

（2）求推车时，人手向上的力 $F$的大小。

疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的 $O$点将轻杆悬挂起来，在杆的 $A$端悬挂质量 $m_1=10\mathit{kg}$的重物，在 $B$端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知 $\mathit{AO}$长 $1.5m$， $\mathit{OB}$长 $0.5m$，大壮质量 $m_2=56\mathit{kg}$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，求此时：

（1）大壮对杆的拉力大小；

（2）地面对大壮的支持力大小。

小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高 $40\mathit{cm}$，底部直径为 $30\mathit{cm}$，装满油后总重 $2000N$．下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．要使底部 $C$稍稍离开地面，他至少应对油桶施加 $600N$的力

B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功

C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力

D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力

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 $l_1=0.5m$，距右端 $l_2=0.2m$。在杠杆左端悬挂质量为 $2\mathit{kg}$的物体 $A$，右端挂边长为 $0.1m$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 $20N$．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，能承受最大压强为 $4\times {10}^3\mathit{Pa}$，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？

如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	"标"、"本"表示力，"权"、"重"表示力臂
B．	图中的 $B$ 点为杠杆的支点
C．	"权"小于"重"时， $A$ 端一定上扬
D．	增大"重"时，应把"权"向 $A$ 端移

如图，装满物品的拉杆式旅行箱总重 ，其重心在箱体的几何中心，图中 与 等长。现将平放在水平地面上的该旅行箱的 端抬离地面，至少用力 　　 ，拉杆越短，所需的力越 　　。

杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为20N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB：AB＝2：1。则F＝ 　    　N，此杠杆是 　    　杠杆。

解放前，我国经济很落后，一些地区过着极其原始的生活。如图所示，就是为了解决饮水问题，需要到很远地方挑水的示意图。为了防止道路不好水溅出桶外，在水面上覆盖木板（如图），若一个木板质量为 $500g$，密度为 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，每个桶内水深 $30\mathit{cm}\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$，求：

（1）桶底受到的水产生的压强；

（2）一个木板受到的浮力及静止时露出水面的体积；

（3）扁担与绳质量忽略不计，扁担长度 $1.5m$，每桶水总重 $180N$，扁担与肩膀接触点距离扁担右端 $55\mathit{cm}$，支撑手距离扁担左端也是 $55\mathit{cm}$，则支撑手受到的扁担产生的压力。

如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若 $F_1=20N$，盘的半径为 $20\mathit{cm}$，轴的直径为 $4\mathit{cm}$，不计摩擦阻力，则 $F_2=$　　 $N$．门锁的把手相当于一个　　（选填“省力”或“费力” $)$轮轴。

如图所示，杠杆 $\mathit{AOB}$用细线悬挂起来，分别在 $A$、 $B$两端分别挂上质量为 $m_1$、 $m_2$的重物时，杠杆平衡，此时 $\mathit{AO}$恰好处于水平位置， $\mathit{AO}=\mathit{BO}$，不计杠杆重力，则 $m_1$、 $m_2$的关系为 $($　　 $)$

A． $m_1>m_2$B． $m_1<m_2$C． $m_1=m_2$D．无法判断