初中物理探究杠杆的平衡条件实验计算题

如图是锅炉上的保险阀，当阀门受到的蒸汽压强超过安全值时，阀门被顶开，蒸汽跑出一部分，使锅炉内的蒸汽压强减小，已知杠杆重可以忽略不计，OA与AB长度的比值为1∶3，阀门的面积是3 cm²，要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×10⁵ Pa，应将质量为多大的重物挂在杠杆的B点？（g取10 N/kg）

如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”.其制作过程和原理如下：选择一根长l 米的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡，在左侧离中点10厘米的A位置用细线固定一个质量为150克、容积为80毫升的容器。右侧用细线悬挂一质量为50克的钩码（细线的质量忽略不计）。测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。

(l）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O_________厘米处；
(2）该“密度天平”的量程为多大？
(3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将______________（选填“增大”“减小”或“不变”)

用不等臂的天平来称量某物体，当物体放在左盘里，往右盘加m₁的砝码时天平平衡；当把同一物体放在右盘里，往左盘里加m₂的砝码时，天平平衡。试根据杠杆平衡条件证明：物体的实际质量：

在图中画出使杠杆在水平位置平衡时作用在B点的最小力F的示意图（保留作图痕迹）．

后端挑着装满道具的“百宝箱”，前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”，江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走，表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏。如图所示，假设“戏台”重100N，装了道具的“百宝箱”重200N，它们的悬挂点之间距离为l.5m，扁担视作重力不计的硬直棒。

（1）挑起担子时，“百宝箱”被提高了0.6m，这一过程中，需要克服“百宝箱”重力做多少功?
（2）假设肩膀与扁担的接触点为D，当手不对扁担施加力的作用时，要使扁担在水平位置平衡，前端悬挂点A与O点的距离多大?
（3）当前端的“戏台”卸下后，左手在A点施加力，同样能使扁担在水平位置平衡。若肖师傅是在站立时卸下“戏台”，则卸下“戏台”前后：
①扁担对肩膀压力     （填“变大”、“变小”或“不变”）。
②肖师傅对水平地面的压强如何变化?变化多大?（假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm²）

如图，杠杆上标有刻度，G_A=15N，G_B＝8N，杠杆水平平衡时，A物体对杠杆的拉力是多少牛顿？ 此时A物体受到地面对它的支持力为多少？

如图是一个弹簧门的示意图，相当于一个杠杆，弹簧的作用是当人进门后，它的拉力自动将门关闭，在开门时它起到阻力的作用。已知将门推到如图所示的位置时，推力F与门面垂直，它的力臂是0.8m，弹簧产生的阻力是120N，力臂是0.2m,求：

（1）弹簧拉力在门关闭的过程中，弹簧的     能转化为门的动能。
（2）将门推到如图所示的位置时，推力F的大小？（摩擦及其它阻力可不计）
（3）若此时人的手掌与门的接触面积为0.01m2,推力对门产生的压强是多少？

如图所示是一种起重机的简图，用它把质量为4×10³㎏，底面积为1㎡的货物G匀速提起。(取g=10N／㎏)问：

(1)若把货物匀速吊起10m，则起重机对货物做了多少功?
(2)若起重机在此过程中，用了20s的时间，则起重机对货物的拉力的功率多大？
(3)吊起货物时，为使起重机不翻倒，其右边至少要配一个质量为多大的物体?已知OA=10m，OB="5m" (起重机本身重力不计)

一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是3cm，秤砣质量250g。用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，杆秤才平衡？若称量某物体质量平衡时，秤砣距提纽60cm，该物体质量多大？

如图所示．“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备．OC段为平衡臂，C端装有配重体，质量为1t，OD段叫吊臂，E处装有起吊重物的滑轮组，可在O、D两点间移动．其中OC=12m，OE=15m，OD=25m．滑轮组重力及摩擦忽略不计．（g取10N/kg）

（1）塔吊底座是由混凝土构件和砂、石、土等固体散料共同组成，组合后底面积大且质量也较大．
解释：底座面积大是为了　                 　；底座质量大是为了　                    　．
（2）当滑轮组在E、D两点间移动的过程中，用此“塔吊”能起吊重物的最大质量是多少？
（3）在某次施工过程中，工人师傅用“塔吊”在30s内把重为6000N的建筑材料提升到15m高处，“塔吊”对物体做功的功率是多少？

小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，把重G为15N的重物挂在杠杆的中点，用手竖直提起棒的一端，使物体缓慢匀速提升，如图所示．
（1）不计杠杆自身重力和摩擦，求拉力F的大小？
（2）如杠杆是一根重为5N、质量均匀的硬棒，若在2s内将重物提升了0.1m，则小明使用杠杆所做的有用功是多大？机械效率是多大？拉力的功率是多大？

一根粗细均匀，长度为1m的木棒AB，将其浸没在水中，并使其可绕B端的水平轴自由转动．为使A端不上浮且维持木棒AB始终水平静止．在A端对其施加一个（方向待求的）力F_A=25N，已知木棒重G=100N，木棒的密度和水的密度关系为：ρ_木=0.8ρ_水，ρ_水=1×10³kg/m³．

求：（1）木棒所受浮力的大小；
（2）力F_A的力臂大小；
（3）力F_A的可能方向（推导后将相关角度标在图中）

如图甲所示OA＝30cm，OC=60cm，利用弹簧测力计把一质量为0.5kg的物体以2cm/s的速度匀速提高10cm，弹簧测力计上升了20cm。弹簧测力计的拉力如图乙。（g=10N/kg）

①弹簧测力计做了多少有用功？
②杠杆的机械效率是多少？
③拉力做功的功率是多少？

小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R₁是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R₀为定值电阻，为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为0—3V的电压表）。已知OB:OA=1:2，R₀=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）。

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R1/Ω	300	250	200	150	100	50	0

 

(1)托盘上没放物体时，压力传感器R₁的电阻值是多大？
(2)当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图所示，则此时压力传感器上的电压是多少？
（3）第（2）小题中被测物体的重力是多少？

如图所示，一轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的A端挂一重为60牛的物体甲，在B端施加一个力F，已知OA∶AB＝1∶2。
求：为使杠杆水平平衡，作用在B端的力F的最小值和方向。