專題四 杠桿動態(tài)變化與平衡分析計算（學(xué)生版）

專題四杠桿動態(tài)變化與平衡分析計算知識點(diǎn)01杠桿的動態(tài)平衡問題變化根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可分析出①當(dāng)力的大小不變（如重力）方向改變時，得出另一個力的影響。②當(dāng)力的方向不變（如垂直的力）大小改變時，得出另一個力的影響?！炯磳W(xué)即練1】（2019九上·寧波月考）如圖所示，O為杠桿的支點(diǎn)，為了提高重物P，用一個跟杠桿保持垂直的力使杠桿由豎直位置轉(zhuǎn)動到水平位置,在這個過程中（

）A.杠桿始終是省力的

B.杠桿始終是費(fèi)力的

C.先是省力的，后是費(fèi)力的

D.先是費(fèi)力的，后是省力的【即學(xué)即練2】（2020·富陽模擬）如圖所示，OAB是杠桿，OA與BA垂直，在OA的中點(diǎn)處掛一個G＝10N的重物，杠桿重力及摩擦均不計。若加在B點(diǎn)的動力F甲使OA在水平位置保持靜止，如圖甲所示，那么，該杠桿________(選填“一定”或“不一定”)是省力杠桿；若動力F乙始終與OA垂直，將杠桿由水平位置勻速向上提升重物，如圖乙所示，動力F乙的大小變化是________(選填“變大”、“變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”)；若動力F丙由豎直向上的方向沿逆時針緩慢地轉(zhuǎn)到水平向左的方向，在此過程中OA始終保持水平靜止，如圖丙所示，請在答題卷上畫出動力F丙隨時間t的變化趨勢________。知識點(diǎn)02杠桿的最小力問題做此類題，必須先找準(zhǔn)杠桿的動力、阻力、動力臂、阻力臂，以及各力臂的變化，此類題只需找出最長動力臂即可，可根據(jù)這個思路進(jìn)行判斷?！炯磳W(xué)即練3】如圖，圓柱形物體重力為G、橫截面積是半徑為R的圓，要從高度為0.5R的臺面上滾過去，請畫出最省力的作用點(diǎn)和力方向________；此時力F和G的關(guān)系是：________?！炯磳W(xué)即練4】（2020九上·西湖期中）如圖所示，一根粗細(xì)均勻的輕質(zhì)杠桿AOBC按圖水平放置（支點(diǎn)在O點(diǎn)），其各段的長度關(guān)系為AO:BO:BC=4:3:4，重量為G的物體豎直懸掛在A點(diǎn)，（1）請在圖上畫出使杠桿水平平衡的最小力的示意圖。（2）請根據(jù)杠桿平衡條件分析，（1）中最小力F=________G。（3）若考慮到粗細(xì)均勻杠桿的實(shí)際重力存在，則（2）中最小力的實(shí)際大小F實(shí)________（“大于”、“等于”、“小于”）F。知識點(diǎn)03杠桿能否再次平衡根據(jù)杠桿平衡條件得到：；當(dāng)兩個物體力改變時（如浮力），左邊：；右邊：；再根據(jù)原來的平衡判斷左右是否有新的平衡同理當(dāng)兩個物體力臂改變時（如左右同時移動），建立左右新的等式判斷是否平衡即可【即學(xué)即練5】（2019·杭州模擬）小華在做實(shí)驗(yàn)時提出了如圖所示兩個模型，兩杠桿均處于平衡狀態(tài)，甲杠桿上平衡的是兩個同種密度但體積不同的實(shí)心物體，乙杠桿上平衡的是兩個體積相同但密度不同的實(shí)心物體，若將它們都浸沒在水中，則兩杠桿將（

）A.仍保持平衡

B.都失去平衡

C.甲仍保持平衡，乙失去平衡

D.甲失去平衡，乙仍保持平衡【即學(xué)即練6】（2019九上·余杭期中）材料相同的甲、乙兩個物體分別掛在杠桿A、B兩端，O為支點(diǎn)（OA＜OB），如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài).如果將甲、乙物體（不溶于水）浸沒于水中，杠桿將會（

）A.A端下沉

B.B端下沉

C.仍保持平衡

D.無法確定分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.（2019·衢州）如圖是起重機(jī)用四種方案將地面上的一棵大樹扶起的瞬間，其中拉力最小的是（

）A.

B.

C.

D.2.（2019九上·鄞州期中）如圖所示，作用在杠桿一端始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢勻速地由位置A拉至位置B，在這個過程中力F的大小將(

)A.變大

B.不變

C.變小

D.先變大后變小3.如圖AB為一可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿，在A端通過繩子作用一個拉力，使杠桿平衡，保持重物不動，而使繩繞A點(diǎn)沿圖中虛線緩慢逆時針轉(zhuǎn)動，則F（

）A.先變大后變小B.先變小后變大C.不變D.無法判斷4.如圖所示，一根可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的均勻硬棒重為G，在棒的一端始終施加水平力F，將棒從圖示．位置緩慢提起至虛線位置的過程中(

)A.F的力臂變小，F(xiàn)的大小變大

B.F的力臂變大，F(xiàn)的大小變小

C.重力G與它的力臂乘積保持不變

D.重力G與它的力臂乘積變大5.（2019九下·秀洲月考）用細(xì)繩系住厚度不均勻的木板的O處，木板恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，且上表面保持水平。如圖，兩玩具車同時從O點(diǎn)分別向木板的兩端勻速運(yùn)動，要使木板在此過程始終保持平衡，必須滿足的條件是（

）A.兩車的質(zhì)量必須相等

B.兩車的速度必須相等

C.質(zhì)量較小的車速度較大

D.兩車同時到達(dá)木板兩端6.（2019九下·蕭山月考）如圖所示，兩端分別站著一個大人和一個小孩，杠桿水平平衡。如果他們同時都以相同的速度向支點(diǎn)緩慢走去，杠桿將(

)A.小孩那端下沉

B.大人那端下沉

C.仍保持平衡

D.無法確定7.（2018九上·天臺月考）如圖所示，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿，在D點(diǎn)掛一個重為G的物體M，用一把彈簧測力計依次在A、B、C三點(diǎn)沿圓O相切的方向用力拉，每次都使杠桿在水平位置平衡，讀出三次的示數(shù)分別為F1、F2、F3，它們的大小關(guān)系是（

）

A.F1＜F2＜F3

B.F1＞F2＞F3

C.F1=F2=F3

D.F1＞F2=F38.（2018·拱墅模擬）重為G的均勻木棒豎直懸于O點(diǎn)，在其下端施一水平拉力F，讓棒緩慢轉(zhuǎn)到圖中虛線所示位置。在轉(zhuǎn)動的過程中(

)A.動力臂逐漸變大

B.阻力臂逐漸變小

C.動力F逐漸變大

D.動力F保持不變題組B能力提升練1.（2020九上·杭州月考）如圖所示，一根質(zhì)量分布均勻的木棒，能繞O處轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動（不計摩擦）.在木棒最下端用力，使之由A處緩慢地抬升到B處.下列說法合理的是（

）A.始終水平方向的拉力F1大小將保持不變

B.始終與桿垂直的拉力F2大小將保持不變

C.始終豎直方向的拉力F3會逐漸增大

D.三次拉力抬升木棒的過程中所做的功均相等2.如圖所示，一根不計重力的輕質(zhì)硬棒用一鉸鏈固定在O點(diǎn)，另一端用細(xì)線掛一重物，現(xiàn)在桿的中點(diǎn)處施加一個始終水平的力F，在緩慢把桿拉至接近水平的過程中，杠桿的省費(fèi)力情況是________(選填“始終省力”“始終費(fèi)力”“先省力后費(fèi)力”或“先費(fèi)力后省力”)，拉力F大小的變化情況是________。3.（2020·衢州）在實(shí)際生活中，常用螺絲刀將螺絲釘擰進(jìn)（出）物體。圖甲中正在擰螺絲釘?shù)穆萁z刀，可視為圖乙所示的杠桿AOB，其中O為支點(diǎn)，B為阻力作用點(diǎn)，F(xiàn)2為阻力，動力作用在手柄上。（1）圖甲中的螺絲刀屬于________杠桿。（2）請在答題紙相應(yīng)位置圖中，畫出對應(yīng)F2的最小動力F的示意圖。________4.（2020·湖州）為了防止門被風(fēng)吹動，常在門背后和墻上安裝如圖甲所示的“門吸”。圖乙是簡化后的模型門可以繞軸O自由轉(zhuǎn)動，門寬為1．2米?！伴T吸”與O位置關(guān)系、“門吸”引力大小和方向如圖乙所示。(摩擦力忽略不計)（1）關(guān)門所需的最小力F是________牛。（2）在圖乙中畫出F的作用點(diǎn)和方向。5.（2018九上·天臺月考）小科家里進(jìn)行裝修，裝修的工人從建材市場運(yùn)來一些質(zhì)量均勻的矩形實(shí)木板和墻面漆，每塊木板的規(guī)格是1.2m×2m×0.015m，密度為0.7×103kg/m3，每一桶墻面漆的質(zhì)量為30kg。（1）木板的重力為________N。

（2）工人用一個豎直向上的力F將木板的一端勻速抬起到某個位置（如圖甲所示），在抬起過程中，力F的變化趨勢是________。A．變大

B．變小

C．先變大后變小

D．不變

（3）小科和工人身形相近，他們一起用一根輕桿將墻面漆抬起，工人抬起輕桿的A端，小科抬著B端，兩人施力的方向都為豎直向上，且保持輕桿水平（如圖乙所示），其中，AB為1.2m，桶懸掛點(diǎn)C離A端為0.4m，則小科對木板的力F2為多少？題組C培優(yōu)拔尖練1.（2020九上·椒江期中）如圖所示，AB為一輕質(zhì)杠桿，O為支點(diǎn)，OB=60cm，OA=20cm兩端分別懸掛實(shí)心鋁球和實(shí)心銅球，杠桿在水平位置平衡，若將兩球同時浸沒在水中，（鋁的密度為2.7×103kg/m3，銅的密度為8.9×103kg/m3）則杠桿還能保持平衡嗎？請結(jié)合公式加以推斷說明。2.如圖為油桶，油桶質(zhì)量為50kg，油桶高為0.8m，底部直徑為0.6m，據(jù)此回答(視油桶的重力集中點(diǎn)在幾何中心O點(diǎn)，g取10N/kg)。（1）在推翻油桶如圖甲→乙的過程中，至少需要對油桶做功________J。（2）若將翻倒的空油桶(如圖乙)重新豎起來所用最小力為F，F(xiàn)＝________N。3.（2019·杭州模擬）為了確定甲、乙兩個物體的重力之比，小明設(shè)計了如圖所示裝置，輕質(zhì)細(xì)桿AB可以繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動，將甲、乙兩個均勻?qū)嵭膱A柱體分別懸掛在A、B兩處，細(xì)桿恰好靜止處于水平位置。（1）若測得OA的長度為a，OB的長度為b，則甲、乙兩個物體|甲|乙的重力之比為________。（2）小明將甲緩慢同下移動一段距離使桿緩慢轉(zhuǎn)過一定角度（細(xì)線始終保持豎直方向），然后松手，細(xì)桿將________（填“順時針轉(zhuǎn)動”、“逆時針轉(zhuǎn)動”或“靜止不動"）；（3）小明發(fā)現(xiàn)細(xì)桿的長度較長，身邊只有量程較小的刻度尺，無法直接測量OA和OB的長度，于是小明將甲向右移動了較小一段距離，同時將乙向左移動，直至細(xì)桿第二次靜止平衡，用刻度尺分別測出甲、乙移動距離為△a和△b，則甲，乙兩個物體的重力之比為________，請你列式證明。

4.（2020·金華模擬）如圖甲所示，有一輕質(zhì)杠桿，O為支點(diǎn)，且OA>OB。（1）在A、B兩端各掛上質(zhì)量分別為m1和m2的實(shí)心物體，恰好水平平衡，則兩物體的質(zhì)量大小關(guān)系為________

；（2）若將m1和m2兩物體分別同時浸沒在水中，如圖乙，要使杠桿仍然保持水平平衡，則支點(diǎn)O應(yīng)向________(選填“左”或“右”)側(cè)移動。5.[2020.紹興模擬]如圖所示，將重力不計的吸盤內(nèi)部空氣排盡后與水平地磚完全貼合，已知貼合的面積為30cm2，大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，AB為輕質(zhì)杠桿，O為轉(zhuǎn)軸，OA與OB的長度之比為1∶3，保持杠桿水平，某人在B端用豎直向下的拉力F將吸盤沿豎直方向剛好拉離地磚。(1)求吸盤所受的大氣壓力F0；(2)求人所用拉力F；(3)若人沿圖中虛線方向施加拉力F′將吸盤拉離地磚，請分析拉力F′大小變化情況并請畫出拉力F′的力臂。6.（2020·湖州模擬）學(xué)校新安裝了分類垃圾桶，某次轉(zhuǎn)移垃圾時小寶拔掉了鎖扣，在垃圾箱上端邊緣