微专题（十六）　杠杆的动态平衡分析及相关计算 2024-2025学年物理北师大版八年级下册

微专题（十六）　杠杆的动态平衡分析及相关计算 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 力或力臂的变化 1.如图所示的是小华体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图，若小华想更省力，则 （　D　） 第1题图 A.小华应原地不动 B.小华应将脚向前移动 C.应将支点向右移动靠近小华 D.应将支点向左移动远离小华 　D　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） A.杠杆的阻力臂为OA B.拉力F逐渐变小 C.动力臂逐渐增大 D.此杠杆一定为省力杠杆 2.如图所示的是一个杠杆式简易起吊机的原理示意图，其中杠杆OBA可绕O点转动。现施加一个始终垂直于杠杆的力F，将重物匀速吊起。在此过程中，下列说法中正确的是 （　B　） 第2题图 B 创新作业本·物理八年级下（北师大版） A.点燃前A、B蜡烛的重力之比为2：1 B.经时间t，杠杆右端下沉 C.经时间t，杠杆左端下沉 D.经时间t，杠杆继续保持水平平衡 3.如图所示，一个均匀杠杆可以绕中点O自由转动，杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到O点的水平距离LAO=2LBO。现同时点燃蜡烛，经时间t，它们减少了相等的质量，下列说法中正确的是 （　B　） 第3题图 B 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 杠杆的转动问题 4.如图所示，轻质杠杆AOB的支点是O点，AO=BO。在A端挂重物G1、B端挂重物G2，杠杆恰好在如图所示的位置平衡。若将重物G1、G2的位置对调，则杠杆 （　B　） 第4题图 A.保持平衡　　　　 B.A端下沉 C.B端下沉　　　　 D.以上均有可能 　B　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 5.如图甲所示，长1 m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用弹簧测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动，使金属杆保持水平状态，弹簧测力计的示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图所示，则金属杆的重力为 （C） 第5题图 A.500 N　　　　　　B.50 N C.100 N　　　　　　D.10 N C 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 杠杆的相关计算 6.如图甲所示，父子俩一起用长为1.5 m的扁担抬重物，儿子想让年迈的老父亲稍微轻松一些，他将重物悬挂在离自己肩膀0.5 m处（简化图如图乙所示），儿子与父亲抬重物时对扁担的支撑力之比F子∶F父=　2∶1　。（扁担的重忽略不计）  第6题图 　2∶1　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 7.传统文化（2024·重庆）小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200 g的秤砣构成，如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡。已知AO间的距离为10 cm。当放入重物，将秤砣移至距O点30 cm的B处时，秤杆水平平衡，则重物的质量为　600　g；往秤盘中再增加20 g的物体，秤砣需要从B处向　右　（选填“左”或“右”）移动　1　cm才能维持秤杆水平平衡。  第7题图 　600　 　右　 　1　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 8.（2024·无锡）如图所示的是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具——辘轳，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶的质量为10 kg，轮轴的质量为10 kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B端。O1A长为0.6 m，O1O2长为1 m，O2B长为0.8 m，硬棒及绳索的质量忽略不计，g取10 N/kg。求： （1）人对辘轳不施加力，桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量的最大值。 （2）若A点系上质量为40 kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装水的质量。 创新作业本·物理八年级下（北师大版） （3）若桶内水的质量为40 kg，人用时20 s将桶匀速提升3 m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功及人做功的功率。 第8题图 解：（1）桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为O1，由杠杆的平衡条件得， G石×O1A=（G轮+G桶）×O1B， 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 即m石g×O1A=（m轮+m桶）g×O1B， 代入数据，m石×10 N/kg×0.6 m=（10 kg+10kg）×10 N/kg×（1 m+0.8 m），解得m石=60 kg。 （2）若A点系上质量为40 kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为O2，由杠杆的平衡条件得，g×O2A=m总g×O2B， 代入数据，40 kg×10 N/kg×（0.6 m+1 m）=m总×10 N/kg×0.8 m，解得m总=80 kg， 桶中水的最大质量m水=m总-m轮- m桶=80 kg-10 kg-10 kg =60 kg。 创新作业本·物理八年级下（北师大版） （3）桶对水做的功W=Gh=mgh=40 kg×10 N/kg×3 m=1 200 J， 总功W总==120 W。 答：（1）石块质量的最大值为60 kg。 （2）桶中最多可装水的质量为60 kg。 （3）桶对水做的功为1 200 J，人做功的功率为120 W。 （3）桶对水做的功为1 200 J，人做功的功率为120 W。 创新作业本·物理八年级下（北师大版） $$