【培优练习】《科学探究：杠杆的平衡条件》（物理沪科八年级全一册）.docx

科学探究：杠杆的平衡条件培优练习 1如图，轻质杠杆OA中点通过细线悬挂一个重力为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，下列有关说法正确的是（）A使杠杆顺时针转动的力是物体的重力B此杠杆为费力杠杆C杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小为30ND保持F的方向竖直向上不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将增大2如图所示的杠杆，正处于水平平衡，若将杠杆左边的钩码向右移动一段距离L，为使杠杆恢复平衡，应将右边钩码（）A向右移动LB向左移动LC向右移动大于L的距离D向左移动大于L的距离3如图所示，AB为一轻质杠杆，O为支点，BO=2AO，AB两端分别悬挂实心铁球和实心铜球，杠杆在水平位置平衡，若将两球同时浸没在水中，（铁密度为7.9103kg/m3；铜密度为8.9103kg/m3）则（）A杠杆仍能保持平衡B铜球一端下降C铁球一端下降D若改为浸没在酒精中，铁球一端下沉4如图所示，质量为M，半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心，重力加速度为g。现在薄板上挖去一个直径为R的圆，则圆板的重心将从O点向左移动 R的距离，在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，此时AB恰处于水平位置，则F= 5如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：ON=1：2已知动滑轮C和D的重力均为40N，物块A的密度为1.5103kg/m3、底面积为0.04m2、高1m，物块B的重力为100N所有摩擦和绳重忽略不计，g取10N/kg。求：（1）当物块A的顶部刚好没入水中时，物块A受到的拉力是多大？（2）若水位发生变化，电子秤的示数为55N时，物块A露出水面的高度是多少？（3）在水不漫过水库大堤的情况下，求电子秤的示数变化范围？答案和解析1【解答】解：（1）由图知，使杠杆顺时针转动的力是物体对杠杆的拉力，故A错误；（2）杠杆在A位置（如下图），LOA=2LOC，因为杠杆平衡，所以FLOA=GLOC，则拉力F=G=60N=30N，故C正确；因为拉力FG，所以此杠杆为省力杠杆，故B错误；（3）如下图所示：杠杆在B位置，OA为动力臂，OC为阻力臂，阻力不变为G，因为OCDOAB，所以OC：OA=OD：OB=1：2，因为杠杆平衡，所以FLOA=GLOC，则F=G=60N=30N；由此可知，当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变，故D错误。故选：C。2【解答】解：设一个钩码的重为G，左边钩码到支点的距离为2l，因为杠杆正处于水平平衡，所以由杠杆平衡条件可得3G2l=2Gl右，解得l右=3l，即右边钩码到支点的距离为3l；若将杠杆左边的钩码向右移动一段距离L，则杠杆的左边=3G（2lL）；因为左边钩码向右移动，所以右边的钩码应该向左移动才能平衡，设右边移动的距离为L，则杠杆的右边=2G（3lL）；为使杠杆恢复平衡，即3G（2lL）=2G（3lL），解得L=L，即向左移动大于L的距离，故D正确。故选：D。3【解答】解：如图，杠杆处于平衡状态，根据杠杆平衡条件得，OBG铜=OAG铁，OB铜gV铜=OA铁gV铁，所以，=，所以，V铜=。当两球同时浸没在某液体中，杠杆铜球端：OB（G铜F浮铜）=OBG铜OBF浮铜=OBG铜OB液gV铜=OBG铜OB液g=OBG铜OB液g杠杆铁球端：OA（G铁F浮铁）=OAG铁OBF浮铁=OAG铁OB液gV铁比较和式，因为OBG铜=OAG铁，铁铜，所以，所以杠杆的铜球端下沉。故选：B。4【解答】解：（1）在薄板上挖去一个直径为R的圆后，设圆板的重心将从O点向左移动x；由于原来均匀圆形薄板半径为R，挖去的圆直径为R（其半径为R），所以，根据S=r2可知，挖去的圆形薄板面积为原来面积的，由于圆形薄板是均匀的，则挖去的圆形薄板质量也为原来质量的，假设将割去的圆形薄板可补上，在重心处可以将物体支撑起来，以原重心处O为支点，如图所示：根据杠杆平衡条件可得：（MM）gx=MgR，解得：x=R；（2）在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，以A为支点，此时的重心距A的距离为RR，根据杠杆平衡条件，则有：F2R=（MM）g（RR），解得：F=Mg。故答案为：，Mg。5【解答】解：（1）物体A的重力：GA=mAg=AShg=1.5103kg/m30.04m21m10N/kg=600N，当物块A的顶部刚好没入水中时，由阿基米德原理可得，物块A受到浮力：F浮=水gV排=水gSh=103kg/m310N/kg0.04m21m=400N，所以物块A受到的拉力：F=GAF浮=600N400N=200N；（2）电子秤的示数为55 N时，绳对N端的拉力：FN=GBF示=100N55N=45N，杠杆平衡，所以有：FNON=FMOM，由题知，MO：ON=1：2，所以，FM=2FN=245N=90N，由图知，两个滑轮都是动滑轮，则FM=FC+G动，2FC=F+G动，所以绳对A的拉力：F=4FM3G动=490N340N=240N，此时A受到的浮力：F浮=GAF=600N240N=360N，前后两次浮力之比：=；即：=，则此时物体A浸入水中的深度：h=0.9m，所以此时物体A露出水面的高度：h露=hh=1m0.9m=0.1m；（3）当物体A没入水中时，根据滑轮组的使用特点可知FM1=（F+G动）+G动）=（200N+40N）+40N）=80N；根据杠杆平衡条件可得：FN1ON=FM1OM，所以，FN1=FM1=80N=40N，则电子秤的示数F最大=GBFN1=100N40N=60N；当物体A全部露出水面时，根据滑轮组的使用特点可知FM2=（G+G动）+G动）=（600N+40N）+40N）=180N；根据杠杆平衡条件可得：FN2ON=FM2OM，所以，FN2=FM2=180N=90N，则电子秤的示数F最小=GB