杠杆平衡的受力分析实例

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中考物理压轴题大揭秘专题专题05杠杆型综合计算含解析

专题05杠杆型综合计算考点01：杠杆平衡类力学综合计算：此考点重点是对杠杆的平衡条件即F1×L1=F2×L2的考查,同时能正确分析物体受力情况,并在确定动力与及阻力的前题下正确确定动、阻力对应的力臂,然后运用杠杆平衡条件及平衡力的知识,即可求解相应的未知量。

例1：（·潍坊）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m1=10kg的重物,在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。

已知AO长1.5m,OB长0.5m,大壮质量m2=56kg,g取10N/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。

【答案】(1)300N,260N。

【解析】（1）缓慢拉动轻杆至水平位置,根据杠杆平衡条件可得：F A·OA=F B·OB,F A的大小等于G A,即F A=G A= m1g=10kg ×10N/kg=100N,则F B=F A×OA/OB=100N×1.5m/0.5m=300N.即大壮对杆的拉力为300N。

（2）大壮受三个力,重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F支,三个力平衡,杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力,大小相等,则地面对大壮的支持力F支=G-F=m2g-F=56kg 10N/kg-300N=260N,地面对大壮的支持力为260N。

【变式1-1】（杭州中考）杆秤是一种用来测量物体质量的工具,小金尝试做了如图所示的杆秤。

在秤盘上不放重物时,将秤砣移到O点提纽处时,杆秤恰好水平平衡,于是小金将此处标为O刻度。

当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,测得OA=5cm,OB=10cm,（1）计算秤砣的质量。

(2)小金在B处标的刻度应为kg.若图中OC=2OB,则C处的刻度应为kg..(3)当秤盘上放一质量为2kg的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡时,其读数（填“＞”“＜”）kg,由此可知一杆秤不能随意更换秤砣。

杠杆原理的例子

杠杆原理的例子
1. 嘿，想想看跷跷板呀！这可是杠杆原理的典型例子。

你在公园玩跷跷板的时候，轻的你能撬动重的小伙伴，不就是利用了杠杆原理嘛！
2. 还有我们常见的撬棍，那简直就是神奇的存在呀！当你用它来撬起一块大石头的时候，你难道不会惊叹杠杆原理的厉害吗？
3. 钓鱼竿也是哦！你用细细的鱼竿就能钓起沉甸甸的鱼，这可多亏了杠杆原理呢，你说神奇不神奇？
4. 指甲刀也是杠杆原理的应用呀！那么小的一个东西，却能帮我们轻松剪掉指甲，这背后不就是杠杆原理在发力嘛，多有意思啊！
5. 再说说开瓶器吧！轻松就把瓶盖撬开了，不就是因为利用了这个原理嘛，杠杆原理是不是无处不在呀！
6. 天平不也是嘛！能精准地衡量东西的轻重，杠杆原理让一切变得如此简单又精确，真的太牛啦！
我觉得杠杆原理真的超级神奇，在我们生活中无处不在，给我们带来了很多的便利和惊喜！。

物体的受力分析及典型例题

物体的受力（动态平衡）分析及典型例题受力分析就是分析物体的受力，受力分析是研究力学问题的基础，是研究力学问题的关键。

受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点。

一. 几种常见力的产生条件及方向特点。

1•重力。

重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。

重力不是地球对物体的引力。

重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。

重力的方向：竖直向下。

2•弹力。

弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。

判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。

弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。

弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，点面接触垂直于面，点线接触垂直于线。

【例1】如图1 —1所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。

图a中接触面对球无弹力；图b中斜面对小球有支持力。

【例2】如图1 —2所示，判断接触面MO、ON对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。

水平面ON对球______ 支持力，斜面MO对球______________ 弹力。

【例3】如图1—4所示，画出物体A所受的弹力。

a图中物体A静止在斜面上。

b图中杆A静止在光滑的半圆形的碗中。

c图中A球光滑，0为圆心，0/为重心。

图1 —4【例4】如图1— 6所示，小车上固定着一根弯成 a 角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m 的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a 水平向右加速运动；（3）小车以加速度a 水平向左加速运动；（4）加速度满足什么条件时，杆对小球的弹力沿着杆的方向。

图1—63•摩擦力。

摩擦力的产生条件为：（1 ）两物体相互接触，且接触面粗糙；（2）接触面间有挤压;（3）有相对运动或相对运动趋势。

摩擦力的方向为与接触面相切，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。

判断摩擦力有无和方向的方法：假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。

杠杆力的平衡原理

杠杆力的平衡原理
嘿，大家好啊！今天咱来聊聊杠杆力的平衡原理。

咱就说啊，这杠杆力的平衡原理听着挺复杂，其实啊，也不难理解。

我给你们讲个我的事儿吧。

有一次，我和我爸去仓库搬东西。

有个大箱子特别重，我们俩怎么搬都搬不动。

这时候我爸就看到旁边有根木棍，他灵机一动，说：“咱可以用这木棍当杠杆啊。

”
于是，我爸把木棍放在一个石头上，让木棍的一端靠近箱子，然后他在木棍的另一端用力往下压。

嘿，你还别说，这箱子真的就被撬起来了一点。

我赶紧在箱子下面塞了几个砖头，让箱子抬高了一些。

我就觉得特别神奇，这小小的木棍怎么就有这么大的力量呢？我爸就给我解释说：“这就是杠杆力的平衡原理。

你看啊，这木棍就像一个杠杆，石头就是支点。

我们在这一端用力，根据杠杆的原理，另一端就会产生更大的力量。

”
我听了半天才有点明白。

原来这杠杆力的平衡原理就是通过调整力臂的长度，来实现用小的力量撬动大的物体。

就像我们刚才用木棍撬箱子，我们在木棍的一端用的力比较小，但是因为力臂比较长，所以在箱子那一端就产生了比较大的力量。

从那以后啊，我对杠杆力的平衡原理就有了更深刻的认识。

我觉得这原理在生活中还挺有用的。

比如说，我们可以用撬棍来打开罐头，用扳手来拧螺丝，这些都是利用了杠杆力的平衡原理。

总之啊，杠杆力的平衡原理虽然有点复杂，但是只要我们多观察生活中的现象，就不难理解。

嘿嘿。

杠杆平衡原理及应用

杠杆平衡原理及应用杠杆平衡原理是物理学中重要的基本原理之一，用于描述接触力和力矩在杠杆上的平衡关系。

根据杠杆平衡原理，一个杠杆系统处于平衡状态时，所受力矩的总和为零。

这个原理被广泛应用于机械工程、建筑工程、物理实验等领域。

首先，我们来看一下杠杆平衡原理的基本原理。

在一个杠杆系统中，有一个支点，两侧分别施加力和力臂。

力臂指的是力的作用线与支点的垂直距离。

根据杠杆平衡原理，当两侧所受力乘以其力臂长度的乘积相等时，杠杆系统处于平衡状态。

对于简单杠杆系统，可以通过以下公式来计算平衡条件：F1 * d1 = F2 * d2。

其中，F1和F2分别表示作用在杠杆上的两个力，d1和d2分别表示力臂的长度。

杠杆平衡原理的应用非常广泛。

下面我们来看一些常见的应用场景。

1. 力学系统中的平衡：杠杆平衡原理在力学系统中有重要应用。

例如，在起重机的设计中，平衡装置是保持起重机平衡的关键。

通过调整平衡装置的长度，可以使力矩在杠杆上平衡，使起重机保持平衡状态。

此外，杠杆平衡原理也应用于天平、挖掘机臂等力学系统的设计和工作原理中。

2. 建筑工程中的平衡：建筑工程中常常需要保持结构平衡。

例如，在悬挂桥或吊桥的设计中，需要确保吊索的长度和张力能够保持平衡，以保证桥梁的安全使用。

另外，建筑物的设计中也需要保持各个部分的平衡，以保证整个建筑结构的稳定性。

3. 物理实验中的应用：杠杆平衡原理在物理实验中也有广泛的应用。

例如，杠杆天平可以通过杠杆平衡原理来测量物体的质量。

只要通过调整杠杆的位置，使力矩平衡，就可以准确地测量出物体的质量。

此外，杠杆平衡原理还应用于测量液体的浮力、电子天平的工作原理等物理实验中。

4. 金融领域的应用：在金融领域，杠杆平衡原理也有一定的应用。

例如，借助杠杆的原理，可以通过借贷来增加投资的报酬率，从而实现财务杠杆的增长。

然而，同样的杠杆效应也可能导致债务风险的增加，因此需要合理使用并进行风险控制。

总而言之，杠杆平衡原理是物理学中一个基本而重要的原理，被广泛应用于各个领域。

【杠杆的平衡条件及其应用】杠杆平衡条件

【杠杆的平衡条件及其应用】杠杆平衡条件【杠杆的平衡条件及其应用】杠杆平衡条件1.探究杠杆的平衡条件（1）杠杆平衡是指杠杆处于静止状态或匀速转动.（2）实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是：可以消除杠杆自重对实验结果的影响；实验中：应调节杠杆两端的钩码的个数或位置，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是：可以方便地从杠杆上直接量出力臂.（3）结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂=阻力×阻力臂.写成公式是：F1l1=F2l2，也可写成：F1／F2=l2／l1.2.杠杆平衡条件的应用方法（1）确认杠杆及其七要素.（2）利用公式F1l1=F2l2及变形公式F1=F2l2／l1解题.（3）要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位要统一，并不一定要用米，可以是厘米.3.典型题例（1）最小力问题例1如图1，一端弯曲的杠杆，O为支点，在B端挂一重为10N 的重物G，OB=AC=4cm，OC=3cm，在A端加一个作用力使杠杆平衡，这个力的最小值可能是（）.A.10NB.8NC.13.3ND.5N解析根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，因F2l2一定，则F1l1一定，所以l1越大，F1越小.由图2可知，OA是最长动力臂.由OA2 =OC2+AC2，AC=4cm，OC=3cm，则OA=5cm.由G·OB=F·OA，G=10N，OB=4cm，OA=5cm，则F=8N.故选项B正确.答案 B方法技巧实际生活中常遇到杠杆的最小力问题，注意要从实物中抽象出杠杆模型.解此类问题，关键是找到最长的动力臂，找到最小力的作用点和方向.解题时要明确两点：（1）明确已知条件（此题中尤其要注意动力臂和阻力臂的确定）.（2）明确解题原理（F1l1=F2l2），解题时先把已知条件列出，再将已知条件代入公式解题.（2）杠杆的再平衡问题例2如图3，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（）.A.左右砝码各向支点移一格B.左右各减少一个砝码C.左右各减少一半砝码D.左右各增加两个砝码解析根据杠杆平衡条件，原来杠杆左边是2×4，右边是4×2，左右相等，杠杆平衡.情况变化后，A项的做法使左边是2×3，右边是4×1，杠杆不再平衡；B项的做法使左边是1×4，右边是3×2，杠杆不再平衡；D项的做法使左边是4×4，右边是6×2，杠杆不再平衡；C项的做法使左边是1×4，右边是2×2，杠杆平衡.故只有选项C正确.方法技巧杠杆的再平衡问题的特点是：原来杠杆是平衡的，当动力和阻力同时增减相等的力ΔF或动力臂和阻力臂同时增减相等的力臂ΔL时，杠杆不能平衡（等臂杠杆除外）.（3）杠杆的动态平衡问题例3如图4所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，阻力G的力臂，动力F.（选填“变大”“变小”或“不变”）解析分别画出杠杆在A、B两位置的阻力G的力臂可看出，阻力臂lG将变大，由于F的方向始终与杠杆垂直，所以F的力臂始终等于杠杆长，故F的力臂lF不变.根据公式F×lF=G×lG，∵lF、G不变，lG变大，∴F变大.答案变大变大方法技巧杠杆的动态平衡是较为复杂的问题，实质在于考查杠杆的平衡条件和力臂的物理意义.解决的关键是明确哪些量变化，哪些量不变，先假设杠杆在某处静止，再用变动为静的处理方法.（4）杠杆与滑轮的组合问题例4如图5所示，质量为m的人站在轻质木板AB的中点，木板可以绕B端上下转动，要使木板静止于水平位置，人拉轻绳的力的大小为（摩擦阻力忽略不计）.解析本题由于将杠杆与滑轮进行了组合，所以增加了分析思考问题的难度，木板可绕B端转动，说明B点为杠杆的支点，设人拉绳子的力为F，则由于天花板上的两个滑轮均为定滑轮，它们只能改变力的方向，不能改变力的大小，故A端所受绳子的拉力为F，方向竖直向上.人对杠杆的压力是G人-F.根据杠杆的平衡条件有：F·AB =（G人-F）·A B／2，F·AB=（mg-F）·AB／2，F=mg／3.答案mg／3方法技巧首先必须正确分析出作用在杠杆上的动力和阻力的大小，然后才能用杠杆平衡的条件得出答案.（5）实验探究过程中的经典问题例5在“研究杠杆平衡条件”的实验中，为了，应让杠杆在水平位置平衡.若实验前杠杆的位置如图6（甲）所示，欲使杠杆在水平位置平衡，则杠杆左端的平衡螺母应向（选填“左”或“右”）调.该实验得出的结论是：.某同学进一步用图6（乙）装置验证上述结论，若每个钩码重0.5N，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的读数将4N（选填“＜”“＞”或“=”）.解析经典实验通常是作为大的实验题来考的，问题多、分值大.今后中考也可能这样变化，为提高实验的覆盖面，一些重点实验将瘦身，问题减少，分值变小.但无论如何变形，其中的经典问题依然是命题的热点.杠杆不在水平位置平衡的话，杠杆本身的重力G杆对支点的力臂就不为零，这样会影响实验结论的正确得出.图甲所示的杠杆，左端下沉，右端上翘，说明左边偏重，应将平衡螺母向右调.若弹簧测力计竖直向下拉，则根据杠杆平衡的条件有：4G 钩·4l=F·2l，F=8G钩=8×0.5N=4N.弹簧测力计斜过来拉，力臂变短，力变大，应大于4N.答案消除杠杆自重对实验结果的影响（或使杠杆本身的重力对支点的力臂为0）；右；动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1·l1=F2·l2）；＞.方法技巧探究杠杆平衡条件的题型，往往考查实验器材、过程、数据分析、结论以及对实验的反思.本题考查对实验注意事项的理解，要反思不注意这些事项的后果.许多同学只知道杠杆要在水平位置平衡，不清楚杠杆为什么要在水平位置平衡，阅读了这道题的解析后应该明白问题的答案了.（6）生产与生活中的杠杆问题例6商店里常用案秤称量货物质量，如图7所示，称量时，若在秤盘下粘一块泥，称量的结果比实际质量（选填“大”或“小”）；若砝码磨损了，称量的结果比实际质量（选填“大”或“小”）；若调零螺母的位置比正确位置向右多旋进了一些，称量的结果比实际质量.（选填“大”或“小”）解析案秤是一不等臂的杠杆，若秤盘下粘一块泥，相当于物体质量增大，此时就要增加砝码来平衡增加的物体，则读数就要比物体的实际质量大；若砝码磨损了，则砝码的质量比它实际的质量要小，用它去平衡物体时仍按其上标的示数进行读数，则结果比物体的实际质量大；若调零螺母的位置比正确位置向右多旋进了一些，则左侧的力与力臂的乘积减小，由于右侧的力臂不变，只有砝码的质量减小，此时称量的结果比实际量小.答案大大小方法技巧案秤的使用实质为教材中天平的使用的迁移，同学们一定要灵活运用所学的知识去解决实际问题.。

杠杆的动态平衡分析讲解

杠杆的动态平衡分析讲解
目录
• 杠杆基本原理与动态平衡概述 • 杠杆受力分析与静态平衡条件 • 动态平衡过程描述与数学模型建立 • 影响因素识别及其对动态平衡影响机制 • 调控策略制定及实施效果评估 • 总结与展望
01
杠杆基本原理与动态平衡概述
杠杆定义及作用
01
杠杆是一种简单机械，由支点、动力作用点、阻力作用点和动力臂、阻力臂构成。
01
02
03
1. 确定杠杆的支点和转动方向。
2. 画出动力和阻力及其力臂。
04
05
3. 根据杠杆平衡条件列方程求解。
实例分析：静态平衡问题解决方法
实例一：天平平衡问题
根据方程求解未知量，如砝码质量、游码位置等。
分析天平两侧受力情况，列出平衡方程。
实例分析：静态平衡问题解决方法
实例二：杆秤称重问题分析杆秤受力情况，列出平衡方程。
关注行业动态，了解新技术和新方法的应用情况，以便更好地适应未来发展的需要。
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稳定阶段
当施加的力与重力分力达到平衡时，杠杆停止倾斜并保持新的平衡状态。此时，杠杆的动态平衡得以实现。
05
调控策略制定及实施效果评估
调控策略制定原则和方法
针对性原则
根据经济、金融市场的具体情况，制定相应的调控策略。
及时性原则
调控策略的制定和实施应及时，以迅速应对市场变化。
调控策略制定原则和方法
调控策略制定原则和方法
基于历史数据的统计分析
通过对历史数据的统计分析，发现市场运行的规律，为制定调控策略提供依据。
基于经济模型的预测分析
利用经济模型对市场未来走势进行预测，制定相应的调控策略。

物体的受力动态平衡分析及典型例题

物体的受力动态平衡分析及典型例题LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020物体的受力（动态平衡）分析及典型例题受力分析就是分析物体的受力，受力分析是研究力学问题的基础，是研究力学问题的关键。

受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点。

一.几种常见力的产生条件及方向特点。

1.重力。

重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。

重力不是地球对物体的引力。

重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。

重力的方向：竖直向下。

2.弹力。

弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。

判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。

弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。

弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，点面接触垂直于面，点线接触垂直于线。

【例1】如图1—1所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。

图a中接触面对球无弹力；图b中斜面对小球有支持力。

【例2】如图1—2所示，判断接触面MO 、ON 对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。

水平面ON对球有支持力，斜面MO对球无弹力。

【例3】如图1—4所示，画出物体A 所受的弹力。

a 图中物体A 静止在斜面上。

b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。

c 图中A 球光滑，O 为圆心，O ＇为重心。

【例4】如图1—6所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m 的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a 水平向右加速运动；（3）小车以加速度a 水平向左加速运动；（4）加速度满足什么条件时，杆对小球的弹力沿着杆的方向。

图1—ab图1—2图1—4ab c3.摩擦力。

摩擦力的产生条件为：（1）两物体相互接触，且接触面粗糙；（2）接触面间有挤压；（3）有相对运动或相对运动趋势。

物理试题—探究杠杆的平衡条件实验(含解析)

探究杠杆的平衡条件实验一．选择题（共5小题）1．为了探究杠杆的平衡条件，物理老师带来了一个自制杠AB，从其上找一点C用支架支起来，如图所示．当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时，发现越来越容易提起水桶．根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（）A.水桶重和位置不变，杠杆平衡时，为什么施力点离支点越远就越省力？B.水桶重和位置不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系？C.阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系？D.杠杆平衡时，动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系？2．小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图所示，他这样做的最终目的是（）A.便于直接读出拉力的大小B.便于提供大小不同的拉力C.改变拉力的方向便于得出普遍规律D.便于测量力臂的大小3．同学们利用如图所示的装置探究“杠杆平衡条件”时，调整完毕后，在杠杆两侧分别挂上不同个数的钩码，调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，经过多次这样的实验后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离．下列操作中，能帮助他得出正确结论的是（）A.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉B.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉C.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉D.增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性4．在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（）A.减小摩擦B.多次测量取平均值减小误差C.使每组数据更准确D.获取多组实验数据归纳出物理规律5．如图所示是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置，下列说法不正确的是（）A.为了方便对力臂的测量，该同学先调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡B.在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平平衡，测力计的示数是1NC.若将其中的一个钩码浸没水中，平衡时B点弹簧测力计的示数减小D.如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将变小二．填空题（共6小题）6．某同学用如图所示装置做探究杠杆平衡条件的实验，图中杠杆匀质且标有均匀刻度．实验前发现右端偏高，应向端调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡；当杠杆水平平衡后，在左侧第2格上挂3个相同的钩码，则应在右侧第3格上挂个相同的钩码才能使杠杆水平平衡；若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐（选填“增大”、“减小”、“不变”或者“不确定”）.7．物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题（1）小美先将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的端下降．要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将即可. （2）小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示．小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡．你认为原因是 .（3）他们认为（2）问中拉力是做功的．如果水平向右的拉力F大小不变，OA长L，将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中，拉力F做功为 .8．在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）如图a所示，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向调节. （2）如图b所示，调节平衡后，左侧挂上钩码，在右侧用弹簧测力计（图中未画出）拉杠杆，使其在水平位置平衡，为便于测量力臂，应使弹簧测力计拉力的方向 .（3）操作过程中，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，你认为接下来合理的操作是．（写出一条即可）（4）甲同学测出一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 .9．在“研究杠杆平衡条件”实验中，实验前杠杆如图（a）所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向调（选填“左”或“右”）；实验过程中出现了如图（b）所示的情况，为了使杠杆在水平位置平衡，此时应将右边的钩码向（选填“左”或“右”）移动格.10．关于探究“杠杆的平衡条件”的实验.（1）将如图甲所示的装置放在水平桌面上，发现杠杆的左端高于右端，则应调节杠杆两端的螺母向（选填“左”或“右”）移动，直到杠杆水平平衡；（2）杠杆平衡后，若在图甲中的B位置挂2个钩码，则应在A位置挂个相同的钩码，才能使杠杆保持在水平位置平衡；（3）如图乙所示，在B位置仍挂2个钩码，改用弹簧测力计在C位置竖直向上拉，使杠杆保持水平平衡．若此时将弹簧测力计改为向右上方斜拉，要使杠杆继续保持水平平衡，拉力F的大小将（选填“变大”、“变小”或“不变”）.11．某同学用图示装置做探究杠杆平衡条件的实验，当杠杆水平平衡后，若在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码，则可以在左侧距O点第8格上挂个相同的钩码使杠杆水平平衡；或者用弹簧测力计在B点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，如图所示，则测力计的示数是N（不计杠杠自重）；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将（选填“变大”“变小”或“不变”）.三．解答题（共14小题）12．小明利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆的平衡条件”．图每个钩码重O.5N．当调节杠杆在水平衡后，在A点悬挂两个钩码，要使杠杆在水平位置平位置平衙，需在B点悬挂个钩码；只取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆在水平位置平横，测得的拉力为 N；若将弹簧测力计拉力的方向改为在C点斜向左上方拉杠杆，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的读数将（选填“变大”、“小变”或“变小”）.13．某实验小组进行简单机械类探究实验：（1）探究“杠杆平衡条件”实验前，为方便测量力臂，应将杠杆调节到水平位置平衡，图1中，杠杆的平衡螺母B应向调节（选填“左”或“右”；（2）图2中，要使杠杆在水平位置平衡，需在C点悬挂个同样钩码；（3）某同学进行正确的实验操作后，能不能根据（2）问中的一组数据得出结沦？（选填“能”或“不能”），理由是；（4）探究“动滑轮的待点”的实验结果表明：使用动滑轮可以（选填“省力”或“省距离”），但不能改变力的方向；（5）生活和工作中使用的滑轮如：A．国旗杆顶部的滑轮；B．电动起重机吊钩上的滑轮，属于动滑轮的是（选填“A“或“B”）.14．在“探究杠杆的平衡条件”实验中：（1）实验前，发现杠杆左端偏高，应向端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡. （2）如图所示，把钩码挂在杠杆左侧A点，为使OB成为力臂，应在B点沿着的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡.（3）若每个钩码重为0.5N，将A点的钩码全部移到B点，弹簧测力计作用在C点，为使杠杆在水平位置平衡，所加最小力为 N.15．在探究杠杆平衡条件的实验中（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于或匀速转动状态．实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是 .（2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为A．一个人无法独立操作 B．力臂与杠杆不重合C．力和力臂数目过多，不易得出结论 D．杠杆受力不平衡（3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是 N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将，弹簧测力计的示数将（均选填“变大”、“变小”或“不变”）.16．在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）实验前没有挂钩时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母向调节.（2）如图甲，在杠杆的左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端B处挂同样钩码个.（3）如图乙，用弹簧测力计在C出竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，要使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将（填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是 .17．在“探究杠杆的平衡条件”实验中：（1）如图a所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向旋（选填“左“或“右”）.（2）如图b所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡.（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）.（4）使用杠杆能为我们的生活带来方便．如图d所示，下列杠杆能够省距离的是 .18．在探究“杠杆平衡条件”实验中：（1）将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是 . （2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上个钩码，使杠杆在水平位置平衡.（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，使杠杆在水平位置保持平衡．当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙），测力计示数将 .（4）完成实验后，小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量①将杠杆的B位置挂在支架上，在B的右侧挂质量为m的钩码，前后移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡（如图丙）.②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和的距离L2.③根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆= （用题目中所给物理量表示）19．探究杠杆的平衡条件【提出问题】如图1所示，是一种常见的杆秤．此时处于水平位置平衡.发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的来实现；发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变的长短也可以改变杠杆的平衡.那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？【制定计划与设计实验】实验前，轻质杠杆处于如图2所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是 .【实验结论】如图3所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是 .【拓展应用】如图4所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），此杠杆的支点是图中的点．假如托起6N的重物，请你根据图4所示，估算出手臂要用的动力大约是 N.20．小刚和小明等同学一起做“探究杠杆的平衡条件”的实验（1）小刚将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆的左端上翘，此时，他应将杠杆两端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡. （2）如图所示，若每个钩码重0.5N，且杠杆上每格相等，小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，他在图中A处施加一个方向向上的力F1，此力大小至少为 N.（3）若推去力F1，改在杠杆右端B处施加一个方向向下的力F2（如图乙所示），仍使杠杆平衡，请在图乙中画出力F2的力臂.21．如图是利用铁架台，带有刻度均匀的匀质杠杆，细线，数量足够且每个重力均为1N的钩码等实验器材探究“杠杆平衡条件”实验.（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端较低，这时应将平衡螺母向（填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡.（2）在A点悬挂三个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向下拉，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的拉力为 N；若弹簧测力计仍在C点，改变拉力的方向，斜向右下方（如图虚线方向）拉弹簧测力计，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将（选填“大于”或“等于”或“小于”）1N.22．如图所示是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验，每个钩码重为0.5N．（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向（填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡.（2）在A点悬挂两个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为 N；若改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向左上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将（填“变大”、“变小”或“不变”）23．物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，来“探究杠杆的平衡条件”．（1）在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是；若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向（填“左”或“右”）调节，以使杠杆在水平位置平衡.（2）调节完毕后，当在杠杆B点挂3个质量相同的钩码，如图乙所示，那么在杠杆的D点挂个质量相同的钩码，才能使杠杆恢复在水平位置平衡．当杠杆平衡后，将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格，那么杠杆（填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡.（3）实验中若不在D点挂钩码，而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡，为使弹簧测力计的示数最小，应使弹簧测力计挂在点，且拉力的方向是 .24．探究杠杆的平衡条件：【提出问题】如图1所示，是一种常见的杠秤，此时处于水平位置平衡.发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的来实现；发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变的长短也可以改变杠杆的平衡.那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？【制定计划与设计实验】实验前，轻质杠杆处于如图2所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是 .【实验结论】如图3所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是 . 【拓展应用】如图4所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）．假如托起6N的重物，请你根据图4所示，估算出手臂要用的动力大约是 N.25．在“研究杠杆平衡条件”实验中（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母向调（填“左”或“右”）（2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向（填“左”或“右”）移动格.（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将．（填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）探究杠杆的平衡条件实验参考答案与试题解析一．选择题（共5小题）1．为了探究杠杆的平衡条件，物理老师带来了一个自制杠AB，从其上找一点C用支架支起来，如图所示．当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时，发现越来越容易提起水桶．根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（）A.水桶重和位置不变，杠杆平衡时，为什么施力点离支点越远就越省力？B.水桶重和位置不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系？C.阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系？D.杠杆平衡时，动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系？考点：探究杠杆的平衡条件实验．专题：探究型实验综合题．分析：根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂分析即可．解答：解：水桶重和位置不变，即阻力和阻力臂不变，当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时，力臂不断增大，发现越来越容易提起水桶，说明力越来越小，故此实验最有探究价值且易于探究的科学问题是阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系？．故选C．点评：此类问题是考查对实验探究中的提出问题环节的理解与掌握情况，提出问题是科学探究过程的首个重要环节，也是物理科学研究中重要的一个环节．2．小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图所示，他这样做的最终目的是（）A.便于直接读出拉力的大小B.便于提供大小不同的拉力C.改变拉力的方向便于得出普遍规律D.便于测量力臂的大小考点：探究杠杆的平衡条件实验．专题：简单机械．分析：（1）从支点到力的作用线的距离叫力臂．（2）杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F1l1=F2l2．解答：解：从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以改变拉力的方向便于得出普遍规律．故选：C．点评：合理运用杠杆平衡条件进行分析，同时明确拉力倾斜时力臂会变小，这也是我们在实验中应该注意的细节．3．同学们利用如图所示的装置探究“杠杆平衡条件”时，调整完毕后，在杠杆两侧分别挂上不同个数的钩码，调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，经过多次这样的实验后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离．下列操作中，能帮助他得出正确结论的是（）A.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉B.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉C.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉D.增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性考点：探究杠杆的平衡条件实验．专题：简单机械．分析：杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂．从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂．力臂不一定是支点到力作用点的距离．探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．为得出普遍结论，用弹簧测力计拉杠杆，使力与杠杆不垂直，多做几次实验，得出实验结论．解答：解：杠杆的平衡条件“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，此时的力臂正是支点到力作用点的距离．为得出普遍结论，应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离，多做几次实验，得出实验结论，故正确的实验操作应该是B、去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉．故选B．点评：此题主要考查学生对于杠杆平衡条件的理解，解题的关键是理解力臂的概念，它是指从支点到力的作用线的距离．4．在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（）A.减小摩擦B.多次测量取平均值减小误差C.使每组数据更准确D.获取多组实验数据归纳出物理规律考点：探究杠杆的平衡条件实验．专题：探究型实验综合题．分析：实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律．解答：解：探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律．故选项D符合题意．故选：D．点评：初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件就是为了寻找普遍规律．5．如图所示是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置，下列说法不正确的是（）A.为了方便对力臂的测量，该同学先调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡B.在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平平衡，测力计的示数是1NC.若将其中的一个钩码浸没水中，平衡时B点弹簧测力计的示数减小D.如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将变小考点：探究杠杆的平衡条件实验．专题：探究型实验综合题．分析：（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂；（2）设杠杆的每一个小格代表1cm，知道动力臂、阻力臂、阻力，根据杠杆平衡条件求出动力；（3）两力臂不变，阻力减小，动力也会减小．（4）当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂减小，阻力和阻力臂不变，动力会增大．解答：解：A、杠杆在水平位置平衡，可从杠杆所标刻度直接读出各力的力臂，A正确．B、根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，即：F1×8L=2N×4L，解得：F1=1N，B正确；C、根据杠杆的平衡条件，F1L1=F2L2，将其中的一个钩码浸没水中，钩码受到浮力的作用，对杠杆的力减小，动力臂和阻力臂不变，所以测力计的示数将变小，C正确；D、弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，动力臂是OB，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂是OD，动力臂减小，阻力和阻力臂不变，动力会变大，D错误．故选D．点评：对于杠杆平衡问题，杠杆平衡条件是最基本的规律，用杠杆平衡条件去解决问题，一定要掌握．二．填空题（共6小题）6．某同学用如图所示装置做探究杠杆平衡条件的实验，图中杠杆匀质且标有均匀刻度．实验前发现右端偏高，应向右端调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡；当杠杆水平平衡后，在左侧第2格上挂3个相同的钩码，则应在右侧第3格上挂 2 个相同的钩码才能使杠杆水平平衡；若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐变大（选填“增大”、“减小”、“不变”或者“不确定”）.考点：探究杠杆的平衡条件实验．专题：探究型实验综合题．分析：（1）杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母（或一端的螺母）要向杠杆上翘的一端调节．（2）根据杠杆平衡条件，判断在右侧第3格上挂几个钩码；（3）弹簧测力计竖直向下拉杠杆时，力臂在杠杆上，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变短，阻力、阻力臂不变，动力臂变短，动力变大．解答：解：（1）实验前杠杆右侧高，左侧低，根据杠杆的平衡条件可知，应向右调节平衡螺母，（2）设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，根据杠杆平衡条件得：3G×2L=2G×3L，所以，应在右侧第3格上挂2个钩码．（3）若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时，阻力、阻力臂不变，动力臂逐渐变小，根据杠杆平衡条件得，动力逐渐变大，弹簧测力计示数将逐渐增大．故答案为：右；2；变大．点评：杠杆在水平位置平衡时，力臂在杠杆上，如果杠杆不在平衡位置平衡，动力臂和阻力臂都变小．7．物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题。

关于平衡状态轻杆受力情况题型的分析

关于平衡状态轻杆受力情况题型的分析贲志学(江苏省江安高级中学㊀２２６５３４)摘㊀要:在物理学科中ꎬ与轻杆受力有关的问题一直都是物理教学过程中的一大难点ꎬ教学困难的原因之一就是中学生的关于受力的方向问题ꎬ绝大部分同学都觉得:轻杆的受力的方向一定是沿着轻杆的方向的ꎬ或许会有一部分同学能理解轻杆的受力方向不一定与轻杆的方向相同ꎬ但是也很难确定受力的准确方向和大小.因此ꎬ本篇文章将针对轻杆的受力的问题做出一些分析和探究ꎬ希望对学习这部分内容有困难的同学提供帮助.关键词:平衡状态ꎻ受力分析ꎻ受力方向中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２１)２１－００７２－０２收稿日期:２０２１－０４－２５作者简介:贲志学(１９８２.１２－)ꎬ女ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中物理教学研究.㊀㊀如果轻杆的一端能够自由转动ꎬ并且轻杆处于受力平衡的状态ꎬ那么轻杆的另一端受到的合力的方向一定与与轻杆的方向相同.例题１㊀假设ＡＢ是一个水平轻杆ꎬ在点Ａ那段将墙壁和铰链相连接起来ꎬＣＢ表示一根轻绳ꎬ用轻绳ＣＢ与Ｂ端连接起来ꎬ并且ＣＢ和轻杆ＡＢ所成的角的度数是３０ʎꎬ在Ｂ的下端悬挂一个重量是１０Ｎ的物体ꎬ如图１所示.求出轻杆ＡＢ受到的作用力.剖析㊀将研究对象选择为轻杆ＡＢꎬ绳子ＢＣ㊁重物对轻杆的合力一定会沿着轻杆的方向ꎬ因此会很容易求出轻杆ＡＢ所受的力的大小ꎬ即:ＦＡＢ＝ｍｇｃｏｔ３０ʎ经过计算可得:ＦＡＢ＝１７.３２Ｎ.这个时候求出轻杆ＡＢ的受力方向是解出这道题的突破口.根据题目所给信息可以知道Ａ端是使用铰链连接起来的ꎬ因此Ａ端是能够自由转动的ꎬ如果受力方向不与ＡＢ相同ꎬ那么轻杆必将发生转动ꎬ如图２所示ꎬ因此可以得出结论:在一端能够自由转动的轻杆ꎬ另外一端所受到的合力方向一定与轻杆的方向相同.轻杆的一端是固定的ꎬ并且轻杆是在平衡状态ꎬ那么轻杆承受的力来自各个方向ꎬ导致轻杆的受力不一定是沿着轻杆的方向.例题２㊀如图３所示ꎬ有一水平的横梁ꎬ横梁的一端Ａ嵌入墙壁里面ꎬ在另一端连接有一个小的滑轮Ｂꎬ一根轻绳的一端被固定在墙壁上ꎬ另一端连接有一个质量等于１０千克的物体ꎬ连接的部分会跨过滑轮Ｂꎬ并且挂着物体２７Copyright©博看网 . All Rights Reserved.的绳与横梁之间所成的夹角大小是３０ʎꎬ那么滑轮Ｂ所受到的作用力是(㊀㊀)(已知ｇ的取值是１０ｍｓ－２)Ａ.５０Ｎ㊀㊀Ｂ.５０３Ｎ㊀㊀Ｃ.１００Ｎ㊀㊀Ｄ.１００３Ｎ剖析㊀初略一看ꎬ例题１和这个题很相似ꎬ因此许多同学会觉得滑轮Ｂ受到的绳的压力一定和轻杆的受力方向相同ꎬ然后会将重力顺着绳子㊁轻杆的方向分解从而导致这道题选成错误答案Ｄ.仔细思考这道题错误的最根本原因是对于一段不计质量和摩擦的绳来说ꎬ绳上所受到的张力每一处都相等ꎬ学生对于这个认识不够清晰ꎬ因此很容易做错题.对于此题目而言ꎬ绳子ＢＣ部分的张力是１００Ｎꎻ还根据这个题目所给信息可以知道:轻杆是被固定在墙壁里面不能动的ꎬ因此它可以承受来自各个方向的力ꎬ也就是说明ꎬ轻杆的受力的方向不一定与轻杆的方向相同ꎬ并且绳子作用在滑轮上面的作用力实际上是由两段绳子的合力组成的ꎬ是１００Ｎꎬ因此这道题的正确答案是Ｃ选项.例题３㊀如图４所示ꎬ假设竖直墙面用ＡＣ表示ꎬ均匀的横梁用ＡＢ表示ꎬ横梁ＡＢ的质量用ｍ表示ꎬ并且位于水平位置ꎬ支撑横梁的轻杆用ＢＣ表示ꎬＢＣ和竖直方向所成的角是角αꎬ用铰链分别将Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ三个地方连接起来ꎬ那么轻杆受到的力是(㊀㊀).Ａ.ｍｇｃｏｓα㊀㊀Ｂ.ｍｇｃｏｓα２㊀㊀Ｃ.ｍｇｃｏｓα㊀㊀Ｄ.ｍｇ２ｃｏｓα剖析㊀通过观察图像可以知道ꎬ这道题需要使用杠杆原理进行解答ꎬ判断轻杆ＢＣ对横梁ＡＢ作用力的方向是这道题的难点所在ꎬ因此ꎬ我们可以选取ＢＣ作为研究对象ꎬ根据题目所给信息可以知道ꎬ因为使用铰链连接的轻杆的一端Ｃꎬ那么当Ｃ端所受力的方向不和轻杆的方向一致的时候ꎬ轻杆ＢＣ就会发生相应的转动ꎬ要想满足平衡条件使平衡成立ꎬ就需要保证轻杆Ｂ端的受力方向一定和轻杆的方向保持一致.现在已经能够判断出轻杆ＢＣ对横梁ＡＢ的作用力的方向沿着轻杆ＢＣꎬ在将上述结论与杠杆原理相结合ꎬ因此就可以求出:ｍｇ１２Ｌ＝ＦＬｃｏｓα公式里面的Ｌ表示横梁ＡＢ的长度ꎬ根据上述式子和结论ꎬ我们就可以很轻易的求出本题的正确答案是Ｄ选项.㊀总而言之ꎬ对于轻杆的受力分析的相关问题ꎬ第一步要做的就是确定是否有一端固定ꎬ这是解答相关轻杆受力分析题的基础ꎬ如果轻杆有一端是固定的ꎬ那么就可以受到各个方向的力的作用ꎻ如果轻杆两端都没有固定ꎬ那么另外的一端受到的力的合力的方向必定与轻杆的方向相一致.解答这类题目时ꎬ应该结合实际情况进行受力分析ꎬ再考虑使用哪一种方法进行求解.对于轻杆的受力分析这部分内容一直是中学生学习的重难点ꎬ中学生只要能够完整的掌握轻杆的受力分析问题ꎬ那么对于后面的更深入的受力分析的学习也有很大的帮助ꎬ可以说轻杆的受力分析是学习物理学科力学部分的基础ꎬ因此轻杆的受力分析对于中学生来说十分重要ꎻ为什么说轻杆的受力分析是中学生学习内容的难点呢?因为轻杆的受力分析对于学生的分析问题的能力有一定的要求ꎬ轻杆的受力是一个比较抽象的问题ꎬ教师在教授这部分内容时学生是很难一点就通的ꎬ因此轻杆的受力还需要同学们多多进行练习ꎬ积累经验ꎬ构建模型.㊀㊀㊀参考文献:[１]雷煜.轻绳㊁轻杆模型的受力平衡问题分析[Ｊ].湖南中学物理ꎬ２０１７(０８):１５.[２]卢敏翔.有关轻杆的习题研究[Ｊ].物理教师ꎬ２０２０(０８):０５.[３]孙云贵.轻杆模型的疑难问题研究[Ｊ].高中数理化ꎬ２０２０(０２):１５.[责任编辑:李㊀璟]３７ Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。

“探究杠杆的平衡条件”实验问题分析解读

“探究杠杆的平衡条件”实验问题分析解读作者：张秀娟邢海根来源：《中学教学参考·理科版》2017年第06期[摘要]初中生的动手实验能力相对较弱，而实验操作过程中，可能会产生种各问题，如何有效解答学生实验过程中的问题值得广大教师思考。

文章以“探究杠杆的平衡条件”实验为例，解读该实验的相关问题，尤其是与中考相关的问题。

[关键词]探究；杠杆平衡；实验[中图分类号]G633.7[文献标识码]A[文章编号]16746058（2017）17004002探究杠杆平衡条件是初中物理的重点实验之一，也是较难的实验之一。

在教学过程中，由于学生存在知识与经验的不足，常有这样或那样的疑惑，对某个问题总不清晰或存在某些误区。

下面就本实验的问题进行分析解读，供大家在教学中参考。

问题1.探究杠杆平衡条件的实验目的是什么？【解读】实验目的就是该实验所解决的问题，就是探究杠杆的平衡条件或者说是探究杠杆原理。

问题2.探究杠杆平衡条件需要哪些器材？【解读】一般情况下需要杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。

有时将杠杆与直尺组合成杠杆平衡仪，且杠杆平衡仪上有专门挂钩码的铁丝环或塑料滑环，这时可不用细线，如图1所示的杠杆。

如果杠杆上没有铁丝环或塑料滑环，则要用细线制作滑环，如图2所示。

图1图2问题3.使用杠杆平衡仪，为什么还用刻度尺呢？【解读】杠杆平衡仪上每大格并不都是1cm，有的是2cm或3cm或4cm或5cm，如果杠杆上标有5、10、15、20的字样，表示每大格为5cm，可能每大格还分成5至10个小格，实验时可不用刻度尺，如果杠杆上只标注分格线，没有数字，在直接读取力臂时，每格是多少厘米不能确定，操作时要求先用刻度尺测出每格是多少厘米，最后计算力臂。

如果按格数来读取力臂，实际上是读取力臂是多少格，虽然不影响探究的结论，但实际上忽略了力臂的单位，如果在实验的表格中给出力臂的单位，这时就不能用格数来表示。

问题4.杠杆在什么状态才平衡？【解读】物体处于平衡状态的条件是物体受到平衡力作用或不受力，此时，物体处于静止或匀速直线运动状态，我们说该物体处于平衡状态。

杆秤与力的平衡实验探索

当杆秤两端受到的力矩相等时，杆秤处于平衡状态，表现为水平静止或匀速转动。
杆秤力与力矩关系
杆秤平衡时，两端受到的力与其力臂的乘积（即力矩）相等。
影响杆秤力平衡因素研究
秤砣质量影响
改变秤砣的质量会改变杆秤的平衡状态，质量增加会使杆秤
向秤砣一侧倾斜。
秤杆长度影响
改变秤杆的长度会影响杆秤的平衡，长度增加会使杆秤更加敏感，需要更小的力就能打破平衡。
培养实验操作能力和分析思维
实验操作能力
01
通过亲手操作杆秤，培养实验操作能力，掌握实验基本技能和
注意事项。
数据记录与分析
02
学习实验数据的记录方法，分析实验数据并得出结论，培养分
析思维能力和科学态度。
问题解决能力
03
在实验过程中遇到问题能够独立思考、寻求解决方案，提高问
题解决能力。
02
实验器材与步骤
杆秤与力的平衡实验探索
汇报人：XX 2024-01-16
目录
• 实验目的与背景 • 实验器材与步骤 • 杆秤工作原理分析 • 力平衡条件探讨 • 实验数据分析与结论 • 拓展应用与改进建议
01
实验目的与背景
探究杆秤工作原理
01
02
03
杆秤结构认知
了解杆秤的组成部分，包括秤杆、秤砣、提绳等，并分析各自功能。
加工和刻度划分。同时，在使用过程中也需要注意保养和维护，以确保其准确性和稳定性。
04
力平衡条件探讨
力平衡条件概述
力的平衡条件
当物体受到多个力的作用时，如果这些力在物体上产生的合力为零，则物体处于力平衡状态。
平衡力的性质
平衡力必须大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。

杠杆原理生活中的例子

杠杆原理生活中的例子
生活中常见的杠杆原理例子有：
1. 扳手：当使用扳手时，把车轮上的螺丝拧紧，一方面是杠杆杆臂所提供的力，另一方面是把把手处提供的手力，它们结合起来，使螺丝得到所希望的压紧，达到固定的效果。

2. 平衡木：当一端放置了物体，另一端放置了一个平衡木的时候，水平的平衡也使用杠杆原理。

当物体的重量越高，平衡木就会越短，即杠杆杆臂的旋转中心也会越近物体的位置，从而让物体的重量可以被平衡。

3.支撑墙：倚靠了两个较短的墙支架的墙体也是运用了杠杆原理，当添加墙体的重量时，墙体的压力会随之减小，并占据另一个墙支架而支撑墙体。

杠杆平衡的受力分析

杠杆平衡的受力分析一、阻力一定，判断动力的变化情况 1、1l 不变，2l 变化例1、如图1所示，轻质杠杆可绕O 转动，在A 点始终受一垂直作用于杠杆的力，在从A 转动A / 位置时，力F 将（A 、变大B 、变小C 、先变大，后变小 D分析：当杠杆在水平面以下上升到水平面上时，1l G l l F 12=，F 2、2l 不变，1l 变化例2、如图2所示，轻质杠杆OA 的B 圆环M 下，此时OA 恰成水平且A 点与圆弧形架PQ 环M 从P 点逐渐滑至Q 点的过程中，绳对A A 、保持不变 B 、逐渐增大C 、逐渐减小D 、由大变小再变大分析：当M 点从P 点滑至Q 置，动力臂1l 二是从竖直位置到Q 点，动力臂1l 逐渐减小，所以3、1l 与2l 同时变化，但比值不变例3、用右图3所示的杠杆提升重物，设作用在A 一定高度的过程中，F 的大小将（）A 、保持不变B 、逐渐变小C 、逐渐变大D 、先变大，后变小出F 与G 的力臂1l 和2l ，构建两个相似分析：F 始终竖直向下，与阻力作用线平行，分别作图3三角形（同学们不妨在图中作出），可以看出，OAOBl l =21为定值，由杠杆平衡条件，21Gl Fl =，得G l l F 12=，所以，F 大小不变。

4、1l 与2l 同时变化二、动力与阻力不变，动力臂与阻力臂变化例4、如图5所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆，使其静止在水平方向上， O 为麦桔杆的中点．这时有两只蚂蚁同时从O 点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡，则（） A 、两蚂蚁的质量一定相等 B 、两蚂蚁的爬行速度大小一定相等C 、两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等D 、两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等分析：蚂蚁爬行的过程中麦桔杆始终保持乎衡，有2211l G l G =，即t v G t v G 2211=，所以2211v G v G =。

人匀速奔跑的脚受力分析

人匀速奔跑的脚受力分析
在走路时，由于身体各点的运动情况有差别，不可以把人当作一个质点来讨论力的平衡问题。

人在匀速走路时，可以把人当作一个平衡转动的杠杆，杠杆的五要素是:人体重力为阻力F2，动力F1为腓肠肌的收缩力，支点为脚尖，摩擦力的作用线通过支点，对杠杆不产生转动效果。

动力臂和阻力臂相信你一定会作。

因为脚受到的力和脚作用于地面的力是一对相互作用力，而作用于地面的力与静摩擦力是一对平衡力，所以脚受到的力与静摩擦力相等。

而加速与减速则与身体的前倾和后倾有关。

多种静力平衡问题分析

多种静力平衡问题分析在物理学中，静力平衡是指物体处于静止状态时，所有受力之和等于零的情况。

静力平衡问题是物理学中一个重要的研究领域，涉及到力的平衡、杠杆原理、摩擦力等多个概念。

本文将分析多种静力平衡问题，以帮助读者更好地理解这些概念。

首先，让我们来讨论一个经典的静力平衡问题：杠杆平衡。

杠杆平衡是指通过调整杠杆两端的力的大小和方向，使得杠杆保持平衡的情况。

在杠杆平衡问题中，我们需要考虑力的大小和力臂的长度。

力臂是指力作用点到杠杆旋转中心的距离。

根据杠杆原理，当杠杆平衡时，力矩之和为零。

力矩是指力乘以力臂的乘积，用来衡量力对物体的旋转效果。

通过合理地调整力的大小和方向，我们可以使得杠杆平衡。

接下来，我们来讨论一个与杠杆平衡相关的问题：天平平衡。

天平平衡是一种常见的静力平衡问题，常用于测量物体的质量。

在天平平衡问题中，我们需要考虑两个物体的质量和距离。

当天平平衡时，两边物体的质量乘以距离之和相等。

这是因为在静力平衡状态下，两边物体的重力矩相等。

通过调整物体的质量和距离，我们可以使得天平平衡。

除了杠杆平衡和天平平衡，还有一个常见的静力平衡问题是斜面平衡。

斜面平衡是指物体位于斜面上时，保持静止的情况。

在斜面平衡问题中，我们需要考虑物体的重力和斜面的倾角。

当斜面平衡时，物体受到的垂直于斜面的力等于重力的分力。

通过调整斜面的倾角，我们可以使得物体在斜面上保持平衡。

此外，还有其他一些静力平衡问题，如悬挂物体平衡、浮力平衡等。

在悬挂物体平衡问题中，我们需要考虑悬挂物体的重力和悬挂点的位置。

当悬挂物体平衡时，重力和悬挂点产生的力矩相等。

在浮力平衡问题中，我们需要考虑物体的重力和浮力。

当物体浸没在液体中时，浮力等于物体的重力，使得物体保持平衡。

综上所述，多种静力平衡问题涉及到力的平衡、杠杆原理、摩擦力等多个概念。

通过合理地调整力的大小和方向，以及考虑物体的质量、距离、倾角等因素，我们可以解决这些问题。

静力平衡问题的分析不仅有助于理解力学原理，还可以应用于实际生活中的测量、设计等领域。

工程力学中的力学平衡与受力分析案例

工程力学中的力学平衡与受力分析案例工程力学是研究物体在力的作用下的平衡和运动规律的一门学科。

在工程实践中，力学平衡和受力分析是基础而重要的概念。

本文将通过一系列案例来阐述力学平衡与受力分析的应用。

案例一：静止的悬挂物体我们首先考虑一个简单的案例，一个物体悬挂在空中，处于静止状态。

这个物体受到两个力的作用，一是重力，沿向下的方向；二是悬挂在物体上的拉力，向上的方向。

根据力学平衡原理，物体在竖直方向上的受力平衡，即重力等于拉力。

这个案例展示了力学平衡在实际情况中的应用。

案例二：斜面上的物体考虑一个物体放置在斜面上的情况。

斜面的角度和摩擦系数都会影响物体的力学平衡。

在该案例中，物体受到重力沿下坡的方向和斜面对物体的支撑力以及摩擦力的作用。

当物体静止在斜面上时，重力可以分解为平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力。

在平行分力方向上，物体受到摩擦力的作用，摩擦力的大小与斜面的摩擦系数有关。

在垂直分力方向上，物体受到斜面对物体的支撑力，保持物体在斜面上的平衡。

案例三：悬臂梁上的货物考虑一个悬臂梁上悬挂的货物。

货物受到两个力的作用，一是重力，沿向下的方向；二是悬挂在货物上的支撑力，向上的方向。

在该案例中，我们需要分析货物与支撑点的力的平衡关系。

货物在竖直方向上的受力平衡要求重力等于支撑力。

同时，货物的悬挂位置也会对支撑力的大小产生影响，悬挂点越靠近货物中心，支撑力的大小就越小。

案例四：平衡力矩的应用力矩是力对物体产生转动效应的量度。

在工程实践中，平衡力矩的应用非常重要。

考虑一个平衡的杠杆，杠杆两端分别有不同大小的力作用于其上。

根据平衡力矩的原理，两个力的力矩相等，则杠杆处于平衡状态。

通过调整两个力的大小和位置，可以实现力的平衡。

通过以上案例，我们可以看出，工程力学中的力学平衡与受力分析是理解和应用力学原理的关键。

无论是静止的悬挂物体、斜面上的物体、悬臂梁上的货物，还是平衡力矩的应用，力学平衡一直贯穿其中。

工程师在实际设计和解决力学问题时，需要运用力学平衡和受力分析的方法，准确地预测物体的行为和力的平衡状态。

实验15 探究杠杆平衡条件的实验(解析版)

实验十五探究杠杆平衡条件的实验【探究目的】：杠杆的平衡条件【实验器材】：杠杆、钩码盒一套、弹簧测力计、细线、刻度尺；【探究假设】：杠杆的平衡可能与“动力和力臂的乘积”、“阻力和阻力臂的乘积”有关。

【实验步骤】：①调节杠杆两端的平衡螺母，使横梁平衡。

②在杠杆的左右两端分别用细线依次悬挂个数不同钩码【每一个钩50g=0.05kg，重为：G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N】，（假设左端砝码的重力产生的拉力为阻力F2，右端钩码的重力产生的拉力为动力F1，）先固定F1大小和动力臂l1的大小，再选择适当的阻力F2，然后移动阻力作用点，改变阻力臂l 2大小，直至杠杆平衡，分别记录下此时动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l 2的数值，并将实验数据记录在表格中。

③固定F1大小和动力臂l1的大小，改变阻力F2的大小，在移动阻力作用点，改变阻力臂l 2大小，直至杠杆平衡，记录下此时的阻力F2和阻力臂l 2的数值，并填入到实验记录表格中。

④改变动力F1的大小，保持动力臂l1的大小以及阻力F2大小不变，再改变阻力F2作用点，直至杠杆重新平衡，记录下此时动力F1大小和阻力臂l 2的大小，并填入到实验数据记录表。

⑤整理实验器材。

【数据记录】：实验数据记录表如下：动力F1（N）动力臂l1(cm) 动力×动力臂(NM阻力F2(N)阻力臂l2(cm)阻力×阻力臂(N•m)步骤2步骤3步骤4【实验结论】：根据实验记录数据，探究结论是：动力×动力臂=阻力×阻力臂公式表示：F1L1=F2L2思考：在上述探究实验中，为什么每次都要使杠杆在水平位置保持平衡？答：可以方便用刻度尺来直接测出实验中杠杆的力臂大小【考点方向】：1、实验前杠杆的调节：左高右调，右高左调。

平衡后实验过程中不能在调节平衡螺母。

2、将杠杆调成水平平衡的目的是：便于测量力臂3、选择杠杆终点作为支点的好处：消除杠杆自身重力对实验的影响。

高中物理：杆的平衡问题受力分析方法

高中物理：杆的平衡问题受力分析方法1、轻杆模型的受力问题在共点力平衡的问题中，常常有“轻绳（绳重不计）、轻杆（杆重不计）及轻弹簧（弹簧质量不计）”的说法，我们要特别注意这些。

其中，不少同学对轻杆的施力或受力有误解，认为轻杆所受的力或它施在别的物体上的力一定沿轻杆的方向，但事实并非如此。

如图1所示，轻杆的一端可绕O点转动，另一端A拴在一条水平的绳子上，有一重物挂在杆的中点B上。

对轻杆受力分析可知，轻杆受到绳拉力F1、竖直绳子的拉力T和地面对它的作用力F2，这三个力形成共点力。

从图2可以看出，轻杆两头的受力方向都不沿杆的方向。

判断轻杆所受的力是沿沿杆的方向的方法：如果轻杆除两端以外不受与杆有夹角的外力的作用。

也就是说，对于轻杆，如果只有两端受力，则杆两端所受的一个力（或几个力的合力）的方向必定沿杆的方向。

例1、如图3所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动。

P端挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住端，在F 的作用下OP和竖直方向的夹角α缓慢增大时（0<><>A.恒定不变B.逐渐增大C.逐渐减小D.先增大后减小图3分析：解答本题，首先应知道轻杆在P点所受的T1、T2的合力一定沿杆的方向，这是解题的关键。

在本题中如果合力F不沿轻杆的方向，则轻杆在力F力矩的作用下将发生转动，杆也就不可能处于平衡状态了。

解析：在本题中，轻杆只有两端受力，所以轻杆在P点所受的T1、T2的合力F一定沿杆的方向。

如4图所示。

图4由三角形相似可知：，可得：。

即本题的答案为A。

2、非轻质杆的受力及平衡问题所谓非轻质杆就是杆本身的重力不能忽略。

在处理非轻质杆的平衡问题时，一般采用三力汇交原理和力矩的知识进行解答。

所谓三力汇交原理就是一个物体如果受三个非平行力作用而处于平衡状态，则这三个力一定作用在物体的同一点或者这三个力的作用线一定相交于同一点。

非轻质杆在三个非平行力作用下的平衡问题是共点力平衡的典型模型之一，运用三力汇交原理解决共点力平衡是一种常用的方法。