物理杠杆平衡条件的应用问题的专项培优练习题(含答案)及详细答案
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故B错误；
C．健身者在B点施加400N竖直向下的拉力时，根据
可得
解得
故C正确；
D．配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据
可得
因为人的最大拉力等于体重500N，因此配重不可能匀速拉起，故D错误。
故选C。
2．如图所示，作用在A点的各个力中，不可能使杠杆平衡的力是
A．F3和F4
B．F1和F3
C．F2和F4
A．配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛
B．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛
C．健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛
D．配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛
【答案】C
【解析】
【分析】
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
对物体甲受力分析，甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用，其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。
AB．根据杠杆平衡条件可知杠杆A端受到物体的拉力与OA的乘积等于乙给B端的拉力与OB的乘积相等，则有
D．根据压强的公式 可知，压力一定时，扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强越大，故D错误。
故选A。
7．如图所示，杠杆在水平位置平衡．下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（）
A．两侧钩码同时向外移一格
B．两侧钩码同时向内移一格
C．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码
D．左侧增加一个钩码Βιβλιοθήκη Baidu右侧钩码向外移一格
3．如图所示，将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为30N， ，甲物体的底面积为0.2m2，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．甲物体对杠杆的拉力为10NB．杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N
C．甲物体对水平地面的压强为750PaD．水平地面对甲物体的支持力为60N
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为l，原来杠杆处于平衡状态，则有
A．两侧钩码同时向外移一格,左边为
右边为
杠杆右端下沉，故A项不符合题意；
B．两侧钩码同时向内移一格，左边为
右边为
杠杆左端下沉，故B项不符合题意；
C．同时加挂一个相同的钩码，左边为
右边为
杠杆左端下沉，故C项不符合题意；
A．FA>G
B．FB=G
C．FC<G
D．FB>FC
【答案】C
【解析】
【详解】
在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小；若力施加在A点，当OA为动力臂时，动力最小为Fa；若力施加在B点，当OB为力臂时动力最小，为Fb；若力施加在C点，当OC为力臂时，最小的力为Fc，从支点作阻力的力臂为Gl，如图所示：
D．扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．扁担在左端挂了m1的水桶，右端挂了m2的水桶，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件 可知，若要扁担平衡右手不使力，人的肩膀应靠近扁担左端，故A正确，B错误；
C．小明的肩位于扁担中点时，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件 可知，左端下沉，为了使扁担在水平位置平衡，右手需要给扁担施加向下的力，故C错误；
【详解】
当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力为
由图知动滑轮上有2段绳子承担物重，因此杠杆A点受到的拉力
根据杠杆的平衡条件得到
即
因为
所以
则
即
当压力为85N时
当压力为60N时
因为
所以
解得
A．当配重对地面的压力为50N时，B点向下的拉力为
故A错误；
B．当配重对地面的压力为90N时，B点向下的拉力为
故选C．
6．如图所示，小明利用一根长为L的扁担挑水，他在扁担的左端挂上质量为m1的水桶，在右端挂上质量为m2的水桶，右手扶着扁担右侧。已知m1>m2，不计扁担自重，下列说法正确的是（）
A．若要右手不使力，小明的肩应靠近扁担左端
B．若要右手不使力，小明的肩应靠近扁担右端
C．小明的肩位于扁担中点时，右手需要给扁担施加向上的力
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1．如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动， ，配重的重力为120牛，重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛，在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知 ，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（ ）
即甲对杠杆的拉力为90N，杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，故AB项错误；
CD．甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为
则甲物体对水平地面的压强
故C项错误，D项正确。
故选D。
4．悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置，若力施加在A点，最小的力为FA，若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC、且AB=BO=OC．下列判断正确的是（）（忽略O点的位置变化）
A．Fa的力臂AO＞Gl，根据杠杆的平衡条件可知，Fa＜G，A错误。
B．Fb的力臂BO＞Gl，根据杠杆的平衡条件可知，Fb＜G，B错误。
C．Fc的力臂CO＞Gl，根据杠杆的平衡条件可知，Fc＜G，C正确。
D．Fb的力臂BO=OC，根据杠杆的平衡条件可知，Fb=Fc，D错误。
5．要使图中的杠杆平衡，分别用FA、FB、FC的拉力，这三个力的关系应是
A．FA＞FB＞FC B．FA＜FB＜FC C．FA＞FC＞FB D．FA=FB=FC
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
分别从支点向三条作用线做垂线，作出三个力的力臂，如图；
从图可知，三个方向施力，FB的力臂LOB最长，其次是LOC、LOA，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件 可知，动力臂越长动力越小，所以三个方向施力大小：FA＞FC＞FB．
D．F1和F2
【答案】A
【解析】
【详解】
因为力F3的作用线所在的直线过支点O，所以力F3的力臂为0，又因为0乘以任何数都为0，所以力F3不能使杠杆平衡；力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同，所以力F4不能使杠杆平衡；力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力F1和F2可以使杠杆平衡；故选A。
C．健身者在B点施加400N竖直向下的拉力时，根据
可得
解得
故C正确；
D．配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据
可得
因为人的最大拉力等于体重500N，因此配重不可能匀速拉起，故D错误。
故选C。
2．如图所示，作用在A点的各个力中，不可能使杠杆平衡的力是
A．F3和F4
B．F1和F3
C．F2和F4
A．配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛
B．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛
C．健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛
D．配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛
【答案】C
【解析】
【分析】
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
对物体甲受力分析，甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用，其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。
AB．根据杠杆平衡条件可知杠杆A端受到物体的拉力与OA的乘积等于乙给B端的拉力与OB的乘积相等，则有
D．根据压强的公式 可知，压力一定时，扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强越大，故D错误。
故选A。
7．如图所示，杠杆在水平位置平衡．下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（）
A．两侧钩码同时向外移一格
B．两侧钩码同时向内移一格
C．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码
D．左侧增加一个钩码Βιβλιοθήκη Baidu右侧钩码向外移一格
3．如图所示，将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为30N， ，甲物体的底面积为0.2m2，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．甲物体对杠杆的拉力为10NB．杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N
C．甲物体对水平地面的压强为750PaD．水平地面对甲物体的支持力为60N
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为l，原来杠杆处于平衡状态，则有
A．两侧钩码同时向外移一格,左边为
右边为
杠杆右端下沉，故A项不符合题意；
B．两侧钩码同时向内移一格，左边为
右边为
杠杆左端下沉，故B项不符合题意；
C．同时加挂一个相同的钩码，左边为
右边为
杠杆左端下沉，故C项不符合题意；
A．FA>G
B．FB=G
C．FC<G
D．FB>FC
【答案】C
【解析】
【详解】
在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小；若力施加在A点，当OA为动力臂时，动力最小为Fa；若力施加在B点，当OB为力臂时动力最小，为Fb；若力施加在C点，当OC为力臂时，最小的力为Fc，从支点作阻力的力臂为Gl，如图所示：
D．扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．扁担在左端挂了m1的水桶，右端挂了m2的水桶，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件 可知，若要扁担平衡右手不使力，人的肩膀应靠近扁担左端，故A正确，B错误；
C．小明的肩位于扁担中点时，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件 可知，左端下沉，为了使扁担在水平位置平衡，右手需要给扁担施加向下的力，故C错误；
【详解】
当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力为
由图知动滑轮上有2段绳子承担物重，因此杠杆A点受到的拉力
根据杠杆的平衡条件得到
即
因为
所以
则
即
当压力为85N时
当压力为60N时
因为
所以
解得
A．当配重对地面的压力为50N时，B点向下的拉力为
故A错误；
B．当配重对地面的压力为90N时，B点向下的拉力为
故选C．
6．如图所示，小明利用一根长为L的扁担挑水，他在扁担的左端挂上质量为m1的水桶，在右端挂上质量为m2的水桶，右手扶着扁担右侧。已知m1>m2，不计扁担自重，下列说法正确的是（）
A．若要右手不使力，小明的肩应靠近扁担左端
B．若要右手不使力，小明的肩应靠近扁担右端
C．小明的肩位于扁担中点时，右手需要给扁担施加向上的力
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1．如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动， ，配重的重力为120牛，重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛，在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知 ，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（ ）
即甲对杠杆的拉力为90N，杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，故AB项错误；
CD．甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为
则甲物体对水平地面的压强
故C项错误，D项正确。
故选D。
4．悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置，若力施加在A点，最小的力为FA，若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC、且AB=BO=OC．下列判断正确的是（）（忽略O点的位置变化）
A．Fa的力臂AO＞Gl，根据杠杆的平衡条件可知，Fa＜G，A错误。
B．Fb的力臂BO＞Gl，根据杠杆的平衡条件可知，Fb＜G，B错误。
C．Fc的力臂CO＞Gl，根据杠杆的平衡条件可知，Fc＜G，C正确。
D．Fb的力臂BO=OC，根据杠杆的平衡条件可知，Fb=Fc，D错误。
5．要使图中的杠杆平衡，分别用FA、FB、FC的拉力，这三个力的关系应是
A．FA＞FB＞FC B．FA＜FB＜FC C．FA＞FC＞FB D．FA=FB=FC
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
分别从支点向三条作用线做垂线，作出三个力的力臂，如图；
从图可知，三个方向施力，FB的力臂LOB最长，其次是LOC、LOA，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件 可知，动力臂越长动力越小，所以三个方向施力大小：FA＞FC＞FB．
D．F1和F2
【答案】A
【解析】
【详解】
因为力F3的作用线所在的直线过支点O，所以力F3的力臂为0，又因为0乘以任何数都为0，所以力F3不能使杠杆平衡；力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同，所以力F4不能使杠杆平衡；力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力F1和F2可以使杠杆平衡；故选A。