《有关杠杆题精选(含答案)[学习资料].doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有关杠杆题精选(含答案)[学习资料].doc（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、有关杠杆计算题精选1.如图甲所示装置中，物体甲重G甲150N，动滑轮重G轮50N，人重G人650N。轻杆AB可以绕O点转动，且OAOB59。不计轴摩擦和绳重，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，地面对物体乙的支持力为F1210N。求：物体乙受到的重力G乙。若用物体丙替换物体甲，并在物体乙的下方连接一个弹簧，如图乙所示，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为F2780N。求：此时地面对人的支持力F3。答案（1）1分杠杆两端受力如图1所示。根据杠杆平衡条件：FAFB(G轮2G甲)(50N2150N)630N1分物体乙受力如图2所示。G乙FAF1630N210
2、N840N1分（2）加入弹簧后，物体乙受力如图3所示。FAG乙F2840N780N1620N1分根据杠杆平衡条件：FBFA1620N900N1分物体丙替代物体甲后，滑轮受力如图4所示。FB2G丙G轮G丙(FBG轮)(900N50N)425N1分人受力分析如图5所示。G丙F3G人F3G人G丙650N425N225N1分2（7分）（2014达州）如图，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10cm，重力为20N的完全相同的两正方体C、D，OA：OB=4：3；当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态（g=10N/kg） 求
3、：（1）物体C的密度；（2）杠杆A端受到绳子的拉力；（3）物体D对地面的压强解答：解：（1）物体C的体积V=10cm10cm10cm=1000cm3=0.001m3，则物体C的密度=2103kg/m3（2）物体C排开水的体积V排=（0.1 m）2（0.1m0.02m）=8104m3，则受到的浮力F浮c=水gV排=1.0103kg/m310N/kg8104m3=8N；则FA=GF浮=20N8N=12N（3）由F1L1=F2L2 得：FAOA=FBOB，FB=FA=12N=16N，F压=F支=GFB=20N16N=4N；p=400Pa3（8分）（2014德阳）如图所示，质量为70kg，边长为20c
4、m的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=2BO在C端用F=150N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直：（绳重不计，g取10N/kg） 求：（1）物体A的重力G；（2）绳对杠杆B端的拉力F拉；（3）此时物体A对地面的压强p解答：解：（1）物体A的重力：G=mg=7010N=700N；（2）由杠杆平衡条件有：F拉BO=FOC，则F拉=300N，因绳对杠杆B端的拉力与杠杆B端对绳的拉力是一对相互作用力，大小相等，所以，F拉=F拉=300N；（3）对静止的物体A受力分析可知：受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向上的重力，由力的平衡条件可
5、得，物体A受到的支持力，F支持=GF拉=700N300N=400N，因物体A对地面的压力和地面对物体A的支持力是一对相互作用力，所以，物体A对地面的压力：F压=F支持=400N，受力面积：S=20cm20cm=400cm2=0.04m2，A对地面的压强：p=104Pa4（2014资阳）如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细绳连接在地板上，OB=0.4m在木条的B端通过细线悬挂一个高为20cm的长方体木块，木块的密度为0.8103 kg/m3B端正下方放一盛水的溢水杯，水面恰到溢水口处现将木块缓慢浸入溢水杯中，当木块底面浸到水下10cm深处时，从溢水口处溢
6、出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态然后让一质量为100g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间，系在A端细绳的拉力恰好等于0，则小球的运动速度为0.13m/s（g取10N/kg）解答：解：木块受到的浮力：F浮=G排=0.5N，F浮=水V排g，木块浸入水中的体积：V浸=V排=5105m3，木块的体积：V木=2V浸=25105m3=1104m3，木块的质量：m=木V木=0.8103 kg/m31104m3=0.08kg，木块重：G=mg=0.08kg10N/kg=0.8N，所以杠杆B端受到的拉力：FB=GF浮=0.8N0.5N=0.3N，杠杆平衡，FAOA=FBOB，小球的质量为：m球=1
7、00g=0.1kg，小球的重：G球=m球g=0.1kg10N/kg=1N，设小球的运动速度为v，则小球滚动的距离s=vt，当A端的拉力为0时，杠杆再次平衡，此时小球到O点距离：s=sOB=vtOB=v4s0.4m，杠杆平衡，G球s=FBOB，即：1N（v4s0.4m）=0.3N0.4m，解得：v=0.13m/s5（2014资阳）如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图A 是动滑轮，B 是定滑轮，C 是卷扬机，D 是油缸，E是柱塞作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V=0.5m3若在本次打捞前起重机对地面的压强p1=2.0107Pa，当物体在水
8、中匀速上升时起重机对地面的压强p2=2.375107Pa，物体完全出水后起重机对地面的压强p3=2.5107Pa假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2，N1与N2之比为19：24重物出水后上升的速度v=0.45m/s吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计（g取10N/kg）求：（1）被打捞物体的重力；（2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率；（3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率解：（1）设起重机重为G，被打捞物体重力为G物；打捞物体前，G=p1S；在水中匀速提升物体时：F拉=G物F浮；起重机对地面的压力：G+F拉=p2S；F浮=水gV排
9、=1000kg/m310N/kg0.5m3=0.5104N；物体出水后：G+G物=p3SF拉=（P2P1）S；G物=（P3P1）S；整理可得：=；可得物体重力为 G物=2.0104N答：被打捞物体的重力为2.0104N（2）设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1、F2，柱塞对吊臂力的力臂为L1，钢丝绳对吊臂力的力臂为L2根据杠杆平衡条件可知：N1L1=3F1L2；N2L1=3F2L2；所以F1=；F2=；=；又=；整理得：动滑轮的重力G动=0.4104N；物体浸没在水中上升时，滑轮组的机械效率=100%=78.9%；答：被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率为78.9%；（3）出水后钢
10、丝绳上的力F2=0.8104N；物体上升的速度为V；则钢丝绳的速度为V=3V=30.45m/s=1.35m/s；所以重物出水后，卷扬机牵引力的功率为P=F2V=0.8104N1.35m/s=1.08104W答：重物出水后，卷扬机牵引力的功率为1.08104W6（6分）（2014威海）如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体，可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图在一次打捞沉船的作业中，在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了0.4m3；在沉船全部露出水面并匀速上
11、升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了1m3沉船浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为F1、F2，且F1与F2之比为3：7钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计，动滑轮的重力不能忽略（水的密度取1.0103kg/m3 g取10N/kg）求：（1）沉船的重力；（2）沉船浸没水中受到的浮力；（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组AB的机械效率解：（1）在沉船全部露出水面匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了1m3，则打捞平台增大的浮力：F浮=gV排=1103kg/m310N/kg1m3=104N，即沉船的重
12、力为G=104N；（2）在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了0.4m3；则打捞平台增大的浮力：F浮1=gV排1=1103kg/m310N/kg0.4m3=4103N；所以沉船浸没水中受到的浮力为F浮2=GF浮1=104N4103N=6103N；（3）F拉1=F浮1，沉船浸没在水中匀速上升的过程中F1=（F拉1+G动），来源:学&科&网Z&X&X&KF拉2=G，沉船全部露出水面匀速上升的过程中，F2=（F拉2+G动），因为F1：F2=3：7，解得：G动=500N，沉船全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组AB的机械效率：=100%95.2%答：（1）
13、沉船的重力为104N；（2）沉船浸没水中受到的浮力为：6103N；（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组AB的机械效率为95.2%22（5分）（2014济宁）山东省第23届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假村举行，运动员李伟参加了小组选拔赛图中的山地自行车为比赛用车，其相关数据见表：车架材料碳纤维车架材料体积/cm32500车架质量/kg4.5整车质量/kg10单轮接触面积/cm34（1）求碳纤维车架的密度；（2）估计比赛中的山地自行车对地面的压强；（3）李伟在某路段匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率 解答：解：（1）碳纤维车架的密度=1.8103kg/m3；（2）地面所受的压力F=G=mg=（10kg+70kg）9.8N/kg=784N；地面受到的压强为p=9.8105Pa（3）运动员与车的总重力G=mg=784N；骑自行车克服阻力所做的功W=FS=0.02G6103m=0.02784N6103m=94080J功率为P=156.8W；答：（1）碳纤维车架的密度1.8103kg/m3；（2）比赛中的山地自行车对地面的压强9.8105Pa；（3）求他的骑行功率156.8W8知识类+