2021年沪教版物理-杠杆动态平衡总结

杠杆动态平衡问题一、引言杠杆是一种常见的物理学概念，广泛应用于各个领域。

在实际应用中，我们常常需要考虑杠杆的平衡问题。

杠杆动态平衡问题是指在杠杆运动过程中，保持其平衡状态的问题。

本文将从静态平衡和动态平衡两个方面来讨论杠杆的平衡问题。

二、静态平衡1. 杠杆的定义和原理首先，我们需要了解什么是杠杆。

根据物理学的定义，杠杆是一种刚性棒，在其上有一个支点，并且可以围绕支点旋转。

当一个力作用在支点上时，会产生一个力矩，使得整个系统处于平衡状态。

2. 杠杆的条件为了使得一个杠杆处于静态平衡状态，需要满足以下条件：（1）力矩相等：即左侧和右侧所受到的力矩相等；（2）合力为零：即左侧和右侧所受到的合力相等且方向相反。

3. 杠杆的公式根据上述条件，我们可以得出以下公式：F1 × d1 = F2 × d2其中F1、d1分别表示左侧的力和距离，F2、d2分别表示右侧的力和距离。

这个公式也被称为杠杆定理。

4. 杠杆的应用杠杆常见于各种机械装置中，如起重机、钳工工具等。

在这些装置中，通过调整不同位置的力和距离来达到所需的效果。

三、动态平衡1. 杠杆的运动状态当一个杠杆处于运动状态时，我们需要考虑它的动态平衡问题。

在这种情况下，我们需要考虑物体的加速度和惯性力。

2. 动态平衡条件为了使得一个杠杆处于动态平衡状态，需要满足以下条件：（1）合力为零：即左侧和右侧所受到的合力相等且方向相反；（2）合力矩为零：即左侧和右侧所受到的合力矩相等。

3. 动态平衡公式根据上述条件，我们可以得出以下公式：F1 + F2 = maF1 × d1 = F2 × d2其中a表示物体的加速度，m表示物体的质量。

4. 动态平衡应用在实际应用中，我们常常需要考虑杠杆的动态平衡问题。

例如，当我们在使用钳工工具时，需要根据不同的材料和尺寸来调整力和距离，以达到最佳的效果。

四、总结杠杆是一种常见的物理学概念，在实际应用中广泛应用。

杠杆平衡知识点总结杠杆平衡的性质：1. 力矩的平衡：在一个杠杆上，如果施加的力矩平衡支点产生的力矩，就能达到平衡状态。

力矩是力作用于杠杆构件的长度和力的乘积。

力矩平衡的关键是施加的力矩之和为零。

2. 重心的平衡：在一个杠杆上，如果各部分的重心处在同一条直线上，杠杆就能够平衡。

重心是物体的质心位置，通常也是物体平衡的中心位置。

3. 力的偶力组：在杠杆平衡中，当力作用于杠杆的两个相对的点，就构成了一个偶力组。

这样的力对可以平衡，只要它们产生的力矩之和为零。

杠杆平衡的分类：1. 一级杠杆平衡：当支点在施力点的一侧时，支持物体向上或向下的力可以通过调整力的大小和方向来平衡。

2. 二级杠杆平衡：当力作用在支点的一侧，施加力产生的力矩可以平衡杠杆上的负载力。

3. 三级杠杆平衡：当施力点位于负载力的一侧，通过调整力的大小和方向，可以平衡杠杆上的负载力。

杠杆平衡的应用：1. 杠杆原理可以用于工程建筑中，例如吊机、杠杆式翻转装置等。

通过在杠杆上调整力的作用点和方向，可以实现重物的平衡和操纵。

2. 在日常生活中，杠杆平衡原理也可以应用于简单机械装置的设计，例如剪刀、开瓶器等。

3. 杠杆平衡还可以应用于工业生产过程中的机械装置设计，例如搅拌器、挤压机等。

通过合理设计杠杆结构，可以改变力的传递和转换方式，实现生产设备的动力平衡。

从杠杆平衡的原理和应用中可以看出，它在物理学、工程建筑、机械制造等领域都有着重要的作用，是一种基础而又实用的力学原理。

通过学习杠杆平衡的知识，可以帮助人们更好地理解力的平衡和传递规律，为工程技术的应用提供理论支持。

希望本篇总结对您有所帮助，如有不足之处，还请指正。

【初中物理】初中物理知识点：杠杆的动态平衡分析杠杆的平衡状态：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡，注意我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验，是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的，在许多情况下，杠杆是倾斜静止的，这是因为杠杆受到平衡力作用。

所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成处于平衡状态。

杠杆动态平衡问题：杠杆动态平衡的几种类型杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化,而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。

下面就杠杆动态平衡问题归类分析。

一、阻力一定，判断动力的变化情况1、l1不变，l2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、先变小，后变大分析：当杠杆在水平面以下上升到水平面上时，l1不变，l增大，由，F增大，当杠杆从水平面继续上升过程中，l2减小，所以F减小。

2、l2不变，l1变化例2、如图2所示，轻质杠杆OA的B点挂着一个重物，A端用细绳吊在圆环M下，此时OA恰成水平且A点与圆弧形架PQ的圆心重合，那么当环M从P点逐渐滑至Q点的过程中，绳对A端的拉力大小将（）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点的过程中，我们分两个过程分析，一是从P点滑至竖直位置，动力臂l1逐渐增大（同学们不妨作出这两点的动力臂），由知F逐渐变小；二是从竖直位置到Q点，动力臂逐渐减小，所以又逐渐增大。

故选D。

3、l12同时变化，但比值不变例3、用图3所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终竖直向下，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中，F的大小将（）A、保持不变B、逐渐变小C、逐渐变大D、先变大，后变小分析：：F始终竖直向下，与阻力作用线平行，分别作出F与G的力臂l1和l2，构建两个相似三角形（同学们不妨在图中作出），可以看出，为定值，由杠杆平衡条件，，得，所以，F大小不变。

例析杠杆中的动态平衡问题杠杆的动态平衡问题是初中物理的重点考察内容，对于实际情况的分析可以激发学生的探索兴趣，本文中将针对杠杆动态变化过程中的多种情况进行分类讨论，以不变为前提的基础上谈论各变量的大小变化关系，从不同的角度更全面的解析动态平衡问题。

一、杠杆位置不变杠杆位置不变实际上是说杠杆处于平衡状态，杠杆平衡包括杠杆静止不动或匀速转动状态，学生要对此理解透彻。

不同状态下的分析方法是一定的，下题中根据杠杆的不动状态进行分析，得出正确的解题方法。

例1 如图1所示，在杠杆的左端悬挂一个物体，右端用弹簧测力计拉着，使杠杆在水平位置保持平衡，现缓慢地拉着弹簧测力计使杠杆始终位置不变，沿图中位置1移动到位置2，则弹簧测力计的示数将( )。

A.一直增大B.先增大后减小C.先减小后增大D.一直减小解析首先找出初始位置的力和力臂，再确定题中的变量和不变量。

当施加的动力垂直于杠杆时，动力臂最长，杠杆始终在水平位置保持平衡，阻力和阻力臂一定，此时的动力最小。

具体如图2所示。

本题解法的精妙之处在于抓住了变与不变的各物理量，变的是力的大小和方向，不变的是杠杆的位置，再由数学知识中的垂线段定理得出何时力臂最小就可以快速解题了。

二、动力臂不变我们要注意的是从支点到动力的作用线的垂直距离叫作动力臂，并非是从动力点到支点的棒长距离，有时棒长的改变不会影响动力臂的大小，对于阻力臂的定义也是如此，此处极易混淆，明确题中物理量的改变是解此类题的关键。

例2 如图3所示，直杆OA的下端挂一重物且可绕O点转动。

现用一个始终与直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，在转动过程中这一直杆( )。

A.始终是费力杠杆B.始终是省力杠杆C.先是省力杠杆，后是费力杠杆D.先是费力杠杆，后是省力杠杆解析 由题中条件可知杠杆始终保持平衡状态从竖直位置缓慢转动到水平位置，从图4中可知，不变量为动力臂1l 和阻力G ，阻力臂2l 变大，由杠杆平衡条件得1122Fl F l =，从而可知当O F G ≤≤时，为省力杠杆;当F G =时，为等臂杠杆;当F G >时，为费力杠杆。