2020-2021备战中考物理杠杆平衡(大题培优易错难题)含答案

1、一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在A.减少一个悬挂在A处的钩码C.将悬挂在A处的钩码向左移动一格【答案】C【解析】【分析】B增加一个悬挂在A处的钩码D.将悬挂A处的钩码向右移动一格【详解】假设一个钩码重力为G,杠杆一格为I,杠杆平衡时3G2I2G 3I 6GI右在B处下方再挂个钩码，则右边为3G 3I9GIA.减少一个悬挂在A处的钩码，则左边为2G 2I4GI左边小于右边，杠杆不能平衡，故A项不符合题意;B.增加一个悬挂在A处的钩码，则左边为4G 2I 8GI左边小于右边，杠杆不能平衡，故B项不符合题意；C.将悬挂在A处的钩码向左移动一格，则左边为3

2、G 3I 9GI左边等于右边，杠杆能再次平衡，故C项符合题意；D.将悬挂A处的钩码向右移动一格，则左边为3G 1I 3GI左边小于右边，杠杆能再次平衡，故D项不符合题意。故选Co2.如图甲是制作面团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的 大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图.关于压面团过程 的叙述正确的是（）水平位置再次平衡，下列可行的操作是_ 。（选填字母）B处下方再挂一个钩码，若要使杠杆在A.面团对杆的作用力方向向下B.面团对杆的作用力大小等于FC.面团被压扁说明力能使物体发生形变D. A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离【答案】C【解析

3、】【分析】【详解】A.杆对面团的作用力向下，面团对杆的作用力向上，故A错误；B.由于面团B点到支点C的距离小于A点到C的距离，根据杠杆定律FILI=F2L2，可知面 团对杆的作用力大于F,故B错误；C.面团被压扁说明力能使物体发生形变，故C正确；D. C为支点，A点向下移动的距离大于B点向下移动的距离，故D错误； 故选Co3.如图所示，一根均匀木尺放在水平桌面上，它的一端伸出桌面的外面，伸到桌面外面的1部分长度是木尺长的丄，在木尺末端的B点加一个作用力F,当力F=3N时，木尺的另一端4A开始向上翘起，那么木尺受到的重力为（）A.3NB.9NC. 1N【答案】A【解析】【分析】甲D.2N【详解】

4、设直尺长为I，如图所示：从图示可以看出：杠杆的支点为0,动力F=3N动力臂10B=I4阻力为直尺的重力G,阻力臂1 1 1C0= I - 1= I2 44由杠杆平衡的条件得FOB=GOC113NX l= G I44G=3N故选A。4.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.FAFBFCB.FAVFBVFCC.FAFCFB11D.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F1L1F2L2可知，动力臂越长

5、动力越小，所以三个方向施力大小：FAFCFB.故选C.5.有一平衡的不等臂杠杆，下面哪种情况下杠杆仍能平衡：（）A.使动力、阻力的大小减少相同的数值B.使动力、 阻力的大小增加相同的数值从图示可以看出：杠杆的支点为0,动力C.使动力臂、阻力臂增加相同的长度D.使动力、阻力的大小增加相同的倍数【答案】D【解析】【详解】不等臂杠杆平衡时，满足Fili=F2l2,1112,FlF2。A使动力、阻力的大小减少相同的数值F时，由FIIMFl2可知，(Fi- F)liM(F2- F)l2,故A不符合；B.使动力、阻力的大小增加相同的数值F时，由FliMFl2可知，(Fi+F)liM(F2+F)l2,故B不

6、符合；C.使动力臂、阻力臂增加相同的长度L时，由FiL工F2L可知，Fi(L + li)工F2(L + l2),故C不符合；D.使动力、阻力的大小增加相同的倍数时，由Fil仁F2I2可知，nFixli=nF2XI2,故D正确。故选D。6.如图所示为一轻质杠杆。机翼模型固定在直杆上，它们总重6N,直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。下列说法 中正确的是()A.测力计在a位置时的示数为i.5NB.测力计从a位置转到b位置后，示数将会变小C.测力计在a位置时示数为Fa,移至c位置时示数为Fc,贝UFa:Fc=4:iD.测力计在c位置时，对模型水平向

7、右吹风，示数将会变大【答案】C【解析】【分析】【详解】A.我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力，右边受到的拉力定义为动力。因为动力臂为i阻力臂的丄，根据杠杆平衡条件FiiF2I2我们可以知道，动力应为阻力6N的4倍，即为424N,A选项错误，不符合题意；B.测力计a位置时，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当测力计在b位置时，动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系，即测力计从a位置转到b位置，动力臂变小了。根据杠杆平衡条件F1i F2l2可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂减小，要使杠杆继续平衡，动力应该增大。B选项错误，不符合题意；C.当测力计从a位置转到

8、c位置时， 动力臂变为原来的4倍。由杠杆平衡条件Fh F2I2可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂变为原来的4倍，要使杠杆继续平1衡，动力应变为原来的 ，即Fa：Fc=4:1。C选项正确，符合题意；4D.对模型向右吹风，根据流体压强与流速的关系可以知道，模型会受到一个向上的升力，即杠杆左边受到的拉力会减小。根据杠杆平衡条件F11F2I2可以知道，在力臂均不变的情况下，阻力减小了，要使杠杆继续平衡，动力也应减小。D选项错误，不符合题意。故选Co7.小明做探究杠杆平衡条件的实验时将手中的5个钩码挂成了如图所示的情况，则（）A.由图可以得到杠杆平衡条件为FILI=F2L2B.小明在Fi和F

9、2的下方各再挂一个钩码杠杆仍能平衡C.小明取下Fi下的一个钩码并将F2的钩码取下杠杆仍能平衡D.小明取下F2下的钩码并将F3的钩码向右移至20cm处杠杆仍能平衡【答案】D【解析】【分析】【详解】A.假设一个钩码的重力为GFi=2G,F2=G,F3=2G各力力臂为Li=20,L2=10,L3=15FiLi=2G 20=40GF2L2=G 10=10GF3L3=2G 15=30G杠杆平衡的条件为FlL1=F2L_2+F3L3故A不符合题意；B.在F1和F2的下方各再挂一个钩码后FiLi=3G 20=60GF2L2=2G 10=20GF3L3=2G 15=30GFIL1F2L2+F3L3杠杆失去平衡

10、，故B不符合题意；C.取下Fi下的一个钩码并将F2的钩码取下后FiLi=G 20=20GF2L2=0F3L3=2G 15=30GFiLiL2，所以物体的重力GvG2，即mi v绳=150NX0.06m/s=9W,777777乙A.甲方式Fi由i50N逐渐变大C.甲乙两种方式都省B.乙方式F2的功率为3W乙方式中滑轮组的机械效率约为88.9%D.A.由图知道，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力 重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值是：Fi的方向也是竖直向下的，在提升LiOBL2OA所以，动力Fi的大小始终不变，故A错误；BC.由于在甲图中，OB=2OA,即动力臂为阻力臂的 以，由杠杆平衡条件知道，

11、动力为阻力的一半，即2倍，由于不计摩擦及杠杆自重，所Fi丄G 2由图乙知道，承担物重是绳子的段数是丄2n=3,400N200N不计绳重和摩擦，则500N+50N150N,故BC错误;D.不计绳重和摩擦，乙方式中滑轮组的机械效率是:故D正确.11.如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆重不计，A8OB.在杠杆右端A处用细绳 悬挂重为G的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力 为F1；当BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B端施加最小的力为F2,贝U(1)当AO段处于水平位置时，如左图所示最省力,F1|OB=GIOAGIOA_F1=G；lOB(2)当OB段处于水平位

12、置时，如右图所示最省力,F2IOB=GIOCW有用100%=GhGh G轮h100%=400N400N 50N100% 88.9%A.F1F2C. F1=F2D.无法比较F2=GlOClOBGGclOB|OCIOBF2GB)，杠杆水平位置平衡，当两端各再加重力相同的物体后，杠杆ABA.仍能保持平衡B.不能平衡，左端下沉C.不能平衡，右端下沉D.不能确定哪端下沉【答案】C【解析】【详解】杠杆原来在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为GA和GB,其对应的力臂分 别为1A和IB,如图所示：根据杠杆平衡条件可得：GAIA=GBIB;已知GAGB所以IA|B，当两端各再加重力相同的物体后，设

13、增加的物重为 和力臂的乘积：(GA+G)?IA=GAIA+GIA右边力和力臂的乘积：(GB+G)?IB=GB|B+GIB由于IA|B，所以GIAVGIB；所以：GA|A+GIAF2;G,此时左边力为0,已知长度OA：OB=1:2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100N,工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。当工人用匀速拉动绳子时(A.建筑材料P上升的速度为3m/sC.工人对地面的压力为400N【答案】C【解析】B.物体M对地面的压力为5000ND.建筑材料P的重力为600N卫【分析】【详解】A.物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度11v= v绳=x1m/s=0.5m/s

14、22故A错误;B.定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,件可得由力的平衡条FA=3F+G定=3X300N+100N=1000N杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA= FA=1000N根据杠杆的平衡条件FAXOA=FBXOB,且OA:OB=1:2，所以OAOAFB=FAX=1000NX=500NOB20A因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB=FB=500N物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体力为M受到的支持FM支持=GM-FB=5000N-500N=4500N因为

15、物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力FM压=FM支持=4500N故B错误;C.当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖 直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得F+F支=6,则300N的力竖直向下以1m/s的速度F支=G-F=700N-300N=400N因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面 的压力Fff=F支=400N故C正确；1D.由图可知n =2,且滑轮组摩擦均不计，由F= （G+G动）可得，建筑材料P重2G=2F-G动=2

16、X300N-100N=500N故D错误。故选Co14.如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲 使其一端抬离地面，则（）Fi1./r /甲乙A.FiF2,因为甲方法的动力臂长B.Fi=F2，因为动力臂都是阻力臂的2倍C.FiF2,因为乙方法的阻力臂短D.FivF2,因为乙方法的动力臂长【答案】B【解析】【分析】【详解】由图示可知，无论用哪种方法来抬，动力臂总是阻力臂的二倍，所用的力总等于阻力的二 分之一，由于阻力就是重力，大小是不变的，所以动力的大小也是不变的，故应选Bo15.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为0,

17、已知0A：OB=1:2，滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100N,工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（）A.工人对地面的压力为400NB.建筑材料P重为600NC.建筑材料P上升的速度为3m/sD.物体M对地而的压力为4400N【答案】A【解析】【分析】【详解】A.当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N,此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件知道F+F支=G即F支=G-F=700N-300N=400N由于地面对人的支持力和人

18、对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以，工人对地面的压力Fff=F支=400N故A正确；B.由图知道，绳子的有效段数是n=2,且滑轮组摩擦均不计，由建筑材料P的重力G=2F-G动=2X300N-100N=500N故B错误;1、2 G物G动知道，C.因为物重由2段绳子承担，所以，建筑材料P上升的速度1m/s=0.5m/s故C错误;D.以定滑轮为研究对象，定滑轮受向下的重力、 拉力，由力的平衡条件知道FA:F+G定=3X300N+100N=1000N杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即3段绳子向下的拉力、杆对定滑轮向上的由杠杆的平衡条件知道又因为OA：OB=1

19、：2，所以FA=FA=1000NFAXOA=FBXOB7 啤卫A 500NOB2OA由于物体间力的作用是相互的，所以，杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即FB=FB=500N物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体 力为FM支持=GM-FB=5000N-500N=4500N因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力FM压=FM支持=4500N故D错误。故选A。16.能使杠杆0A水平平衡的最小力的方向为（）A.ABB.ACC. ADD.AE【答案】A【解析】【分析】根据杠杆平衡的条件，FIX1=F2X2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的 动力

20、最小，必须使动力臂最长.由此分析解答.【详解】由图知，0为支点，动力作用在A点，连接0A就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件, 要使杠杆平衡动力方向应向上，所以最小力方向为AB.故选A.【点睛】在通常情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，连接杠杆中支点和动力作用点 这两点所得到的线段就是最长力臂.17.如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是A.B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力B.B点是支点，物体A放在车厢前部可省力C. C点是支点，物体A放在车厢后部可省力D. C点是支点，物体A放在车厢前部可省力【答案】C【解析】【分析】【详解】M受到的支持由

21、图可知车厢绕着点C转动，所以点C为支点；当物体放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，因此省力，所以选项ABD都不正确，故答案 为C.18.身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物已知扁担长为1.8m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m,如图所示.则A.以哥哥的肩A为支点， 可计算出弟弟承担的压力为400NB.以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为4:9C.以O为支点， 可计算出兄弟二人承担的压力之比为9:5D.以弟弟的肩B为支点， 可计算出哥哥承担的压力为600N【答案】A【解析】【分析】【详解】A.设哥哥承担的压力为FA,弟弟承担的压力为FB,以哥哥的肩

22、A为支点，由杠杆平衡条 件可得：FBAB G OA,l G OA 900 N 0.8mFB400N,AB1.8mA选项正确；BC.因为支点是固定点，杠杆能绕支点转动，图中的O不符合支点的特点，B、C选项错误，不符合题意.D.以弟弟的肩B为支点，由杠杆平衡条件可得：FAAB G OB,G OB900N1.0mFA=500N,AB1.8mD选项错误，不符合题意；19将打足气的篮球和套扎在气针上的未充气的气球，一起悬挂在杠杆右端，左端挂适量 钩码使杠杆水平平衡。将气针插入篮球气孔中，篮球中的部分空气充入气球后，杠杆左端A.大气压的存在B.钩码重大于篮球与气球总重C.空气充入气球后，钩码对杠杆的拉力与

23、其力臂的乘积变大D.空气充入气球后，篮球和气球受到总的空气浮力变大【答案】D【解析】【分析】【详解】开始杠杆平衡，由杠杆平衡条件得G钩码左=F绳拉力L右篮球与气球受到竖直向下的重力G、竖直向上的绳子拉力F、空气的浮力F浮作用而静止，处于平衡状态，由平衡条件得G=F+F浮则F=G- F浮将气针插入篮球的孔中，篮球中的部分空气就充入气球后，篮球与气球受到的浮力F浮变大，而重力G不变，绳子的拉力F变小，因为球对杠杆的拉力F绳拉力等于球受到的拉力F, 所以杠杆右端受到的拉力F绳拉力变小，而G钩码、L左、L右不变，因此G钩码左卩绳拉力L右杠杆左端下沉。故A、B C不符合题意，D符合题意。故选D。20.如图所示，有一个轻质硬杆，两端分别为A,D点，一重物悬挂于B点，力F作用在D点使硬杆平衡，为了使力F最小，支点0应选择在（）A.A点B.B点C. C点D.D点【答案】A【解析】【详解】下降，如图所示。这个现象说明（)由题意可知，支点0不会在B点，否则有力F的存在，轻质硬杆不能平衡；支点0也不会 在D点，否则无论力F大小如何，轻质硬杆也不能平衡；假设支点0在C点，那么根据杠杆的平衡原理可知变换可得F ICD假设支点0在A位置时，那么根据杠杆的平衡原理可知GlABFlAD,变换可得