天津中考物理5年（2021-2025）真题分类汇编：专题10 杠杆的平衡条件（解析版）

专题10杠杆的平衡条件

1．（2023•天津中考）【历史文化】如图1是我国古代汲水装置—桔槔，图2是它水平静止时的简化模型，

该装置是杠杆（填简单机械名称）：此时配重物重力为G1，水桶重力为G2，l1：l2＝2：1，若不计

杆重，则G1：G2＝1：2。

解：根据杠杆原理，由图知，该装置是杠杆；

由杠杆平衡条件可得：G1×l1＝G2×l2，

解得，。

�1�21

==

答案：�杠2杆；�11：22。

2．（2025•天津中考）图1为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板，连着踏板的金属杆绕O

点转动，推动活塞挤压刹车油，此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。不计金属杆自重及摩擦，请解

答下列问题：

（1）图2中画出了杠杆的动力F1和阻力F2，其中正确的是乙图；

（2）若动力F1为300N，动力臂与阻力臂之比为5：1，求阻力F2的大小。

解：（1）驾驶员踩下踏板，动力的方向垂直于踏板向下，动力使金属杆绕着O点顺时针转动，并通过

连杆推动活塞水平向左运动；因物体间力的作用是相互的，所以连杆对金属杆有水平向右的作用力，阻

碍金属杆的转动，则阻力F2的方向水平向右，故选乙；

（2）由杠杆平衡条件得：F1L1＝F2L2，

则F2＝＝5×300N＝1500N；

答：（1）乙；（2）阻力F2的大小是1500N。

3．（2024•天津中考）利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有

滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是省力（选填“省力”“费力”或

“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小摩擦。

解：由图知，用金属棒撬起家具时，金属棒相当于撬棍，且动力臂大于阻力臂，所以此时金属棒属于省

力杠杆；

底座装有滚轮，用滚动代替滑动，是为了减小摩擦。

答案：省力；摩擦。

4．（2022•天津中考）如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，

动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。

（1）在图中画出动力臂l1；

（2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。

解：（1）动力臂为支点到动力的作用线的距离，过支点O作动力的作用线的垂线，该垂线为动力臂l1，

如图所示：

（2）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2得，F24000N。

��1200�×1.2�

===

答案：（1）见解析；（2）阻力F2的大小为�42000N。0.06�

5．（2021•天津中考）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验前，若使如图1所示的杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右（选填“左”或

“右”）调节。

（2）实验时，在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新在水平位置

平衡，三次实验获得的数据如表所示。分析可得杠杆的平衡条件是F1×l1＝F2×l2。

次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm

11.015.01.510.0

21.020.02.010.0

32.015.03.010.0

（3）为了进一步验证实验结论，又做了如图2所示的实验，在杠杆水平平衡时：

①已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为1N，阻力臂l2为10.0cm；（g

取10N/kg）

②请你在图中画出动力F1的力臂。

解：（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调

节；

（2）分析表格中的数据知1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm，1.0N×20.0cm＝2.0N×10.0cm，2.0N×15.0cm

＝3.0N×10.0cm，故可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）；

（3）①已知每个钩码的质量均为50g＝0.05kg，由图可知，阻力即为钩码的重力，所以阻力F2大小为：

F2＝G＝mg＝2×0.05kg×10N/kg＝1N；

杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离即为阻力臂，由图知阻力臂l2为10.0cm；

②过支点O作动力F1作用线的垂线段，即动力臂l1；如图所示：

答案：（1）右；（2）F1×l1＝F2×l2；（3）①1；10.0；②见上图。

6．（2025•和平区模拟）下列工具在正常使用时，属于费力杠杆的是（）

A开瓶扳手B．核桃夹

C．老虎钳D．食品夹

解：

A、开瓶扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；

B、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；

C、老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；

D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D正确；

答案：D。

7．（2025•西青区模拟）小明周末到乡下姥姥家学习挑扁担。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），

在不用手臂帮扶的情况下让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中

正确的是（）

A．肩膀应该靠近“轻”的一头

B．肩膀应该靠近“重”的一头

C．肩膀应该居于扁担正中间

D．挑着担子走路时扁担两端会上下颤动，此时一端向上运动，同时另一端向下运动

解：

ABC．假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于

水平平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，则重的一头动力大，必须动力臂较小，因而支点即肩膀必

须靠近较重的一头，故B符合题意，AC不符合题意；

D．挑着担子走路，扁担一般会上下颤动，由于杠杆仍然平衡，则动力臂同时增大或同时减小，即两侧

同时向下或同时向上，即一个筐子向上运动同时另一个筐子向上运动，故D不符合题意。

答案：B。

8．（2025•河东区模拟）如图，轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个拉力F，逆时针缓慢

改变拉力F的方向到图示虚线的位置，这个过程中杠杆始终在水平位置平衡，下列说法正确的是（）

A．力F的大小变大

B．力F的大小先变大后变小

C．力F的力臂先变小后变大

D．力F和它力臂的乘积始终保持不变

解：由图知道，O为杠杆的支点，重物对杠杆拉力为阻力，大小等于重物的重力，由图中位置缓慢移到

虚线的位置的过程中，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件，动力与动力臂的乘积保持不变，图中

拉力与杠杆垂直时，动力臂最大，故动力臂先变大后变小，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2知道，力F的大

小先变小后变大。

答案：D。

9．（2025•河西区三模）如图，工人师傅使用硬棒撬石头时，硬棒可以视为一个杠杆，下列各图能正确的

表示其工作原理的是（）

A．B．

C．D．

解：用撬杠撬动大石头时，支点是撬棒与小石头的接触点，阻力为石头对撬棒的压力F2，方向垂直于撬

棒向下，工人师傅双手竖直向下的作用力为动力F1，因为动力臂大于阻力臂，所以此杠杆为省力杠杆，

即F1＜F2，故ABC错误，D正确。

答案：D。

10．（2025•南开区三模）“给我一个支点和一根足够长的杆，我就能撬起整个地球。”下列生产和生活中

的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（）

A．①②B．①③C．③④D．②④

解：阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。

①羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

②船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

③核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

④天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；

由上分析可得①③为省力杠杆；

答案：B。

11．（2025•河西区模拟）如图所示，它是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。使用机械臂时虽

然费力但省距离，图中的工具在使用时也能省距离的是（）

A．托盘天平B．赛艇的桨

C．钢丝钳子D．镊子

解：A、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，等臂杠杆既不省距离也不费距离，

故A错误；

B、桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，故B正确；

C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故C错误；

D、镊子使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，故D正确。

答案：BD。

12．（2025•河东区模拟）在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点

竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位

置平衡，如图所示。对该杠杆的判断，下列说法中正确的是（）

A．杠杆的动力臂为8cm

B．此时杠杆为费力杠杆

C．动力F的大小为3N

D．保持F的大小不变，将F转至竖直向下，杠杆右端下沉

解：

A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：OA＝×4×2cm＝4cm，故A错误；

B、阻力臂OB，3×2cm＝6cm＞OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确；

C、根据杠杆的平衡条件，F1l1＝F2l2，G×OB＝F×OA，代入数据，2N×6cm＝F×4cm，解得动力F

的大小为F＝3N，故C正确；

D、保持F的大小不变，将F转至竖直向下，F的动力臂变大，在阻力、阻力臂不变的情况下，动力与

动力臂的乘积变大，所以杠杆右端下沉，故D正确。

答案：BCD。

13．（2025•南开区模拟）杆秤是中国传统的衡量工具，图10是小明制作的杆秤的示意图，秤砣最远可移

至D点，此秤最大称量是10kg。若忽略秤杆、秤盘和秤纽自身重力对杆秤平衡的影响，则（）

A．此杆秤刻度不均匀

B．秤砣的质量是0.4kg

C．提起B秤纽，可以达到最大称量

D．距离B点28cm的刻度值可能是2kg

解：A.秤杆和秤钩的质量忽略不计，由杠杆的平衡条件得G物•L1＝G秤•L2，得，所以不管

以B或者C为支点是一个定值，L2与所成重物的质量秤正比，所以刻度是均匀的，故A错误；

B.由此秤最大称重为10kg，此时以B为支点，由杠杆的平衡条件得，m大g•AB＝m秤g•BD，

即10kg×10N/kg×0.02m＝m秤×10N/kg×0.5m；

解得秤砣的质量m秤＝0.4kg，故B正确；

C.由杠杆的平衡条件：G物•L1＝G秤•L2可知，当L1增大时即以C处为支点，L2减小，G秤•L2减小，L1

（AC）的长度不变，能称量的G物变小，所以当L1较小以B为支点时，L2变大，测量的质量的最大值

较大，故C正确；

D.距离B点28cm的处，以C为提纽，G物•L1＝G秤•L2可知，m×10N/kg×（2cm+3cm）＝0.4kg×10N/kg

×（28cm﹣3cm）；

解得m＝2kg，故可能是2kg，故D正确。

答案：BCD。

14．（2025•河东区模拟）如图所示，某人用扁担担起两筐质量分别为m1、m2的货物，当他的肩处于O点

时，扁担水平平衡，已知l1＞l2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl，

则（）

A．扁担左端向下倾斜

B．扁担右端向下倾斜

C．要使扁担恢复水平平衡，需往某侧筐中增加货物的质量为

D．要使扁担恢复水平平衡，需往某侧筐中增加货物的质量为

解：AB、在原位置时，扁担水平位置平衡，

由杠杆的平衡条件可得：m1gl1＝m2gl2，

由l1＞l2可知，m1＜m2；

将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl时，

左边：m1g（l1﹣Δl）＝m1gl1﹣m1gΔl，

右边：m2g（l2﹣Δl）＝m2gl2﹣m2gΔl，

因为m1＜m2，

所以，m1Δlg＜m2Δlg，即m1g（l1﹣Δl）＞m2g（l2﹣Δl），

则扁担左端向下倾斜；故A正确，B错误；

CD、因m1g（l1﹣Δl）＞m2g（l2﹣Δl），

所以，要使扁担恢复水平平衡，应向右侧筐中加入货物，

由杠杆的平衡条件可得：m1g（l1﹣Δl）＝（m2+m）g（l2﹣Δl），且m1gl1＝m2gl2，

解得：m＝。故C错误，D正确。

答案：AD。

15．（2025•西青区模拟）我国古代科技著作《天工开物》中记载了脚踏碓。如图所示，脚向下踏时，脚踏

碓属于费力杠杆；碓头部较细，是为了增大压强。

解：由图可知，用脚连续踏木杠时，O点为支点，支点到脚施加的动力的距离为动力臂，支点到碓头的

重力作用线的距离为阻力臂，由于动力臂小于阻力臂，所以脚踏碓属于费力杠杆。

碓头部较细，是在压力一定时通过减小受力面积来增大压强。

答案：费力；压强。

16．（2025•西青区二模）如图所示的是小凡利用指甲剪剪指甲的情景，此时大拇指所按压的压板相当于省

力（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。锉刀上刻有花纹，是通过增大接触面的粗糙程度

来增大摩擦的。

解：大拇指按压“压板”时，动力臂大于阻力臂，所以大拇指所按压的压板相当于省力杠杆；

锉刀上刻有花纹，这是在压力一定时通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。

答案：省力；接触面的粗糙程度。

17．（2025•滨海新区二模）如图是自行车手闸示意图，手闸是一个省力杠杆（选填“省力”、“费

力”或“等臂”），当手对车闸的作用力F为10N时，刹车拉线受到的力为40N。

解：由图可知，在使用手闸的过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

因为杠杆平衡，F1L1＝F2L2，

所以拉线受到的拉力：F′＝×10N＝40N。

答案：省力；40。

18．（2025•和平区二模）如图所示是小刚做俯卧撑时的情景，小刚的质量是50kg，重心可视为点A，脚到

重心的水平距离为0.9m，手到重心的水平距离为0.6m，撑起时，重心上升30cm，g取10N/kg，则人受

到的重力等于500N；地面对人双手的支持力等于300N。

解：（1）人受到的重力：

G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；

（2）由图示可知，地面对手的支持力的力臂L＝0.9m+0.6m＝1.5m，

由杠杆平衡条件得：FL＝GLG，

即：F×1.5m＝500N×0.9m，

解得：F＝300N。

答案：500N；300N。

19．（2025•滨海新区模拟）“八段锦”是中国传统的健身方式，第八式的动作是双脚站立地面同时提起脚

跟。某人所受的重力为600N，当脚跟提离地面时，如图为右脚的一些相关数据，脚绕支点O转动，小

腿肌肉拉力为动力F1，阻力为F2，请计算小腿肌肉拉力的大小。

解：某人所受的重力为600N，当双脚站立地面同时提起脚跟时，如图为右脚承受的重力为300N，将右

脚看作杠杆。抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2：有F1×

0.16m＝300N×0.12m；

解得小腿肌肉拉力F1＝225N。

答：小腿肌肉拉力的大小是225N。

20．（2025•河东区二模）如图1是小明上体育课时将前臂平伸用手掌拖住铅球时的情形，可简化成如图