2020-2021中考物理壓軸題專題復(fù)習(xí)—杠桿平衡含答案

1、一、初中物理杠桿平衡條件的應(yīng)用問題1.如圖所示，杠桿恰好處于水平平衡狀態(tài)，若在B處下方再掛一個(gè)鉤碼，若要使杠桿在水平位置再次平衡，下列可行的操作是 。（選填字母）A.減少一個(gè)懸掛在 A處的鉤碼B.增加一個(gè)懸掛在 A處的鉤碼C.將懸掛在 A處的鉤碼向左移動(dòng)一格D.將懸掛A處的鉤碼向右移動(dòng)一格【答案】C【解析】【分析】【詳解】假設(shè)一個(gè)鉤碼重力為 G,杠桿一格為1,杠桿平衡時(shí)3G 21 2G 31 6G1若在B處下方再掛一個(gè)鉤碼，則右邊為3G 31 9G1A,減少一個(gè)懸掛在 A處的鉤碼，則左邊為2G 21 4G1左邊小于右邊，杠桿不能平衡，故A項(xiàng)不符合題意；B.增加一個(gè)懸掛在 A處的鉤碼，則左邊為4

2、G 21 8G1左邊小于右邊，杠桿不能平衡，故B項(xiàng)不符合題意；C.將懸掛在 A處的鉤碼向左移動(dòng)一格，則左邊為3G 31 9G1左邊等于右邊，杠桿能再次平衡，故C項(xiàng)符合題意；D.將懸掛A處的鉤碼向右移動(dòng)一格，則左邊為3G 11 3G1左邊小于右邊，杠桿能再次平衡，故D項(xiàng)不符合題意。故選Co2.如圖所示的輕質(zhì)杠桿 OA上懸掛著一重物 G,。為支點(diǎn)，在A端用力使杠桿平衡。下列敘述正確的是（）A.此杠桿一定是省力杠桿B.沿豎直向上方向用力最小C.沿桿OA方向用力也可以使杠桿平衡D.此杠桿可能是省力杠桿，也可能是費(fèi)力杠桿【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.因?yàn)闊o(wú)法確定動(dòng)力臂的大小，所以無(wú)法確定是哪種杠

3、桿，故 A錯(cuò)誤；B.沿垂直杠桿向上的方向用力，動(dòng)力臂最大，動(dòng)力最小，最省力，故B錯(cuò)誤；C. 10 OA方向動(dòng)力臂是零，杠桿無(wú)法平衡，故C錯(cuò)誤。D.因?yàn)楦軛U的動(dòng)力臂無(wú)法確定，所以它可能是省力杠桿，也可能是費(fèi)力杠桿，故D正確。故選Do3 .生活中，小華發(fā)現(xiàn)有如圖甲所示的水龍頭，很難徒手?jǐn)Q開，但用如圖乙所示的鑰匙，安 裝并旋轉(zhuǎn)鑰匙就能正常出水（如圖丙所示）.下列有關(guān)這把鑰匙的分析中正確的是甲乙丙A.在使用過程中可以減小阻力臂B.在使用過程中可以減小阻力C.在使用過程中可以減小動(dòng)力臂D.在使用過程中可以減小動(dòng)力【答案】D【解析】【詳解】1,一,下列措2由圖可知，安裝并旋轉(zhuǎn)鑰匙，阻力臂不變，阻力不變，動(dòng)

4、力臂變大，根據(jù)杠桿平衡的條件 FiLi=F2L2可知，動(dòng)力變小，故選 D。4 .如圖所示，杠桿在水平狀態(tài)保持靜止，要使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的施中可行的是kA.去掉三個(gè)鉤碼B.把鉤碼向左移動(dòng) 2小格C.把鉤碼向右移動(dòng) 2小格D.把彈簧秤測(cè)力計(jì)向左移動(dòng) 2小格【答案】B【解析】【分析】【詳解】根據(jù)杠桿平衡條件 Fi Li = F2L2得，4Gx 4LF2X 8L解得F2=2G, 1要使彈簧測(cè)力計(jì)的本數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的1,2即 F2= GoA.去掉三個(gè)鉤碼，根據(jù)杠桿平衡條件FiLi=F2L2得，GXL= F'2XL,所以F2= G,不符合題意；2B.把鉤碼向左移動(dòng) 2小格，根據(jù)杠桿平衡條件 F

5、iLi=F2L2得，4Gx L= F2XL,所以F2=G,故B符合題意；C.把鉤碼向右移動(dòng) 2小格，根據(jù)杠桿平衡條件 FiLi=F2L2得，4Gx(L= F2XL,所以F2=3G,故C不符合題意；D.把彈簧秤測(cè)力計(jì)向左移動(dòng) 2小格，根據(jù)杠桿平衡條件 FiLi=F2L2得,4Gx L= F'2XL,所以F2= 8G,故D不符合題意。3故選B。5 .如圖所示，將重150N的甲物體用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的 A端，杠桿的B端懸掛乙物體, 杠桿在水平位置平衡，已知：乙物體所受重力為30N, AO:OB 1:3 ,甲物體的底面積為0.2m2, g取10N/kg。下列說法正確的是（）A OR 1A.甲物

6、體對(duì)杠桿的拉力為 10NB.杠桿對(duì)甲物體豎直向上的拉力為60NC.甲物體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為750Pa D.水平地面對(duì)甲物體的支持力為60N【答案】D【解析】【分析】【詳解】對(duì)物體甲受力分析，甲受到重力、地面給甲的支持力、杠桿施加的拉力的作用，其中杠桿 施加的拉力與甲對(duì)杠桿的拉力為一對(duì)相互作用力，地面給甲的支持力和甲給地面的壓力為 一對(duì)相互作用力。AB.根據(jù)杠桿平衡條件可知杠桿A端受到物體的拉力與 OA的乘積等于乙給 B端的拉力與G乙OBOAOB的乘積相等，則有3 30N - 90N 1即甲對(duì)杠桿的拉力為 90N,杠桿施加的拉力與甲對(duì)杠桿的拉力為一對(duì)相互作用力，故 AB項(xiàng) 錯(cuò)誤；CD.甲給地面的

7、壓力等于地面給甲的支持力為F壓則甲物體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。故選DoF 支 G 甲 Fa 150N 90N60N60N20.2m2300Pa6 . AC硬棒質(zhì)量忽略不計(jì)，在棒的 B C兩點(diǎn)施加力Fi、F2, F2的方向沿OO線，棒在圖所 示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（）A. Fi<F2S2F2B. Fi=SiC. Fl力臂等于siD. F2方向沿OO線向上【答案】D【解析】【詳解】AC.由圖知，F(xiàn)2的方向沿OO線，其力臂最長(zhǎng)，為 黑 而Fi的方向豎直向下，所以其力臂 Li是從A點(diǎn)到Fi的垂線段，小于 si,更小于S2,由FiLi=F2L2知，Li < S2,所以Fi 一定

8、大于F2,故AC不符合題意；B,由 FiLi=F2L2 知，F(xiàn)iLi=F2 s2,即F 2S2Fi匚故B不符合題意；D.已知Fi的方向是豎直向下的，為保持杠桿平衡，F(xiàn)2的方向應(yīng)該沿 OO向上，故D符合題意。7 .如圖所示，為提升重物，現(xiàn)選用輕質(zhì)杠桿，不考慮杠桿支點(diǎn)O點(diǎn)處的摩擦，每次利用杠桿把同一重物勻速提升相同高度，下列說法正確的是A B CA.當(dāng)重物懸掛在 A點(diǎn)，動(dòng)力作用在 C點(diǎn)時(shí)，該杠桿一定是省力杠桿8 .當(dāng)重物懸掛在 C點(diǎn)，動(dòng)力作用在 B點(diǎn)時(shí)一定比作用在 A點(diǎn)時(shí)要省力C.無(wú)論重物掛在 A點(diǎn)還是B點(diǎn)時(shí)，利用該機(jī)械所做的有用功都相等D.如果動(dòng)力作用在 C點(diǎn)且方向始終保持與桿保持垂直，則提升重

9、物過程動(dòng)力大小不變【答案】C【解析】【分析】靈活運(yùn)用杠桿平衡公式分析即可；【詳解】AB.不論重物懸掛在 A點(diǎn)或C點(diǎn)，也不論動(dòng)力作用在 C點(diǎn)還是B點(diǎn)，判斷杠桿是省力還 是費(fèi)力，需要根據(jù)杠桿平衡公式，不僅與力的作用點(diǎn)有關(guān)，還與力的方向有關(guān)，因此無(wú)法 在只知道力的作用點(diǎn)的情況下判斷是否省力，故AB錯(cuò)誤；C.無(wú)論重物掛在 A點(diǎn)還是B點(diǎn)時(shí)，由于物體質(zhì)量相同，上升高度相同，則根據(jù) W Gh 可知，該機(jī)械所做的有用功都相等，故 C正確；D.動(dòng)力作用在C點(diǎn)且方向始終保持與桿保持垂直時(shí)，可得動(dòng)力臂大小始終不發(fā)生變化， 但由于物體上升，重物的阻力臂會(huì)逐漸減小，則由杠桿平衡公式可知?jiǎng)恿?huì)減小，故D錯(cuò)誤。8 .要使圖

10、中的杠桿平衡，分別用Fa、Fb、Fc的拉力，這三個(gè)力的關(guān)系應(yīng)是A. Fa> Fb> Fc" B, Fa< Fb< Fc "C. Fa>Fc> FbD. FA=Fb=Fc【答案】C【解析】【分析】【詳解】分別從支點(diǎn)向三條作用線做垂線，作出三個(gè)力的力臂，如圖；從圖可知，三個(gè)方向施力，F(xiàn) B的力臂L OB最長(zhǎng)，其次是L OC、L OA,而阻力和阻力臂不變,由杠桿平衡條件 EL F2L2可知，動(dòng)力臂越長(zhǎng)動(dòng)力越小，所以三個(gè)方向施力大小：F a >F c>F b .故選C.9 .如圖杠桿AOB用細(xì)線懸掛起來(lái)，分別在 A、B兩端分別掛上質(zhì)量

11、為 m1、m2的重物時(shí)，杠桿平衡，此時(shí) AO恰好處于水平位置， AO BO ,不計(jì)杠桿重力，則 m1、m2的關(guān) 系為A. mim)2C. mi m2【答案】C【解析】【詳解】B. mhm2D.無(wú)法判斷杠桿示意圖如下:根據(jù)杠桿的平衡條件：FiL F2L2可知,GiLiG2L2migLi m2gL2即 miLi mhL?因?yàn)榱εc相應(yīng)的力臂成反比關(guān)系，從圖中可以看出力臂Li> L2,所以物體的重力Gi<G2, 即m4 m2 ,故選C。io.如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，下列操作中能讓杠桿繼續(xù)保持平衡的是（A.將左邊的鉤碼去掉二個(gè)并保持位置不變，同時(shí)將右邊鉤碼向左移二格B.在左右兩邊鉤碼的下

12、方各加一個(gè)鉤碼，位置保持不變C.將左右兩邊的鉤碼各去掉一個(gè)，位置保持不變D,將左右兩邊的鉤碼均向外移動(dòng)一格【答案】A【解析】【詳解】設(shè)杠桿的一個(gè)小格是 1cm, 一個(gè)鉤碼的重是 1N；A.將左邊的鉤碼去掉二個(gè)并保持位置不變，同時(shí)將右邊鉤碼向左移二格，(4-2) NX 3cm=3NX (4-2) cm,杠桿仍然平衡，故 A符合題意；B.在左右兩邊鉤碼的下方各加一個(gè)鉤碼，位置保持不變，由(4+1) Nx3cm< (3+1)NX 4cm得，杠桿的右端下沉，故 B不符合題意；C.將左右兩邊的鉤碼各去掉一個(gè)，位置保持不變，由(4-1) NX 3cm > (3-1) N x 4cm得，杠桿的左

13、端下沉，故 C不符合題意；D.將左右兩邊的鉤碼均向外移動(dòng)一格，由 4NX (3+1) cm>3Nx (4+1) cm得，杠桿的 左端下沉，故D不符合題意。11.如圖所示，在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，杠桿處于水平平衡狀態(tài)，所用鉤碼完全相 同。下列做法中能使杠桿再次平衡的是A.分別在兩邊鉤碼下再增加一個(gè)相同鉤碼B.左邊減少1個(gè)鉤碼，右邊減少 2個(gè)鉤碼C.兩邊鉤碼均向支點(diǎn)移動(dòng)相同的距離D.左邊鉤碼向左移 1.5cm,右邊鉤碼向右移 1cm【答案】D【解析】【詳解】設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為 G,左邊鉤碼到支點(diǎn)的距離為31,因?yàn)楦軛U正處于水平平衡，所以由杠桿平衡條件可得2G 31 3G 1 右,解得1右

14、21 ,即右邊鉤碼到支點(diǎn)的距離為21；A.若分別在兩邊鉤碼下再增加一個(gè)相同鉤碼，則3G 31 4G 21 ,此時(shí)杠桿不再平衡，不符合題意；B.若左邊減少1個(gè)鉤碼，右邊減少 2個(gè)鉤碼，則G 31 G 21 ,此時(shí)杠桿不再平衡，不符合題意；C.若兩邊的鉤碼均向支點(diǎn)移動(dòng)相同的距離1,則2G 21 3G 1 ,此時(shí)杠桿不再平衡，不符合題意；D.若左邊鉤碼向左移 1.5cm,右邊鉤碼向右移 1cm,則2G （31 1.5） 3G （21 1）,此時(shí)杠桿平衡，符合題意。12 .如圖所示，杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力F的方向，使其從一一，此過程中（）A.位置力臂最長(zhǎng)B.位置力臂最長(zhǎng)C.彈簧測(cè)

15、力計(jì)示數(shù)先變大后變小D.彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)先變小后變大【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB.力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的線段，由圖可知當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在位置時(shí)力臂最大，故AB不符合題意；CD.從一一時(shí)動(dòng)力臂先變大后變小，由圖可知阻力等于鉤碼重力不變，在水平位置 平衡所以阻力臂也不變，根據(jù)杠桿平衡的條件可知，彈簧測(cè)力計(jì)給杠桿的拉力先變小后變 大，故C不符合題意，D符合題意。故選D。13 .如圖為搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車，車箱和磚頭所受的總重力G為1 000 N （車架所受重力忽略不計(jì)），獨(dú)輪車的有關(guān)尺寸如圖所示，推車時(shí)，人手向上的力F的大小為（）A. 200 N 【答案】B 【解析】 【分析】 【詳解】由平衡條件

16、可知Gl1 Fl2則l Gl11000N 0.3F 1 = 300Nl2 Im故選BoB. 300 NC. 400 ND. 500 N14 .如圖，一塊厚度、密度均勻的長(zhǎng)方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上的力，欲 使其一端抬離地面，則（）A. Fi>F2,因?yàn)榧追椒ǖ膭?dòng)力臂長(zhǎng)B. Fi=F2,因?yàn)閯?dòng)力臂都是阻力臂的 2倍C. Fi>F2,因?yàn)橐曳椒ǖ淖枇Ρ鄱藾. F1VF2,因?yàn)橐曳椒ǖ膭?dòng)力臂長(zhǎng)【答案】B【解析】【分析】【詳解】由圖示可知，無(wú)論用哪種方法來(lái)抬，動(dòng)力臂總是阻力臂的二倍，所用的力總等于阻力的二分之一，由于阻力就是重力，大小是不變的，所以動(dòng)力的大小也是不變的，故應(yīng)選B

17、o15 .用如圖所示的杠桿提升重物 ，設(shè)作用在A端的力F始終與桿垂直，那么，在將重物提 升到最高處的過程中，力F的大小將（）A.逐漸變小【答案】DB.先變小，后變大C.逐漸變大D.先變大，后變小【解析】【分析】【詳解】由題知，當(dāng)慢慢提升重物時(shí)，重力（阻力）不變，阻力臂增大（水平時(shí)最大），動(dòng)力臂不變,即：G不變、Li不變，L2增大FLi=GL2,力F逐漸變大；故選 C.16 .在我國(guó)古代書籍墨經(jīng)中，對(duì)杠桿有精辟論述，并有許多巧妙的應(yīng)用.如下圖所示是在井上汲水的桔梯，下列對(duì)其在使用中正確的解釋是A.桔棒是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力B.向井內(nèi)放送水桶時(shí)，人用的力氣一定小于水桶的重力，所以省力C.桔棒是

18、不等臂杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿D.往上提水時(shí)，人用的力氣一定小于桶與水的總重，所以省力【答案】D【解析】【分析】杠桿的分類：省力杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂；費(fèi)力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂；等臂 杠桿，動(dòng)力臂等于阻力臂；要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力（用力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力 點(diǎn)）的大小跟它們的力臂成反比?！驹斀狻緼C.由圖可見，桔榻是不等臂杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故AC錯(cuò)誤;B.向井內(nèi)放送水桶時(shí)，人用的力通過杠桿原理，與石頭的重力相關(guān)，一般比木桶的重力要 大，故B錯(cuò)誤；D.往上提水時(shí)，因?yàn)橛惺^幫忙，人的力氣比水和桶的總重力小，故 D正確。故選D?！军c(diǎn)睛】此題主要考查了對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的

19、認(rèn)識(shí)，要掌握杠桿的要素。17 .如圖所示甲乙兩杠桿處于水平位置平衡，甲圖上有兩個(gè)體積不同的鐵球，乙圖上有兩 個(gè)體積相向的鋁球和鐵球，如果把他們都浸沒在水中，則杠桿將發(fā)生的變化是B.甲仍保持平衡，乙失去平衡D.甲失去平衡，乙仍保持平衡A.仍保持平衡 C.都失去平衡 【答案】B 【解析】 【詳解】甲杠桿：浸入水中之前，由杠桿平衡條件可得G鐵 1L1 G鐵 2L2 即鐵 gVi Li 鐵 gV2 L2 所以Vi Li V2 L2 浸入水中后左端力和力臂的乘積為：鐵 gVi水 gViLi鐵水gViLi浸入水中后右端力和力臂的乘積為：鐵 gV2水 gV2L2鐵水gV2L2所以浸入水中后，左右兩端力和力臂

20、的乘積相等，故杠桿仍然平衡。乙杠桿：浸入水中之前，由杠桿平衡條件可得G鋁Li G鐵L2 即鋁gV Li鐵gV L2浸入水中后左端力和力臂的乘積為：鋁gV水gVLi鋁gVLi水gV Li浸入水中后右端力和力臂的乘積為:鐵gV水gV L2鐵 gV L2水gV L2由于Li L2,結(jié)合可知，左端力和力臂的乘積小于右端力和力臂的乘積，故杠桿失去平衡、右端下沉，故選 B?！军c(diǎn)睛】本題考查了學(xué)生對(duì)阿基米德原理、杠杠平衡條件的掌握和運(yùn)用，利用好力臂大小關(guān)系和受 到的浮力大小關(guān)系是本題的關(guān)鍵。18 .如圖，粗細(xì)均勻木棒 AB長(zhǎng)為im,水平放置在 O、O兩個(gè)支點(diǎn)上.已知 AO、O'B長(zhǎng)度 均為0.25m

21、。若把B端豎直向上稍微抬起一點(diǎn)距離，至少需要用力40N；則木棒的重力為()A AXXXZZZZ Z XXX-A. 160NB. 120NC. 80ND. 4ON【答案】B【解析】【分析】【詳解】設(shè)木棒AB的重心在C點(diǎn)，抬起B(yǎng)端時(shí)的支點(diǎn)為 O,由于AO=0.25m,則抬B端的力的力 臂OB= AB-AO= 1m-0.25m = 0.75m木棒AB的重心距離支點(diǎn)的距離，即重力的力臂OC=OC木棒平衡，則有木棒的重力G故B正確。故選Bo1 1 一 一 AB AO= 1m 0.25m = 0.25m22F >OB= GXQCF OB 40N 0.75m=OC 0.25m=120N%圖】19 .如

22、圖所示，在等臂杠桿兩端各掛等重的實(shí)心鉛塊和鐵塊（ 鉛 鐵），杠桿水平平衡，若將鐵塊和鉛塊同時(shí)浸沒在水中（未觸底），則（）A,杠桿左端上翹B,杠桿右端上翹C.杠桿仍然水平平衡D.不確定【答案】A【解析】【分析】根據(jù)鉛塊和鐵塊質(zhì)量相同，并結(jié)合杠桿的平衡條件確定杠桿的類型，即為等臂杠桿；因此 當(dāng)鐵塊、鉛塊都浸沒水中后，受到浮力較小的一側(cè)，杠桿下沉?！驹斀狻吭瓉?lái)杠桿平衡，且鉛塊和鐵塊質(zhì)量相同（重力相同），且杠桿為等臂杠桿；由杠桿平衡條m件可知，兩側(cè)的力臂相同，鉛塊和鐵塊質(zhì)量相同，因?yàn)?鉛 鐵，則由V 可知V鉛 V鐵，當(dāng)浸沒水中后，由 F浮水gV排可知，鐵塊受到的浮力大，鉛塊受到的浮力較小，此時(shí)杠桿受到

23、的拉力F拉G物F浮因重力相同、鉛塊受到的浮力較小，則可知鉛塊對(duì)杠桿的拉力較大，因兩側(cè)的力臂相同， 所以鉛塊一側(cè)拉力與力臂的乘積較大，則鉛塊一側(cè)將下降，即右端下降，左端上翹。故選A。20 .如圖所示，長(zhǎng)1m的粗細(xì)均勻的光滑金屬桿可繞 。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿上套一滑環(huán)，用測(cè)力計(jì) 豎直向上拉著滑環(huán)緩慢向右移動(dòng)，并保持金屬桿處于水平狀態(tài)。則測(cè)力計(jì)示數(shù)F與滑環(huán)離開。點(diǎn)的距離s之間的關(guān)系圖像為（）由題意可知，測(cè)力計(jì)豎直向上拉著滑環(huán)緩慢向右移動(dòng)的過程中，金屬桿處于水平狀態(tài)，處 于平衡狀態(tài)，根據(jù)杠桿的平衡條件可得GOA1-1 2OA Fs k金屬桿的重力和金屬杠的長(zhǎng)度大小不變，即k是定值，那么可得到從上式可知隨著距離 s的變大，測(cè)力計(jì)示數(shù)是B圖像。故選B。k1sF在變小，兩者是成反比的，兩者的關(guān)系圖像21 .如圖所示，一塊厚度很薄、質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體水泥板放在水平地面上，若分別用一豎直向上的動(dòng)力 Fi、F2作用在水泥板一端的中間，欲使其一端抬離地面，則（）即乙A. Fi>F2,因?yàn)榧字械膭?dòng)力臂長(zhǎng)B. Fi<F2,因?yàn)橐抑械淖枇Ρ坶L(zhǎng)C. Fi>F2,因?yàn)橐抑械淖枇Ρ鄱藾. Fi=F2,因?yàn)閯?dòng)力臂都是阻力臂的2倍