備戰(zhàn)中考物理杠桿平衡-經(jīng)典壓軸題含答案

1、G為1 000 N （車架所受重力忽略F的大小為 （）一、初中物理杠桿平衡條件的應(yīng)用問題1 .如圖為搬運磚頭的獨輪車，車箱和磚頭所受的總重力不計），獨輪車的有關(guān)尺寸如圖所示，推車時，人手向上的力D. 500 NA. 200 NB. 300 NC. 400 N【答案】B【解析】 【分析】 【詳解】由平衡條件可知Gl1 Fl2 則300NGli 1000N 0.3m F =l2Im故選Bo2.如圖甲是制作面團(tuán)的情景，把竹竿的一端固定在繩扣中，人騎在另一端施加一個向下的 大小為F的力，面團(tuán)被不斷擠壓后變得更有韌性，圖乙為壓面團(tuán)原理圖.關(guān)于壓面團(tuán)過程 的敘述正確的是（）甲乙A.面團(tuán)對桿的作用力方向向下

2、B.面團(tuán)對桿的作用力大小等于FC.面團(tuán)被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變D. A點向下移動的距離小于B點向下移動的距離【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.桿對面團(tuán)的作用力向下，面團(tuán)對桿的作用力向上，故 A錯誤；B.由于面團(tuán)B點到支點C的距離小于A點到C的距離，根據(jù)杠桿定律 FiLi=F2L2,可知面 團(tuán)對桿的作用力大于 F,故B錯誤；C.面團(tuán)被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變，故 C正確；D. C為支點，A點向下移動的距離大于 B點向下移動的距離，故 D錯誤； 故選Co3 .如圖所示為等刻度輕質(zhì)杠桿，A處掛4牛的物體，若使杠桿在水平位置平衡，則在 B處施加的力（）fjjjjj 幻 =AuA.可能為0.5

3、牛 B. 一定為2牛C. 一定為3牛D.可能是4?！敬鸢浮緿【解析】【分析】【詳解】設(shè)杠桿每小格的長度為 L,若在B點用垂直O(jiān)B豎直向下的力使杠桿在水平位置平衡，此時所用的力最小，根據(jù)杠桿平衡條件F11 F2I2可得Fmin4L G 2L則有FminG 2L4L4N 242N若在B點斜拉使杠桿在水平位置平衡，由杠桿平衡條件Fl1 F2l2可知FiF2I2li則此時杠桿左邊的阻力與阻力臂的乘積不變，動力臂減小，故動力將增大，故若使杠桿在 水平位置平衡，在 B點施加的力F 2N故選Do。點處的摩擦，每次利用4 .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 杠桿把同一重物勻速提升相同高度，

4、下列說法正確的是A.當(dāng)重物懸掛在 A點，動力作用在 C點時，該杠桿一定是省力杠桿B.當(dāng)重物懸掛在 C點，動力作用在 B點時一定比作用在 A點時要省力C.無論重物掛在 A點還是B點時，利用該機(jī)械所做的有用功都相等D.如果動力作用在 C點且方向始終保持與桿保持垂直，則提升重物過程動力大小不變 【答案】C 【解析】【分析】靈活運用杠桿平衡公式分析即可；【詳解】AB.不論重物懸掛在 A點或C點，也不論動力作用在 C點還是B點，判斷杠桿是省力還 是費力，需要根據(jù)杠桿平衡公式，不僅與力的作用點有關(guān)，還與力的方向有關(guān)，因此無法 在只知道力的作用點的情況下判斷是否省力，故AB錯誤；C.無論重物掛在 A點還是B

5、點時，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.動力作用在C點且方向始終保持與桿保持垂直時，可得動力臂大小始終不發(fā)生變化， 但由于物體上升，重物的阻力臂會逐漸減小，則由杠桿平衡公式可知動力會減小，故D錯誤。5.懸掛重物G的輕質(zhì)杠桿，在力的作用下傾斜靜止在如圖所示的位置，若力施加在 A 點，最小的力為Fa,若力施加在B點或C點，最小的力分別為 Fb、Fc、且AB=BO=OC下 列判斷正確的是（）（忽略。點的位置變化）A. Fa > GB. Fb = GC. Fc <GD. Fb> Fc【答案】C【解析】【詳解】在阻力和阻力臂

6、不變的情況下，動力臂越大，動力最小；若力施加在A點，當(dāng)OA為動力臂時，動力最小為 Fa；若力施加在B點，當(dāng)OB為力臂時動力最小，為 Fb；若力施加在 C 點，當(dāng)OC為力臂時，最小的力為 Fc,從支點作阻力的力臂為 G,如圖所示：A. Fa的力臂AO>G,根據(jù)杠桿的平衡條件可知, B. Fb的力臂BO>G,根據(jù)杠桿的平衡條件可知, C. Fc的力臂CO> G,根據(jù)杠桿的平衡條件可知, D. Fb的力臂BO=OC根據(jù)杠桿的平衡條件可知,FavG, A 錯誤。FbG, B 錯誤。 Fcv G, C 正確。 Fb=Fc, D 錯誤。6.如圖所示為一輕質(zhì)杠桿。機(jī)翼模型固定在直桿上，它們

7、總重6N,直桿掛在杠桿上并保持與杠桿垂直。同一彈簧測力計在不同情形下拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。下列說法 中正確的是（）A.測力計在a位置時的示數(shù)為1.5NB.測力計從a位置車t到b位置后，示數(shù)將會變小C.測力計在a位置時示數(shù)為 Fa,移至c位置時示數(shù)為 Fc,則Fa ： Fc=4 ： 1D.測力計在c位置時，對模型水平向右吹風(fēng)，示數(shù)將會變大【答案】C【解析】【分析】A.我們將杠桿左邊受到的拉力定義為阻力，右邊受到的拉力定義為動力。因為動力臂為1阻力臂的-,根據(jù)杠桿平衡條件 Fli F2I2我們可以知道，動力應(yīng)為阻力6N的4倍，即為24N, A選項錯誤，不符合題意；B.測力計a位置時，動力臂

8、等于支點到力的作用點的距離；當(dāng)測力計在b位置時，動力臂與支點到力的作用點的距離為直角三角形的一條直角邊與斜邊的關(guān)系，即測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置，動力臂變小了。根據(jù)杠桿平衡條件Fli F2I2可以知道，在阻力與阻力臂均不變的情況下，動力臂減小，要使杠桿繼續(xù)平衡，動力應(yīng)該增大。B選項錯誤，不符合題意；F2I2C.當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)到c位置時，動力臂變?yōu)樵瓉淼?4倍。由杠桿平衡條件 Fli可以知道，在阻力與阻力臂均不變的情況下，動力臂變?yōu)樵瓉淼?倍，要使杠桿繼續(xù)平1衡，動力應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?-,即Fa： Fc=4： 1。C選項正確，符合題意； 4D.對模型向右吹風(fēng)，根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可以知道，模型

9、會受到一個向上的升力，即杠桿左邊受到的拉力會減小。根據(jù)杠桿平衡條件F-1 F2l2可以知道，在力臂均不變的情況下，阻力減小了，要使杠桿繼續(xù)平衡，動力也應(yīng)減小。D選項錯誤，不符合題意。故選Co7.小明做探究杠桿平衡條件的實驗時將手中的5個鉤碼掛成了如圖所示的情況，則（A.由圖可以得到杠桿平衡條件為FiLi=F2L2B.小明在Fi和F2的下方各再掛一個鉤碼杠桿仍能平衡C.小明取下Fi下的一個鉤碼并將 F2的鉤碼取下杠桿仍能平衡D.小明取下F2下的鉤碼并將F3的鉤碼向右移至20cm處杠桿仍能平衡【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.假設(shè)一個鉤碼的重力為 GFi=2G, F2=G, F3=2G各力力臂

10、為Li =20, L2=10, L3=15FiLi=2G 20=40GF2L2=G 10=10GF3L3=2G 15=30G杠桿平衡的條件為F1 L1 =F2L2+F3L3故A不符合題意；B.在F1和F2的下方各再掛一個鉤碼后F1L1=3G 20=60GF2L2=2G 10=20GF3L3=2G 15=30GFl Li >F2L2+F3L3杠桿失去平衡，故 B不符合題意；C.取下Fi下的一個鉤碼并將 F2的鉤碼取下后FiLi=G 20=20GF2L2=0F3L3=2G 15=30GFi Li <F2L2+F3L3杠桿失去平衡，故 C不符合題意；D.取下F2下的鉤碼并將F3的鉤碼向右

11、移至 20cm處后FiLi=2G 20=40GF2L2=0F3L3=2G 20=40GFi Li =F2L2+F3L3杠桿重新平衡，故 D符合題意。故選D。8.如圖所示，杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)。下列操作仍能使杠桿在水平位置保持平衡的 是 （）A.兩側(cè)鉤碼同時向外移一格B.左側(cè)的鉤碼向左移一格，右側(cè)增加一個鉤碼C.在兩側(cè)鉤碼下方，同時加掛一個相同的鉤碼D.在兩側(cè)鉤碼下方，同時減去一個相同的鉤碼【答案】B【解析】【分析】【詳解】設(shè)一個鉤碼的重力為 G,橫梁上一個格的長度為 L,原來杠桿處于平衡狀態(tài)，則有2G 3L 3G 2LA.兩邊各向外移一格，左邊2G 4L 8GL右邊3G 3L 9GL由于

12、8GL 9GL杠桿右端下沉，故 A不符合題意；8 .左側(cè)的鉤碼向左移一格，右側(cè)增加一個鉤碼，因左邊2G 4L右邊4G 2L因2G 4L 4G 2L故B符合題意；C.在兩側(cè)鉤碼下方，同時加掛一個相同的鉤碼，左邊3G 3L 9GL右邊4G 2L 8GL因為9GL 8GL杠桿左端下沉，故 C不符合題意；D.在兩側(cè)鉤碼下方，同時減去一個相同的鉤碼，左邊G 3L 3GL右邊2G 2L 4GL由于3GL 4GL杠桿右端下沉，故 D不符合題意。故選B。9 .如圖所示，AOB為一杠桿，。為支點，杠桿重不計， AO=OB.在杠桿右端 A處用細(xì)繩懸掛重為G的物體，當(dāng)AO段處于水平位置時，為保持杠桿平衡，需在B端施

13、加最小的力為Fi;當(dāng)BO段在水平位置時保持杠桿平衡，這時在B端施加最小的力為 F2,則【解析】C. Fi=F2D.無法比較(1)當(dāng)AO段處于水平位置時，如左圖所示最省力,BAFi1ob=G1oaGIoaFi=n=g；lOB(2)當(dāng)OB段處于水平位置時，如右圖所示最省力，G loclOBF2lOB=GlOCGlocF2二1lOBloc< IobF2V GF1>F2；故選B.10.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

14、阻力C.在使用過程中可以減小動力臂D.在使用過程中可以減小動力【答案】D【解析】【詳解】由圖可知，安裝并旋轉(zhuǎn)鑰匙，阻力臂不變，阻力不變，動力臂變大，根據(jù)杠桿平衡的條件FiLkF2L2可知，動力變小，故選 D。11.如圖所示，粗細(xì)均勻的鐵棒 AB靜止在水平地面上，小明用力F將鐵棒從水平地面拉至豎直立起.此過程中，力 F作用在B端且始終與鐵棒垂直，則力 5將（）B.逐漸變小C.保持不變D.先變小后變大【答案】B【解析】【詳解】如下圖所示：在抬起的過程中，阻力 F2不變，F(xiàn)與鐵棒始終垂直，所以動力臂li不變，由于鐵棒的位置的變化，導(dǎo)致了阻力F2的阻力臂12在變小，根據(jù)杠桿的平衡條件可得：F11=F2

15、 12可知，11、F2都不變，12變小，所以 F也在變小。 故選B。12. C點為硬棒AD的重心，硬棒可繞 A點轉(zhuǎn)動。在棒的 線，棒在圖所示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)。則B點施加力曰，F(xiàn)1的方向沿。A. F1>GB. F1 = _sLGsC.重力的力臂等于S1D. F1方向沿OO'線向下【詳解】AB.由圖像可得，A點到Fi的距離為S2,若令A(yù)點到重力的距離為S3,根據(jù)杠桿的平衡條 件“動力X動力臂=阻力x阻力臂”可知Fi S2 G S3可以推出F1邑GS2由于S3 S可得Fi G故A選項正確，符合題意，B選項錯誤，不符合題意;C.重力的力臂為支點 A到重力的距離，重力豎直向下，因此力臂為水

16、平方向，故 C選項 錯誤，不符合題意；D. Fi與G在支點同側(cè)，重力方向豎直向下，所以Fi的方向應(yīng)該向上，故 D選項錯誤，不符合題意。13.如圖所示，輕質(zhì)杠桿 AOB的支點是O, AO=BOo若在A端和B端分別懸掛重力相等的 兩個重物，則杠桿（）A o|GA.保持平衡B. A端下沉C. B端下沉D,以上均可能【答案】B【解析】【分析】【詳解】輕質(zhì)杠桿AOB的重力可不計，杠桿的示意圖如下所示：動力和阻力大小均等于物體的重力，兩個重物的重力相等，則Fi=F2；動力臂為OA,阻力臂為OC,滿足OC OB OA所以可知Fi OA F2 OC根據(jù)杠桿的平衡條件可知，A端下沉。故選Bo14.如圖所示，直桿

17、 OA的下端掛一重物 G且可繞O點轉(zhuǎn)動。現(xiàn)用一個始終與直桿垂直的力F將直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動到水平位置，不計桿的重力，則拉力 ()F大小的變化情況是面A. 一直變小C. 一直變大【答案】C【解析】【分析】B. 一直不變D.先變小后變大【詳解】由圖可知，由于力 F始終與杠桿垂直，則力 F所對應(yīng)的力臂始終不變，大小為力F的作用點到O點的距離，設(shè)為 在逐漸提升的過程中，重力大小不變，方向豎直向下，則對應(yīng) 力臂逐漸變大，設(shè)為12,由于緩慢轉(zhuǎn)動，視為受力平衡，則由杠桿平衡公式可得F11 =G12由于等式右端重力 G不變，12逐漸變大，則乘積逐漸變大，等式左端11不變，則可得F逐漸變大，故選Co15.如圖

18、所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體為O,已知OA ： OB=1 : 2,滑輪下面掛有建筑材料M為重5000N的配重，杠桿 AB的支點 巳 每個滑輪重100N,工人體重為700N,杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計，當(dāng)工人用 勻速拉動繩子時(300N的力豎直向下以1m/s的速度A.工人對地面的壓力為 400NB.建筑材料P重為600NC.建筑材料P上升的速度為3m/sD.物體 M對地而的壓力為 4400N【答案】A【解析】【分析】【詳解】A.當(dāng)工人用300N的力豎直向下拉繩子時，繩子對工人會施加豎直向上的拉力，其大小也為300N,此時人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力 F、豎直向上的支持力 F

19、支，由力的平衡條件知道F+F 支=G即F 支=G-F=700N-300N=400N由于地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對相互作用力，大小相等，所以，工人對地 面的壓力Fbl=F 支=400N故A正確;B.由圖知道，繩子的有效段數(shù)是n=2,且滑輪組摩擦均不計，由1 一 一 一G物 G動知道,2建筑材料P的重力G=2F-G動=2 X 300N-100N=500N故B錯誤；C.因為物重由2段繩子承擔(dān)，所以，建筑材料11v _ v 繩=一22P上升的速度1m/s=0.5m/s故C錯誤；D.以定滑輪為研究對象，定滑輪受向下的重力、 拉力，由力的平衡條件知道3段繩子向下的拉力、桿對定滑輪向上的FA&#

20、39; =F+G 定=3 X300N+100N=1000N杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即Fa=F' a =1000N由杠桿的平衡條件知道Fa X OA=Fb X OB又因為OA： OB=1： 2,所以Fa OA 1000N OAA 500NOB由于物體間力的作用是相互的，所以，杠桿對物體 即2OAM的拉力等于物體M對杠桿的拉力,Fb' =Fb =500NM受到的支持物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物體 力為Fm 支持=Gm -Fb' =5000N-500N=4500N因為物體間力的作用是相互的，所以物體M

21、對地面的壓力FM ffi=FM 支持=4500N故D錯誤。故選A。16 .能使杠桿OA水平平衡的最小力的方向為（）A. ABB. ACC. ADD. AE【答案】A【解析】【分析】根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)iX1=F2X2,在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長.由此分析解答.【詳解】由圖知，。為支點，動力作用在 A點，連接OA就是最長的動力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件, 要使杠桿平衡動力方向應(yīng)向上，所以最小力方向為AB.故選A.【點睛】在通常情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長，連接杠桿中支點和動力作用點 這兩點所得到的線段就是最長力臂.17 .如圖所示，輕質(zhì)

22、杠桿 MON及支架是一個固連在一起的整體，且能繞 。點轉(zhuǎn)動,MO:NO 3: 2 ,圖中正方體D通過細(xì)線與N點相連且與水平地面的接觸面積S為8X 102m2。當(dāng)物體A的質(zhì)量為8kg時，杠桿在水平位置上平衡，物體D對水平地面的壓強(qiáng) pi為4000Pa；當(dāng)把物體A換成質(zhì)量為30kg的物體B,支點移至O ,使MO : NO 4:3時， 杠桿仍在水平位置上平衡，物體D對水平地面的壓強(qiáng)為 P2；此時用物體 C替換物體B,杠桿仍在水平位置上平衡，物體D對水平地面的壓強(qiáng)為 0,（杠桿、支架和托盤的重力不計，g取I0N/kg ）則下列結(jié)論正確的是（）A.物體C的重力為300NB.物體D的質(zhì)量為32kgC. p

23、2 為 500PaD.物體C對托盤的壓力為 40N【答案】C【解析】【分析】【詳解】 當(dāng)放物體A時，地面對物體的支持力等于物體對地面的壓力F1 p1s 4000Pa 8 10 2m2 320N此時杠桿受到的拉力F2 Gd Fl根據(jù)杠桿平衡條件可知mAg|OMGd Fi |ON解得GdmAgkM ONfJon8kg 10N/kg 3 ON 320N|ONON440N則物體D的質(zhì)量Gd440NmD44kgg 10N/kg故B錯誤;放物體C時，D對地面的壓強(qiáng)為0,此時支持點在 O ,根據(jù)杠桿的平衡條件可知gc|omgd|onGcGdONOM440N ON-O N 3330N故A錯誤；物體C對托盤的壓

24、力等于 C的重力為330N,故D錯誤；當(dāng)放上物體B時，根據(jù)杠桿的平衡條件可知mBg|o MGd F2 |ON440N(ON 30kg 10N/kg -O N-3 40NON則FGd|oN mBg|0M2ON則物體D對地面的壓強(qiáng)P2F240NS 8 10 2m2500Pa故C正確。故選Co18.如圖所示，小明用一可繞 O點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿，將掛在杠桿下的重物提高。他用一個 始終與杠桿垂直的力 F使杠桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個過程中，此杠桿)A. 一直是省力的B.先是省力的，后是費力的C. 一直是費力的D.先是費力的，后是省力的【答案】B【解析】【分析】【詳解】由題圖可知動力 F的力臂li

25、始終保持不變，物體的重力 G始終大小不變，在杠桿從豎直位置向水平位置轉(zhuǎn)動的過程中，重力的力臂12逐漸增大，在12V li之前杠桿是省力杠桿，在12>li之后，杠桿變?yōu)橘M力杠桿，故選B。19.如圖，粗細(xì)均勻木棒 AB長為1m,水平放置在 O、O兩個支點上.已知 AO、O'B長度均為0.25m。若把B端豎直向上稍微抬起一點距離，至少需要用力 40N;則木棒的重力為Z Z X Z Z / Z X Z Z Z / X Z XA. 160NB. 120NC. 80ND. 4ON【答案】B【解析】【分析】【詳解】 設(shè)木棒AB的重心在C點，抬起B(yǎng)端時的支點為O,由于AO=0.25m,則抬B端的

26、力的力 臂OB= AB-AO= 1m-0.25m = 0.75m木棒AB的重心距離支點的距離，即重力的力臂1 1,OC=OCABAO= 11m0.25m = 0.25m2 2木棒平衡，則有 F >OB= GXQC木棒的重力OC0.25mF OB 40N 0.75m -=120N故B正確。故選Bo20.如圖所示，在輕質(zhì)杠桿 AB兩端各掛體積相同的實心物體甲、乙，杠桿在水平位置保持不變。下列說法正確的是（）OA 乙Vg OB ,OA 乙 OB。OA gOA 甲 Vg OA,OB 氏OB 乙 Vg OB,A錯誤，B正確；G ）的一小塊，則：OA G甲OA G OA,A.分別將甲、乙切去等體積的

27、一小塊，杠桿右端向下傾斜B.分別將甲、乙切去等體積的一小塊，杠桿仍在水平位置平衡C.分別將甲、乙切去等質(zhì)量的一小塊，杠桿左端向下傾斜D.分別將甲、乙切去等質(zhì)量的一小塊，杠桿仍在水平位置平衡【答案】B動態(tài)杠桿相關(guān)判斷。【詳解】AB.因為為杠桿平衡，所以G甲OAG乙OB ,甲Vg所以甲若分別將甲、乙切去等體積的一小塊，則: 左邊=G甲G切甲 右邊 G乙 叫乙左邊等于右邊，杠桿仍保持水平平衡，故CD.若分別將兩物體切去等質(zhì)量（即等重左邊 d G右邊二包 G OB 氏OB G OB,因OA OB,則左邊小于右邊，則杠桿右端向下傾斜，故CD錯誤。【點睛】較難題.失分原因是：（1）沒有根據(jù)題干信息確定出甲OA 乙OB的等量關(guān)系；（2）將“切去等體積”、“切去