2021年中考物理秘籍 18 杠桿和滑輪（解析版 ）(一)

W考點搶分秘籍18杠桿和滑輪

搶分點1.杠桿的五要素

（1）杠桿：一根硬棒，在力的作用下能繞固定點轉動，這根硬棒就是杠桿。這個固定的點是支點,

一個杠桿有且只有一個支點。

正確懂得“硬棒”，在外力作用時，不變形。杠桿的形狀可所以隨意率性的，不一守時直的。

（2）杠桿的五要素

動力（H）:使杠桿轉動的力；

阻力（F2）:阻礙杠桿轉動的力；

力的作用線：沿力的作用線的一條設想的直線；

動力臂（L.）:支點到動力作用線的間隔；

阻力臂（L2）:支點到阻力作用線的間隔

（3）當力與杠桿垂直時，力臂最長。力臂與力的作用線垂直。

金例題精選

（2021蘇州23）【改編】請畫出R的力臂1,并在B端畫出使杠桿均衡的最小力FB。

【試題解答】根據(jù)杠桿均衡前提，動力臂越長越省力，力的作用點確定，從支點到動力作用點的間隔

便為最長的力臂；圖中。為支點，要使杠桿均衡且動力最小，就應該讓力F作用在B點，0B最長的

力臂，則力F應與0B垂直且向下。如答案圖所示.

【提分秘訣】當以杠桿的一端為支點時，在杠桿的另一端施加一個垂直于杠桿的力，力臂等于杠桿

的長度，最長，最省力。方向的確定，需要根據(jù)另外一個力的作用結果相反，即一個力使杠桿繞

順時針轉動，另一個力則必須要使杠桿繞逆時針轉動。

V?

工二搶分秘練

1.（2021鄂州19）如圖所示，甲圖是正在使用的核桃夾，上、下兩部分都是杠桿，乙圖是上半部

分杠桿的示意圖。請在A點畫出最小動力Fi的示意圖，在B點畫出阻力尸2的示意圖及其力臂12。

甲

【答案解析】

【試題解答】毗鄰。4兩點，0A即為最長動力臂，當動力Q與動力臂垂直時，動力最小，據(jù)此可作

出最小動力a；而阻力B應垂直于核桃的接觸面向上，然后過。點作力尸2的垂線，即阻力臂也如

答案圖所示。

2.（2021巴中27【2】）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OMN上掛一重物，為使杠桿在圖中位置均衡，請在N

端畫出最小力的示意圖。

【答案解析】

【試題解答】毗鄰ON,ON即為最長動力臂，根據(jù)力與力臂垂直，聯(lián)合現(xiàn)實情況做出最小力F,如答案

圖所示。

3.（2021?重慶B）按要求完成下列作圖：如圖所示，硬棒陽能繞支點。轉動，4處用繩子拉住固定在

墻壁上。畫出拉力廠的力臂（用，示意）。

【答案解析】

【試題解答】由圖可知：。點是支點，通過支點做尸作用線的垂線，如答案圖所示。

4.（2021?聊城市）如圖是起重機將貨物吊起的情景。。為支點。Fi為動力，尸2為阻力。請畫出

阻力6的力臂也

【答案解析】

【試題解答】從支點O向阻力B的作用線做垂線段，即可作出阻力的力臂b如答案圖所示。

搶分點2.探討杠桿的均衡前提

（1）杠桿均衡的前提：動力X動力臂=阻力X阻力臂（FL=F2LJ

（2）探討杠桿均衡的嘗試中，要注重幾個問題：

A.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置均衡的目的是什么？（使力與杠桿垂直，力臂與杠桿重合，便于測量力臂

的大小）

B.若何調(diào)節(jié)杠桿在水平位置均衡？（同調(diào)節(jié)天平均衡一樣，看杠桿哪一端向上翹，均衡螺母就向哪邊

調(diào)）

C.為什么不多加幾個動力或阻力？（為了使嘗試更簡單，更容易獲得結論）

D.為什么要多次改變力和力的大??？（為了探討規(guī)律，避免一次嘗試帶來的結論的偶爾性）

E,為什么不能料想前提為“動力+動力臂=阻力+阻力臂”？（力和長度不能相加減）

圖例題精選

（2021廣元22）如圖所示是小王”探討杠桿的均衡前提”的裝置，每個鉤碼重為0.5N（鉤碼個數(shù)若

干），彈簧測力計量程為0~5N。

(1)將該裝置置于水平桌面上，靜止時處于甲圖所示狀態(tài)。為使杠桿在水平位置均衡，小王應將杠

桿右端的均衡螺母向(選填“左”或“右”)移，如許做的益處是便于直接測量。

(2)乙圖中杠桿恰益處于水平均衡，若在A點下方再掛一個一樣的鉤碼，為使杠桿連結水平均衡，

則需將B點的鉤碼向右移動格。

(3)丙圖中杠桿每個小格長度均為5cm,在C點豎直懸掛4個重為0.5N的鉤碼，當在D點用如丙圖

所示動力F拉杠桿。使杠桿在水平位置均衡，此時動力臂為cm,動力F為N?

【答案解析】⑴左力臂⑵1(3)103

【試題解答】(1)嘗試前，應先進行杠桿均衡調(diào)節(jié)。由甲圖可知：桿桿向右下端下沉，所以應該將均衡

螺母向左邊調(diào)節(jié)。在嘗試中使杠桿在水平位置均衡的目的是使力與力臂垂直，力臂則與桿桿重合,

便于測量力臂的長短。

(2)如圖乙所示：設一格的長度為/,根據(jù)杠桿的均衡前提可得：4GX21=2GXnl；解得：〃=4,應該

將B處所掛鉤碼向右移動4-3=1格。

(3)當動力在。點斜向下拉(與水平方向成30。角)動力臂是：ll=0D/2=4X5cm/2=10cm。根據(jù)杠桿的均

衡前提可得，動力為：F=半=4xos：x3x5cm=

k10cm

【提分秘訣】根據(jù)探討杠桿均衡嘗試幾個問題，靈和求解。

搶分秘練

1.(2021達州9)一輕質(zhì)不等臂杠桿A0B的左右兩端分別吊著一實心鋁塊和銅塊，此時杠桿在水平位置

均衡?，F(xiàn)將鋁塊、銅塊同時浸沒在水中，如圖所示。己知：夕水nl.OxlO'kg/n?,

33

夕鋁=2.7x10'kg/n?,y9w=8.9xl0kg/m,則下列判斷對的是（）

A.A端下降B.B端下降C.仍然均衡D.無法判斷

【答案解析】B

【試題解答】在輕質(zhì)不等臂杠桿AOB兩端吊上實心鋁塊和銅塊時，杠桿在水平位置均衡，由圖知OBVOA,

由杠桿的均衡前提可得：G?-OA=GwOB,即p?；Vts；g,OA=p命VwgQB。因為P鋁<P朝，所以Vs?g>Y用

go將鋁塊和銅塊同時浸沒在水中后，杠桿左、右兩邊有

（G鋁一F?。?0A,（G（H-F浮'）-0B,即（P,V鎧g-p水V$g）,0A,（p制V財g-PW鍬g）-0Bo

貝P鋁VtsgQA-P*V,gOA<PwV.gQB-PtwVwgQB,所以8端下沉。B正確。選B。

2.（2021甘孜23）如圖所示，某同學用完全一樣的鉤碼驗證杠桿的均衡前提。杠桿調(diào)節(jié)均衡后，在杠

桿上A點處掛4個鉤碼，為使杠桿從頭均衡，應在2點處掛個鉤碼；參加A、B兩處再各

掛一個鉤碼，杠桿的（選填“左”或“右”）端會下沉。

【答案解析】6左

【試題解答】設每個鉤碼所受重力為G,杠桿上每一小格代表的長度為L,由杠桿均衡前提可得：

4GX3L=nGX2L?解得：n=6?

參加4、8兩處再各掛一個鉤碼，則杠桿的左邊力與力臂的乘積為：5GX3L=15GL；杠桿右邊力與力臂

的乘積為:7GX2L-14GL；因15GL>14GL,杠桿的左端會下沉。

3.（2021?雅安市）如圖所示，桿秤秤坨的質(zhì)量為0.2kg,桿秤自身質(zhì)量忽略不計，若桿秤水平靜止時,

被測物體和秤蛇到秤紐的間隔分別為0.05m和0.2m,則被測物體的質(zhì)量為_kg,若秤花上粘有油污,

則測量值比被測物體的真本色量要一（選填“偏大'或“偏小”）

【答案解析】0.8偏小

【試題解答】如圖所示：

因為杠桿均衡，則有GWG八，mig—gl-n,=*=W^=0.8kg。若秤坨上粘有油污,

加增大，而6U創(chuàng)不變，所以心要變小，桿秤所示的質(zhì)量值要偏小。

4.（2021?常德市）農(nóng)忙時節(jié)小明幫爺爺挑谷子，初次干農(nóng)活的他在左筐中裝了20kg,右筐中裝了25kg,

參加扁擔的長度為1.8m,則他在距扁擔左端m處將谷子挑起來才能使挑擔水平（扁擔和筐的重

力均不思量）；為了方便行走，小明將兩筐谷子同時向內(nèi)移動了0.1m,則需要筐（選填"左''或"右"）

增添約kg（保留1位小數(shù)）谷子，才能根基連結挑擔水平。

【答案解析】1右0.7

【試題解答】根據(jù)杠桿均衡前提有產(chǎn)G.L有，則3=*=鬻=第=5:4。扁擔的長度為L8m,

L右G左gm左20

則他在距扁擔左端Lv=l.8mx|=lm處將谷子挑起來才能使挑擔水平，右筐間隔0.8m。

將兩筐谷子同時向內(nèi)移動了0.1m,則左端間隔變?yōu)?.9m,右端間隔變?yōu)?.7m,此時GL左=200NX

0.9m=180N.m；G?Lfi=250NX0.7m=105N.m?左邊力與力臂乘積大于右邊力與力臂乘積；要使挑擔根基連結

水平，根據(jù)杠桿均衡前提應該在右邊增添谷子:m'=竺i-皿右=列等空-25kg^0.7kg?

5.（2021達州21）同學們在探討影響浮力大小的身分時，發(fā)覺手中的彈簧測力計損壞了，聰慧的小

強同學操縱刻度平均的杠桿和鉤碼（每只重0.5N）替代彈簧測力計順遂地完成了該嘗試。以下是小強

同學的嘗試操縱，請你幫他完美該嘗試探討。

（1）將杠桿安裝在支架上，靜止時如圖1所示，應將均衡螺母向（選填“右”或“左”）調(diào)節(jié),

使杠桿在水平位置均衡；

U"1一二

（2）如圖2甲所示，將重2N的物體G掛在/點，兩只鉤碼掛在6點時，杠桿在水平位置均衡；

（3）將物體G部分浸入水中（如圖2乙所示），兩只鉤碼移到C點時，杠桿水平位置均衡；

（4）將物體G浸沒于水中（如圖2丙所示），兩只鉤碼移到〃點時，杠桿在水平位置均衡；

（5）將物體G浸沒于鹽水中（如圖2丁所示），兩只鉤碼移到￡點時，杠桿在水平位置均衡。

甲乙

圖2

解析與論證：解析對照(2)、(3)、(4)可得：物體G所受浮力大小與__有關;解析對照(2)、(4)、

(5)可得：物體G所受浮力大小與有關；由題中信息計算物體G的體積片m3,鹽水的密

度外水=kg/m\=1.0xl03kg/m3,n10N/kg)

【答案解析】(1)右解析與論證：物體排開液體的體積液體的密度1.0Xl(r

1.125X103

【試題解答］(1)杠桿在如圖1位置均衡后，要使杠桿在水平位置從頭均衡，應將均衡螺母向右調(diào)節(jié)。

解析與論證：步驟(2)、(3)、(4)是讓物體未浸入、部分浸入和浸沒于水中，而鉤碼逐漸接近支點,

說明物體G所受的浮力逐漸變大，所以可得物體G所受的浮力大小與排開液體的體積有關。

步驟(4)(5)是讓物體G分別浸沒在水中和鹽水中，所以對照的是浮力大小與液體密度的關系。

由步驟(4)及杠桿的均衡前提得：(G物-F泮)-4L=1N-4L,(2N-Ff?.)-4L=1N-4L；所以F2IN。

物體的體積：5VA,1.0X103kg/ImN3xl0N/kg3

10mo

由步驟(5)及杠桿的均衡前提得：(2N-F/)-4L=1N-3.5L；=1.125NO鹽水的密度:

1.125N1.125X10'kg/m\.

p鹽水二lON/kgxlO-4m3

搶分點3.杠桿的分類

(1)根據(jù)動力臂和阻力臂的大小關系，將杠桿分為三類：

A.省力杠桿：動力臂大于阻力臂，動力小于阻力。特點是：省力費間隔。如撬棒，一樣用在需要的

動力較大的地方。

B.等臂杠桿：動力臂等于阻力臂，動力等于阻力。特點是既不省力又不省間隔。常見的有定滑輪、天

平。

C.費力杠桿：動力臂小于阻力臂，動力大于阻力。特點是：費力省間隔。如釣魚竿等，一樣用在需

要動力較小的地方。

(2)區(qū)分這三種杠桿的簡單方式：根據(jù)需要的動力的大小，需要較大動力的力，一樣是省力杠

桿。一個杠桿，差別的使用方式，可以在省力杠桿和費力杠桿之間轉換。

用例題精選

(2021北京3)如圖所示，正在使用的四種工具，屬于費力杠桿的是()

【答案解析】D

【試題解答】A.羊角錘在使用過程中，動力臂大于阻力臂，省力杠桿，A錯。

B.核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，省力杠桿，B錯。

C.園藝剪在使用過程中，動力臂大于阻力臂，省力杠桿，C錯。

D.食品夾在使用的過程中，阻力臂大于動力臂，費力杠桿，D正確。選D。

【提分秘訣】區(qū)分這三種杠桿的簡單方式：根據(jù)需要的動力的大小，需要較大動力的力，一樣是省

力杠桿；需要較小動力的，一樣是費力杠桿：常見的等臂杠桿是定滑輪、天平。

o

A搶分秘練

1.（2021河南8）在如圖所示的工具中，使用時屬于費力杠桿的是（）

A.瓶蓋起子B.*如食品夾C.起釘錘D.核桃夾

【答案解析】B

【試題解答】A.支點在瓶蓋邊緣，動力臂較長，省力杠桿，A錯。

B.支點在夾子兩壁毗鄰處，動力臂較短，費力杠桿，B正確。

C.支點是錘子與地面的接觸點，動力臂較長，省力杠桿，C錯。

D.支點在夾子兩壁毗鄰處，動力臂較長，省力杠桿，D錯。選B。

2.（2021宜昌10）如圖為工地搬運磚頭的獨輪車，人抬起車把時，車體可以算作個杠桿，關于這個杠

桿下列說法對的是（）

A.手握的位置接近把手末端時更費力B.磚頭的位置遠離車輪時抬起更省力

C.輪子的中間是杠桿的支點D.圖中拉力F大于重力G

【答案解析】C

【試題解答】A.手握的位置接近把手末端時，動力臂更長，更省力，A錯。

B.磚頭的位置遠離車輪時，重力的阻力臂變大，抬起更費力，B錯。

C.工地搬運磚頭的獨輪車工作時，車輪中間是支點，C正確。

D.根據(jù)杠桿均衡前提，拉力力臂大于阻力力臂，圖中拉力F小于重力G,D錯。選C。

3.（2021蘇州2）如圖所示的工具中，在使用時屬于省力杠桿的是（）

A.鏡子B.開瓶器C.船槳D.釣魚竿

【答案解析】B

【試題解答】鏡子、船槳、釣魚竿在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿；開瓶器在使用時,

動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，B正確。選B。

4.（2021?龍東）下圖是杠桿原理在生活中的應用，能省間隔的是（）

/用羊角錘起釘子

A.

C.用啟子起瓶蓋

【答案解析】D

【試題解答】A.能省間隔的杠桿為費力杠桿。用羊角錘起釘子，是省力杠桿，費間隔，A錯。

B.用撬棒撬石頭，是省力杠桿,費間隔，B錯。

C.用起子開瓶蓋，是省力杠桿,費間隔，C錯。

I）.用釣魚竿釣魚，是費力杠桿,省間隔，D正確。選I）

5.（2021南京18）如圖是己往農(nóng)村用的舂米工具的結構示意圖。O為固定轉軸，A處毗鄰著石球,

腳踏桿的8處可使石球升高，抬起腳，石球會落下去擊打稻谷。石球重50N,不計摩擦和桿重。

（1）腳沿與桿垂直方向至少用力件才能將石球抬起。叫的力臂為小，此時舂米工具是一個

(選填“省力”或“費力”)杠桿;

(2)腳豎直向下至少用力&為N,才能將石球抬起，鼻和M的大小關系為邑F,?

【答案解析】⑴1省力⑵20>

【試題解答】腳沿與桿垂直方向用力件將石球抬起，件的力臂：h=1.4m-0.4m=lm；動力臂大于阻力臂，所

以舂米工具是省力杠桿。

(2)腳豎直向下用力B將石球抬起，如圖所示:

由杠桿的均衡前提得至肝山，=G1J；掾=、竺=空巴=三.F2=-=絲絲

OB1m5*S5

因為阻力和阻力臂不變，B的力臂大于F2的力臂，山杠桿的均衡前提可知：F2>F1?

搶分點4.動(定)滑輪

(1)定滑輪：滑輪的軸固定不動的滑輪。它的本色是一個等臂杠桿。即不省力也不費力，益處是：

可以改變用力的方向。

(2)動滑輪：物體和滑輪一路動的滑輪。它的本色是動力臂是阻力臂二倍的杠桿。它可以省一半

的力，但需要費一倍的間隔。

餐例題精選

如圖所示，用三個滑輪分別拉同一個物體，沿同一水平面做勻速直線運動，所用的拉力分別為Fi、Fz、

F3,對照它們的大小應是（）

A.F1>F2>F3B.FI<F2<F3C.F2>FI>F3D.F2<FI<F3

【答案解析】D

【試題解答】拉同一個物體，沿同一水平面做勻速直線運動時，物體與水平面的摩擦力一樣。在1中,

繩子繞過的是定滑輪，不省力，K等于摩擦力;在2中，繩子繞過的是動滑輪，省一樣的力，F(xiàn)2

等于摩擦力的一半：圖3中，F(xiàn)s需要戰(zhàn)勝摩擦力的2倍的力，所以F3>FI>ED正確，選D。

【提分秘訣】解析動滑輪的力的問題，可以采納受力解析的一樣方式去解析。提升物體時，豎直向

上的拉力與豎直向下的重力以及摩擦力是均衡力時，滑輪組才會勻速上升。水平拉動物體時，拉

力與摩擦力之和需等于物體與接觸面的摩擦力均衡才會勻速運動。

O

占搶分秘練

1.用圖所示的定滑輪勻速提升重物G時，向三個方向的拉力大小分別為R、邑、F%則三個力大小關

系是（）

A.R最大B.F?最大C.F3最大D.一樣大

【答案解析】D

【試題解答】圖中是用定滑輪勻速提升物體，所以不省力也不費力，三個力相等。

2.如圖所示，動滑輪重2N,彈簧秤的示數(shù)為10N,如忽略繩重及摩擦，則拉力F和物體的重為

()

A.20N,18NB.ION,18NC.18N,10ND.20N,20N

【答案解析】B

【試題解答】如忽略繩重及摩擦，豎直向上的拉力有兩個，都等于彈簧秤的示數(shù)10N,豎直向下的

也有兩個力，即動滑輪重2N和物重。所以有2F=G物+G動，G物=2F-G動=2X10N-2N=18N。B正確，選B。

<

搶分點5.滑輪組

將動滑輪和定滑輪組合使用的機械，就是滑輪組。組裝滑輪組的方式：繩子與輪子相連的一端遵循

“奇動偶定”：奇數(shù)股，在動滑輪上；偶數(shù)股，在定滑輪上。

常見的數(shù)量關系：

（1）S=nh（S-繩子移動端移動的間隔；n-繩子的股數(shù)；h-物體移動的間隔）

（2）Va）=nVw（V動-動力引動的速度；V物-物體移動的速度）

（3）F上當（G物-物體的重力；G動-動滑輪的重力）（忽略繩重和摩擦力）

n

（4）G物二nF-G動；G動二nF-G物。

總例題精選

如圖所示，操縱滑輪組將一重為9N的物體在2s內(nèi)勻速向上提升了10cm,拉力為4N,不計統(tǒng)統(tǒng)摩

擦和繩重，（g取10N/kg）。則動滑輪重______N；拉力移動的速度為m/so

【答案解析】30.15

【試題解答】由圖可知：與動滑輪相聯(lián)系的繩子股數(shù)為n=3,解析題意有：G物=9N,t=2s,h=10cm,F=4N。

不計統(tǒng)統(tǒng)摩擦和繩重，有：G^nF-G物=3X4N-9N=3N。物體上升的速度：丫*^=嚶=5cm/s；拉力

移動的速度為VK=nV的=3X5cm/s=15cm/s=0.15m/so

【提分秘訣】緊記常見物理量的計算公式。也可以根據(jù)功的原理解析：使用任何機械都不能省功，費

幾倍的力就會省幾倍的間隔；省幾倍的間隔就會費力幾倍的力。

一搶分秘練

1.（2021巴中10）如圖所示，物重為G的物體在差別簡單機械中均處于均衡狀態(tài)（不計機械自重和摩

擦），拉力大小僧送的是（）

A.FFGB.F2=G/3C.FS=G/2D.F產(chǎn)G/2

【答案解析】C

【試題解答】A.由圖像可知由杠桿均衡前提FL=F心可得R=G,A正確。

B.由圖像可知滑輪組n=3,則Fe=G/3,B正確。

C.由圖像可知動滑輪動力作用在軸上，F(xiàn)3=2G,C錯。

D.不計機械自重和摩擦，斜面為抱負斜面，滿足FL=Gh,即F產(chǎn)G/2,D正確。選C。

2.（2021?濱州市）如圖所示，重8OON的物體在100N水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿

水平地面向左勻速直線運動了20s,滑輪組的機械效率為60%。在此過程中，下列說法對的是

()

A.拉力廠做的功為400J