2020年中考物理二轮复习小专题-杠杆动态平衡

2020年物理试卷分类命题备考方略专题十一动态杠杆分析题★命题诠释杠杆是简单机械部分的主要内容,也是学习较难的内容。

杠杆在中考试卷中所占分值较大，同时也是必考命题.动态杠杆问题在中考试卷中，常见题型有选择题、填空、作图、实验探究和计算题；从试题的内容看,作图题常考力臂画法，力臂的判断等；实验探究题涉及的内容主要是探究杠杆的平衡条件。

这类试题的特点是把知识放在生活实际的情景中考查.主要有杠杆的分类以及相关的应用实例。

动态杠杆分析主要涉及以下三个方面:最小力问题、力与力臂变化问题、再平衡问题.★题型解密1。

杠杆动态分析(1）最小力问题此类问题中“阻力×阻力臂”为一定值，要使动力最小，根据杠杆平衡条件，必须使动力臂最大。

要使动力臂最大需要做到:在杠杆上找一点(动力作用点）,使这点到支点的距离最远；动力方向应该是过该点且与该连线垂直的方向，如图（1）所示，最小力应该是F3.图（1)（2）力与力臂的变化问题此问题是在力与力臂变化时，如何利用杠杆平衡条件和控制变量法，分析变量之间的关系。

如图（2）所示，在探究杠杆平衡条件实验时，当拉紧的弹簧测力计向左转动时，拉力会逐渐减小.图（2）图(3）（3)再平衡问题杠杆再平衡的问题，实际上就是判断杠杆在发生变化前后,力和力臂的乘积是否相等，乘积大的一端下降，乘积小的一端上升。

如图（3)所示,杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，杠杆将失去平衡，右端下沉.2.考前速记（1）动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离，用“”表示；(2)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离，用“”表示。

（3）杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。

（4)省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2,则平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力）,但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆,力直接作用在物体上移动的距离大）。

国乙2020年中考物理复习实验专题十六《探究杠杆的平衡条件》1•如图所示是小明探究杠杆的平衡条件”的装置，每只钩码重为0.5N （钩码个数若干），弹簧测力计量程为0〜5N。

（1）图甲中，杠杆静止时处于 _______ （平衡/不平衡）状态•为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向________ （左/右）移。

（2）如图乙，小明保持弹簧秤竖直放置，然后认真调零后，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。

此时弹簧测力计的示数为F i,杠杆受到钩码的拉力为F2，小明发现F i8D #29C，其原因是 _______ 。

（3）接着，小明准备做图丙所示实验，实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，如图丁，他这样做的目的是__________ 。

在做了10多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是：__________ 。

除偶然结论总结发现普遍规律2•物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题.【答案】平衡左杠杆自身受到的重力不能忽略对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零(1)小美先将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的________ 端下降•要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需___________ 即可.(2 )小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉， 结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示•小丽在A 点施加一个始终水平向右的拉力F ，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡•你认为原因是 ________________ . (3)他们认为(2)问中拉力是做功的•如果水平向右的拉力F 大小不变，0A 长L ,将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中，拉力 F 做功为 _______________ •(在直角三角形中，30°角的对边长是斜边长的一半)-FL3•我班物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡 条件.(1) 吗？_________ (选填平衡”或不平衡”)(2) ______________________________ 为尽量减小杠杆自身的 对实验结果的影响，应使杠杆在水平位置平衡，如图甲中，应将右端的平衡螺母向 ___________ (选填左”或右”)调节；将杠杆调在水平位置平衡还可以方便的测量(3) ________________________________________________________ 实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为 __________________________________________________________ N . (4)有的同学按现有方案得出如下结论： 动力 ＞支点到动力作用点的距离=阻力 ＞支点到阻力作用点的距 离”这个结论与杠杆平衡条件不符，为解决本实验方案的这一不足， 小刚同学用弹簧测力计替换了一组钩码，并使测力计的拉力方向 _______________ ，使杠杆平衡，再做几组实验，即可得到验证。

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B处下方再挂一个钩码，若要使杠杆在水平位置再次平衡，下列可行的操作是______。

（选填字母）A．减少一个悬挂在A处的钩码B．增加一个悬挂在A处的钩码C．将悬挂在A处的钩码向左移动一格D．将悬挂A处的钩码向右移动一格【答案】C【解析】【分析】【详解】假设一个钩码重力为G，杠杆一格为l，杠杆平衡时⨯=⨯=32236G l G l Gl若在B处下方再挂一个钩码，则右边为339⨯=G l GlA．减少一个悬挂在A处的钩码，则左边为⨯=G l Gl224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⨯=G l Gl428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G l Gl⨯=339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G l Gl⨯=313左边小于右边，杠杆能再次平衡，故D项不符合题意。

故选C。

2．如图所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡。

下列叙述正确的是（）A．此杠杆一定是省力杠杆B．沿竖直向上方向用力最小C．沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡D．此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆【答案】D【解析】【分析】【详解】A．因为无法确定动力臂的大小，所以无法确定是哪种杠杆，故A错误；B．沿垂直杠杆向上的方向用力，动力臂最大，动力最小，最省力，故B错误；C．沿OA方向动力臂是零，杠杆无法平衡，故C错误。

D．因为杠杆的动力臂无法确定，所以它可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆，故D正确。

故选D。

3．生活中，小华发现有如图甲所示的水龙头，很难徒手拧开，但用如图乙所示的钥匙，安装并旋转钥匙就能正常出水（如图丙所示）．下列有关这把钥匙的分析中正确的是A．在使用过程中可以减小阻力臂B．在使用过程中可以减小阻力C．在使用过程中可以减小动力臂D．在使用过程中可以减小动力【答案】D【解析】【详解】由图可知，安装并旋转钥匙，阻力臂不变，阻力不变，动力臂变大，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知，动力变小，故选D。

2020中考专题训练---杠杆一、单选题（共9题；共18分）1.如图所示，下列工具的使用中，属于费力杠杆的是( )A. 镊子B. 独轮车C. 起子D. 扳手【答案】A2.如图所示，杠杆在水平位置平衡．下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是( )A. 两侧钩码同时向外移一格B. 两侧钩码同时向内移一格C. 在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码D. 左侧增加一个钩码，右侧钩码向外移一格【答案】 D3.如图所示的杠杆AOB，O为支点，在B端挂一重物G，为了使杠杆在水平位置平衡，现在A端施加一个拉力，其中拉力最小的是（）A. F1B. F2C. F3D. F4【答案】B4.一块厚度、密度均匀的长方形水泥板平放在水平地面上，现分别用竖直向上的力F甲和F乙作用在不同的位置（如图甲、乙所示），将其一端缓缓抬离地面，则下列说法正确的是（）A. F甲＞F乙，因为甲图中的动力臂长B. F甲＜F乙，因为乙图中的阻力臂长C. F甲＞F乙，因为乙图中时阻力臂短D. F甲＝F乙，因为两图中动力臂都是阻力臂的2倍【答案】 D5.如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，分别在A、B两端挂上重为G1、G2的物体时，杠杆平衡，此时AO 恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆重力，则G1、G2的关系为（）A. 无法判断B. G1＝G2C. G1＞G2D. G1＜G2【答案】 D6.关于杠杆，下列说法中正确的是( )A. 杠杆一定是一根直的硬棒B. 杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置C. 力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上D. 作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反【答案】C7.如图所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板．她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来．使杆逆时针转动的力是（）A. 苹果的重力B. 桔子的重力C. 杆对桔子的支持力D. 苹果对杆的压力【答案】D8.如图所示，小明用一可绕O点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆（）A. 一直是省力的B. 先是省力的，后是费力的C. 一直是费力的D. 先是费力的，后是省力的【答案】B9.如图所示，B端悬挂一重为G的重物，不计杠杆自重，在A点施加一动力F使杠杆保持水平平衡．则下列关于杠杆BOA的判断正确的是（）A. 一定是省力杠杆B. 一定是费力杠杆C. 一定是等臂杠杆D. 条件不足，无法判定【答案】 D二、填空题（共5题；共12分）10.如图所示是“用测力计测滑动摩擦力”的实验，所用测力计的最小分度值是________牛，此时测力计的示数是________牛。

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，直杆OA的下端挂一重物G且可绕O点转动。

现用一个始终与直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，不计杆的重力，则拉力F大小的变化情况是（）A．一直变小B．一直不变C．一直变大D．先变小后变大【答案】C【解析】【分析】【详解】由图可知，由于力F始终与杠杆垂直，则力F所对应的力臂始终不变，大小为力F的作用点到O点的距离，设为l1，在逐渐提升的过程中，重力大小不变，方向竖直向下，则对应力臂逐渐变大，设为l2，由于缓慢转动，视为受力平衡，则由杠杆平衡公式可得Fl1=Gl2由于等式右端重力G不变，l2逐渐变大，则乘积逐渐变大，等式左端l1不变，则可得F逐渐变大，故选C。

2．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为 400N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向；图甲中BO=2AO，图乙中动滑轮重为 50N，重物上升速度为 0.02m/s．不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A．甲方式F1由 150N 逐渐变大B．乙方式F2的功率为 3WC．甲乙两种方式都省一半的力D．乙方式中滑轮组的机械效率约为 88.9%【答案】D【解析】【详解】A．由图知道，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力F1的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值是： 1221L OB L OA == 所以，动力F 1 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2倍，由于不计摩擦及杠杆自重，所以，由杠杆平衡条件知道，动力为阻力的一半，即111400N 200N 22F G ==⨯= 由图乙知道，承担物重是绳子的段数是n =3，不计绳重和摩擦，则()()211500N+50N 150N 22F G G=+=⨯=动， 即乙中不是省力一半；所以，绳子的自由端的速度是：v 绳 =0.02m/s×3=0.06m/s ， 故乙方式F 2 的功率是：P=F 2 v 绳 =150N×0.06m/s=9W ，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：400N 100%=100%=100%88.9%400N 50NW Gh W Gh G h η=⨯⨯⨯≈++有用总轮 故D 正确．3．要使图中的杠杆平衡，分别用F A 、F B 、F C 的拉力，这三个力的关系应是A ．F A ＞FB ＞F CB ．F A ＜F B ＜FC C ．F A ＞F C ＞F BD ．F A =F B =F C【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，F B 的力臂L OB 最长，其次是L OC 、L OA ，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件1122F L F L =可知，动力臂越长动力越小，所以三个方向施力大小：F A ＞F C ＞F B ．故选C ．4．如图所示，杠杆可绕O 点转动，力F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置B 的过程中，力F （ ）A ．变大B ．变小C ．不变D ．先变大后变小【答案】A【解析】【分析】 解答此题，首先要判断杠杆的五要素中，有哪些要素发生了变化，然后再利用杠杆的平衡条件进行分析。

例析杠杆中的动态平衡问题杠杆的动态平衡问题是初中物理的重点考察内容，对于实际情况的分析可以激发学生的探索兴趣，本文中将针对杠杆动态变化过程中的多种情况进行分类讨论，以不变为前提的基础上谈论各变量的大小变化关系，从不同的角度更全面的解析动态平衡问题。

一、杠杆位置不变杠杆位置不变实际上是说杠杆处于平衡状态，杠杆平衡包括杠杆静止不动或匀速转动状态，学生要对此理解透彻。

不同状态下的分析方法是一定的，下题中根据杠杆的不动状态进行分析，得出正确的解题方法。

例1 如图1所示，在杠杆的左端悬挂一个物体，右端用弹簧测力计拉着，使杠杆在水平位置保持平衡，现缓慢地拉着弹簧测力计使杠杆始终位置不变，沿图中位置1移动到位置2，则弹簧测力计的示数将( )。

A.一直增大B.先增大后减小C.先减小后增大D.一直减小解析首先找出初始位置的力和力臂，再确定题中的变量和不变量。

当施加的动力垂直于杠杆时，动力臂最长，杠杆始终在水平位置保持平衡，阻力和阻力臂一定，此时的动力最小。

具体如图2所示。

本题解法的精妙之处在于抓住了变与不变的各物理量，变的是力的大小和方向，不变的是杠杆的位置，再由数学知识中的垂线段定理得出何时力臂最小就可以快速解题了。

二、动力臂不变我们要注意的是从支点到动力的作用线的垂直距离叫作动力臂，并非是从动力点到支点的棒长距离，有时棒长的改变不会影响动力臂的大小，对于阻力臂的定义也是如此，此处极易混淆，明确题中物理量的改变是解此类题的关键。

例2 如图3所示，直杆OA的下端挂一重物且可绕O点转动。

现用一个始终与直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，在转动过程中这一直杆( )。

A.始终是费力杠杆B.始终是省力杠杆C.先是省力杠杆，后是费力杠杆D.先是费力杠杆，后是省力杠杆解析 由题中条件可知杠杆始终保持平衡状态从竖直位置缓慢转动到水平位置，从图4中可知，不变量为动力臂1l 和阻力G ，阻力臂2l 变大，由杠杆平衡条件得1122Fl F l =，从而可知当O F G ≤≤时，为省力杠杆;当F G =时，为等臂杠杆;当F G >时，为费力杠杆。

杠杆的动态平衡分析一．选择题（共10小题）1．如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（）A.动力臂逐渐变大B.阻力臂逐渐变大C.动力F保持不变D.动力F逐渐减小2．如图所示，用方向不变的力F，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，F的大小变化情况有（）A.保持不变B.逐渐变小C.逐渐变大 D．无法判定3．如图所示，用方向不变的力F，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，F的大小变化情况有（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.无法判定4．如图所示的吊车．利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．下列关于这个吊车的有关说法正确的是（）A.使用这种吊车，好处是可以省力B.使用这种吊车，好处是可以少做功C.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大D.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小5．如图所示，在杠杆OA的B点悬挂一个重物G，A端用细绳吊在小圆环M的下面，且细绳长AM等于圆弧环PMQ半径，此时杠杆恰处于水平状态，A点与圆弧环PMQ的圆心重合．当M 环从P点逐渐沿顺时针滑到Q点的过程中，吊绳对A端的作用力大小将（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.先变大后变小D.先变小后变大6．如图所示将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球一起挂于杠杆左端，调整杠杆右端钩码的悬挂位置，使杠杆平衡．然后再将扎在气球上的气针头插入篮球的气门内，气球随机膨胀，杠杆就不再平衡了．该实验说明影响浮力大小的因素是（）A.气球排开气体的体积B.气体的密度C.气球的重力D.气球的密度7．如图所示的杠杆中，OA=1m，OB=0.4m，物体重力G=100N，杠杆自身重力忽略不计，则关于此杠杆，下列说法正确的是（）A.如图所示的杠杆的F1的力臂L1=1mB.若使杠杆在如图所示位置平衡，则拉力F1=80NC.F1的方向如图中实线所示时，杠杆在如图所示的位置平衡，则此时杠杆为费力杠杆D.F1的方向从图示位置转到虚线所示的位置的过程中，F1逐渐变大8．如图所示是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡．若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F 的变化情况是（）A.不变B.变小C.变大D.无法确定9．如图所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B．阻力的力臂和动力F的变化为（）A.阻力的力臂变大，动力F变大B.阻力的力臂变大，动力F变小C.阻力的力臂变小，动力F变大D.阻力的力臂变小，动力F变小10．如图所示自重忽略不计的直棒OA可绕O点转动，其中部悬挂重为10N的物体，在右端A点处施加力F，使直棒OA在水平位置保持静止，下列说法错误的是（）A.该杠杆一定是省力杠杆B.该杠杆可能是费力杠杆C.使用该杠杆可能既不省力也不费力D.在A点施加5N的力可使杠杆平衡二．填空题（共8小题）11．如图所示的杠杆（自重和摩擦不计），O为支点，A处挂一重为100N的物体，为保证杠杆在水平方向平衡，在中点B处沿（F或F1或F2）方向施加一个最小的力为N.12．已知作用在某杠杆上的动力是4N，阻力是10N，阻力臂长是8cm，为使杠杆平衡，则动力臂长为cm；若将阻力增大5N，不改变力臂的长短，动力应增大N.13．如图所示，OA=AB=10cm，重物G=20N．要使杠杆平衡，F=N．若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保持平衡，则F（选填“变大”、“不变”或“变小”）14．如图所示，小明用一根轻质木棒挑着重为120N 的物体站在水平地面上，木棒保持水平（棒的重力忽略不计），棒AB长为1.2m，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m，则手在A端对木棒竖直向下的作用力F1大小为N．在图中画出阻力F2的力臂L2．他想手在A端更省力，请你写出一种可行的做法：.15．图所示轻质杠杆OA始终在水平位置保持静止，手对细绳需施加的拉力物体的重力G（选填“小于”、“等于”或“大于”），若保持图中细线的悬挂点不变，将物体逐渐水平移至A端的过程中，手对细线需施加的拉力，物体具有的重力势能（后两空均选填“变小”、“不变”或“变大”）.16．如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点处挂一个G=10N重物，杠杆重力及摩擦均不计．若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止，如图甲所示，那么，该杠杆（选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若动力F乙始终与OA垂直，将杠杆由水平位置匀速向上提升重物，如图乙所示，动力F乙的大小变化是（选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向，在此过程中OA始终保持水平静止，如图丙所示．请在答题纸上画出动力F丙随时间t的变化趋势.17．在一轻质杠杆的两端分别挂上质量不等的两个铁块M1、M2（M1＞M2），调节两物体到支点的距离，使杠杆平衡，则（选填“M1”或“M2”）离支点较远些．然后将物体同时浸没在水中，杠杆（选填“能”或“不能”）保持平衡.18．如图所示OB是一轻质杠杆，O为支点，OA：AB=3：1，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需要加N的力；若A点施加的动力2秒内使杠杆向上移动了10cm，则动力做功的功率是W.三．解答题（共2小题）19．如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m，长度为L，竖直悬挂在转轴O处，在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置（转轴处摩擦不计），问：（1）在图中画出θ=60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小.（2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将如何变化？并推导拉力F与角度θ的关系式.20．在探究利用杠杆做功的实验中，所用杠杆是一根重5N、质量分布均匀的硬棒．把棒的一端固定在O点，将重为15N的重物挂在棒的中点A，然后用手竖直提起棒的另一端B（如图所示，一切摩擦不计）.（1）若我们把重物提升了10cm，则使用杠杆所做的有用功为J，机械效率为. （2）若只将重物的悬挂点由A移至C，而O、B位置不变，仍使棒的B端提升同样的高度，与（1）相比，杠杆的机械效率将（选填“变高”、“变低”或“不变”）.杠杆的动态平衡分析参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（）A.动力臂逐渐变大B.阻力臂逐渐变大C.动力F保持不变D.动力F逐渐减小考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析动力的变化．解答：解：A、由图示可知，木棒是一个杠杆，力F是动力，力F始终垂直与木棒，则木棒的长度是动力臂，木棒长度保持不变，动力臂保持不变，故A错误；B、木棒的重力是阻力，阻力大小不变，木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过θ角后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，故B正确；C、已知：G、L保持不变，L G逐渐变大，由杠杆平衡条件：GL G=FL可知，动力F逐渐增大，故CD错误；故选B．点评：本题考查了杠杆平衡条件的应用，知道杠杆平衡的条件，会熟练应用杠杆平衡的条件分析问题解决问题是关键．2．如图所示，用方向不变的力F，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，F的大小变化情况有（）A.保持不变B.逐渐变小C.逐渐变大D.无法判定考点：杠杆的动态平衡分析．专题：压轴题；简单机械．分析：分别找出在A和B位置的动力、阻力作用线，找出动力臂和阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况．解答：解：如图所示：杠杆在A位置，动力F的力臂为OA，阻力G的力臂为OC；∵杠杆平衡，∴F•OA=G•OC，∴F=；杠杆在B位置时，OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变仍然为G，∵杠杆平衡，∴F′•OA′=G•OC′，∴F′=；又∵△OC′D∽△OA′B，∴==；因此当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变．故选A．点评：本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握，能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键．3．如图所示，用方向不变的力F，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，F的大小变化情况有（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.无法判定考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：分别找出在A和B位置的动力、阻力作用线，找出动力臂和阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况．解答：解：如图所示：杠杆在A位置，动力F的力臂为OA，阻力G的力臂为OC；∵杠杆平衡，∴F•OA=G•OC，∴F=；杠杆在B位置时，OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变仍然为G，∵杠杆平衡，∴F′•OA′=G•OC′，∴F′=；又∵△OC′D∽△OA′B，∴==；因此当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变．故选C．点评：杠杆在静止时，杠杆是平衡的，杠杆在匀速转动过程中也是平衡的，根据杠杆平衡条件列出等式求解．4．如图所示的吊车．利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．下列关于这个吊车的有关说法正确的是（）A.使用这种吊车，好处是可以省力B.使用这种吊车，好处是可以少做功C.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大D.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据杠杆平衡条件，F1×l1=F2×l2，根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆．根据匀速吊起货物时，阻力不变，阻力臂变化，动力臂不变，再次利用杠杆平衡条件进行判断支持力的大小变化．解答：解：如图画出动力臂和阻力臂，动力臂L1小于阻力臂L2，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，是费力杠杆，故A错误．杠杆是一种机械，使用任何机械都不省功，故B错误；吊车吊起货物的过程中，阻力不变，阻力臂减小，动力臂不变，动力减小，所以支持力逐渐变小，故D正确，C错误．故选：D．点评：正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决本题的关键，吊车吊起货物时，确定变化量和不变量，根据杠杆平衡条件解决问题．5．如图所示，在杠杆OA的B点悬挂一个重物G，A端用细绳吊在小圆环M的下面，且细绳长AM等于圆弧环PMQ半径，此时杠杆恰处于水平状态，A点与圆弧环PMQ的圆心重合．当M 环从P点逐渐沿顺时针滑到Q点的过程中，吊绳对A端的作用力大小将（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.先变大后变小D.先变小后变大考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，可知当阻力与阻力臂不变时，动力臂越小，动力越大．解答：解：当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中，物体的重以及重力的力臂不变；拉力的力臂先变大、后变小（当MA垂直于OA时，拉力的力臂最大）；根据F1×L1=F2×L2，可知拉力先变小后变大．故选D．点评：解决此类题目时找出杠杆的动力、阻力、动力臂、阻力臂中不变的量以及变化的量，根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，进行判断．6．如图所示将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球一起挂于杠杆左端，调整杠杆右端钩码的悬挂位置，使杠杆平衡．然后再将扎在气球上的气针头插入篮球的气门内，气球随机膨胀，杠杆就不再平衡了．该实验说明影响浮力大小的因素是（）A.气球排开气体的体积B.气体的密度C.气球的重力D.气球的密度考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据阿基米德原理和杠杆平衡的条件进行分析．解答：解：由F浮=ρ气gV排可知，当气球排开气体的体积越大，则它受到的浮力也越大，因此杠杆左端受到竖直向下的力变小，所以杠杆不再平衡，并且出现左高右低的现象．故选A．点评：知道球的体积越大受到的空气浮力越大，并且会熟练应用杠杆平衡的条件．7．如图所示的杠杆中，OA=1m，OB=0.4m，物体重力G=100N，杠杆自身重力忽略不计，则关于此杠杆，下列说法正确的是（）A.如图所示的杠杆的F1的力臂L1=1mB.若使杠杆在如图所示位置平衡，则拉力F1=80NC.F1的方向如图中实线所示时，杠杆在如图所示的位置平衡，则此时杠杆为费力杠杆D.F1的方向从图示位置转到虚线所示的位置的过程中，F1逐渐变大考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析： A、根据力臂的概念结合三角函数得出L1的力臂；B、得出L1的力臂，根据杠杆平衡条件计算出F1的大小；C、根据动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆的种类；D、根据动力臂的大小变化，由杠杆平衡条件分析动力的变化．解答：解：A、F1的力臂如图所示：则L1=OAsin30°=1m×=0.5m，A错误；B、若使杠杆在如图所示位置平衡，由F1L1=G•OB得，F1===80N，B正确；C、由A分析知，动力臂为0.5m，阻力臂为0.4m，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，为省力杠杆，C错误；D、F1的方向从图示位置转到虚线所示的位置的过程中，动力臂变大，F1逐渐变小，D错误．故选B．点评：本题主要考查了杠杆平衡条件的应用，关键能够正确得出动力臂的大小．8．如图所示是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡．若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F 的变化情况是（）A.不变B.变小C.变大D.无法确定考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：在探究杠杆平衡条件的实验中，要求使杠杆在水平位置平衡，同时，弹簧测力计的拉力方向也要求在竖直方向，这是为了能在杠杆上直接读出力臂的长，如果力的方向不竖直，则力臂会相应变小，力会变大．解答：解：由图可知，若弹簧测力计向右倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会相应变短，根据杠杆的平衡条件，阻力与阻力臂不变，拉力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡．故ABD错误，C正确．故选C．点评：合理运用杠杆平衡条件进行分析，同时明确拉力倾斜时力臂会变小，是解决此题的关键，这也是我们在实验中应该注意的细节．9．如图所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B．阻力的力臂和动力F的变化为（）A.阻力的力臂变大，动力F变大B.阻力的力臂变大，动力F变小C.阻力的力臂变小，动力F变大D.阻力的力臂变小，动力F变小考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：力臂是支点到力的作用线的距离，通过作图比较A、B两位置重物对杠杆拉力（阻力）力臂的长短，然后再通过杠杆的平衡条件来分析动力的变化．解答：解：如图所示：A位置时，阻力F2′的力臂为L2′，B位置时，阻力F2的力臂为L2，由图可知：L2′＜L2．即阻力的力臂变大；因为A，B两位置杠杆均为平衡状态，且阻力不变（大小等于物重），F的力臂不变（始终等于杠杆长AO），根据杠杆的平衡条件可知动力F变大．所以A正确，BCD错误．故选A．点评：题目在考查力臂的定义的同时也考查了杠杆的平衡条件，关键是分析出力臂的变化情况．10．如图所示自重忽略不计的直棒OA可绕O点转动，其中部悬挂重为10N的物体，在右端A点处施加力F，使直棒OA在水平位置保持静止，下列说法错误的是（）A.该杠杆一定是省力杠杆B.该杠杆可能是费力杠杆C.使用该杠杆可能既不省力也不费力D.在A点施加5N的力可使杠杆平衡考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，力臂的大小关系决定了力的大小关系．解答：解：如果A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，还可能是费力杠杆．如果作用在A点的力垂直杠杆向上时，其力臂大小等于重物作用在杠杆上阻力力臂的两倍时，根据杠杆的平衡条件，动力F=G=×10N=5N．故A错误，BCD正确．故选A．点评：此题是有关杠杆的平衡条件的应用，根据力臂的关系判断杠杆的分类．二．填空题（共8小题）11．如图所示的杠杆（自重和摩擦不计），O为支点，A处挂一重为100N的物体，为保证杠杆在水平方向平衡，在中点B处沿 F2（F或F1或F2）方向施加一个最小的力为 200 N.考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：若在杠杆上B点施加最小的力F，使杠杆在水平位置平衡，该力的方向应该垂直杠杆向上，使动力臂最长，即竖直向上；B是杠杆的中点，则OA=2OB，又知道物重大小，利用杠杆平衡条件求拉力大小．解答：解：如图，为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上（F2），动力臂为OB最长，杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件：F2×OB=G×OA，所以：F=G×=100N×=200N．故答案为：F2；200．点评：本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键．以支点到力的作用点的距离当成力臂时是最大的力臂．12．已知作用在某杠杆上的动力是4N，阻力是10N，阻力臂长是8cm，为使杠杆平衡，则动力臂长为20 cm；若将阻力增大5N，不改变力臂的长短，动力应增大 2 N.考点：杠杆的动态平衡分析．专题：计算题．分析：（1）知道动力、阻力、阻力臂，根据杠杆的平衡条件求动力臂的大小；（2）知道阻力的变化值、动力臂和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件求动力增大值．解答：解：（1）∵F1L1=F2L2，即：4N×L1=10N×8cm，∴动力臂L1=20cm．（2）现将阻力增大5N，F2=10N+5N=15N，不改变力臂长短，∵F1′L1=F2′L2，即：F1′×20cm=15N×8cm，∴F1′=6N，动力应增大2N．故答案为：20；2．点评：本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，因条件很明确，难度不大．13．如图所示，OA=AB=10cm，重物G=20N．要使杠杆平衡，F= 10 N．若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保持平衡，则F 变小（选填“变大”、“不变”或“变小”）考点：杠杆的动态平衡分析．专题：计算题；简单机械．分析：（1）首先分析支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂，根据杠杆平衡条件求出动力．（2）判断动力臂、阻力、阻力臂是否变化，根据杠杆平衡条件动力大小的变化．解答：解：（1）如图，杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，所以O是支点，G是阻力，F是动力，OA是阻力臂，OB是动力臂，根据杠杆平衡条件得，F×OB=G×OA，∴F×20cm=20N×10cm，∴F=10N．（2）若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保持平衡，阻力不变、动力臂不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件得，动力变小．故答案为：10；变小．点评：本题考查杠杆平衡条件的应用，会根据杠杆平衡条件分析和计算．14．如图所示，小明用一根轻质木棒挑着重为120N 的物体站在水平地面上，木棒保持水平（棒的重力忽略不计），棒AB长为1.2m，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m，则手在A端对木棒竖直向下的作用力F1大小为 240 N．在图中画出阻力F2的力臂L2．他想手在A端更省力，请你写出一种可行的做法：将O点（肩膀）向右移 .考点：杠杆的动态平衡分析．专题：计算题；简答题；简单机械．分析：（1）木棒以人肩作为支点处于平衡状态，则由杠杆平衡条件可求得手对木棒的作用力．（2）先确定阻力作用点（即B点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向下）；已知支点和力的方向，过支点作力的作用线的垂线段（即力臂）．（3）肩膀可以看成支点，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆平衡条件判断动力大小的变化．解答：解：（1）根据杠杆的平衡条件可得：F×OA=G×OB，即：F×（1.2m﹣OB）=120N×OB，则：F×0.4m=120N×0.8m，解得F=240N．（2）把肩膀看成支点，过B点作竖直向下的力（即阻力F2）；过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段（即阻力臂L2）．如图所示（3）根据动力×动力臂=阻力×阻力臂，阻力、阻力臂不变，动力和动力臂成反比，动力臂减小，动力增大，所以他想手在A端更省力，减少OB的长度或（同时）增大OA的长度，即将O点（肩膀）向右移．故答案为：240；图略；将O点（肩膀）向右移．点评：此题主要考查的是学生对杠杆平衡条件公式的理解和灵活应用，基础性题目．15．图所示轻质杠杆OA始终在水平位置保持静止，手对细绳需施加的拉力小于物体的重力G（选填“小于”、“等于”或“大于”），若保持图中细线的悬挂点不变，将物体逐渐水平移至A端的过程中，手对细线需施加的拉力变大，物体具有的重力势能不变（后两空均选填“变小”、“不变”或“变大”）.考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据图示确定动力臂与阻力臂的关系，然后应用杠杆平衡条件分析答题；物体的重力势能与躯体所受重力、物体的高度有关，物体重力与高度不变，物体的重力势能不变．解答：解：由杠杆平衡条件可知：G×L G=F×L F，由图示可知：L G＜L F，则：G＞F，手对细线的拉力小于重力；若保持图中细线的悬挂点不变，将物体逐渐水平移至A端的过程中，G与L F不变，L G变大，由F=可知，F变大，手对细线需施加的拉力变大；将物体逐渐水平移至A端的过程中，物体的重力G与物体的高度h不变，物体的重力势能不变；故答案为：小于；变大；不变．点评：本题考查了杠杆平衡条件的应用，由图示确定动力臂与阻力臂的关系，应用杠杆平衡条件即可正确解题．16．如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点处挂一个G=10N重物，杠杆重力及摩擦均不计．若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止，如图甲所示，那么，该杠杆不一定（选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若动力F乙始终与OA垂直，将杠杆由水平位置匀速向上提升重物，如图乙所示，动力F乙的大小变化是变小（选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向，在此过程中OA始终保持水平静止，如图丙所示．请在答题纸上画出动力F丙随时间t的变化趋势.考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：（1）根据杠杆平衡条件，要判断杠杆类型需要比较动力臂和阻力臂的大小，由此分析动力作用在B点时杠杆的类型；（2）动力F乙始终与OA垂直，则动力臂一定，根据杠杆的平衡条件，从阻力臂的变化情况即可分析动力的变化情况；（3）判断当F丙由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，力臂如何变化，然后由杠杆平衡条件判断力的大小如何变化．解答：解：（1）由题只知道动力的作用点在B点，不知道动力的作用方向，所以也就不知道动力臂的大小，所以也就无法比较动力臂和阻力臂的大小关系，所以无法确定它是哪种杠杆；（2）若动力F乙始终与OA垂直，将杠杆由水平位置匀速向上提升重物，此过程中，阻力和动力臂不变，阻力臂逐渐减小，根据杠杆的平衡条件可知动力变小；（3）如图所示，由图可知，当F丙由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力臂先变大后变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力先变小后变大．且上图可以看出，F丙水平时，比F垂直OA时力臂小，所以动力更大．动力F丙随时间t的变化趋势如图所示：。

杠杆的动态平衡分析一、单选题1.如图，足够长的杠杆上放着的两个球（m1＞m2），杠杆在水平位置平衡，若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间，则杠杆（）A.仍能平衡B.不能平衡，大球那端下沉C.不能平衡，小球那端下沉D.无法确定2.在探究“杠杆平衡条件“实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是（）A. 一直变小B. 一直变大C. 一直不变D. 先变小后变大3.如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。

如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是（）A.F1＜F2B.F1＞F2C.F2＜GD.F1=G4.图（a）所示的杠杆是水平平衡的。

如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图（b）所示，则杠杆（）A.右端下沉B.左端下沉C.要保持平衡应将左端的物体向右移动D.要保持平衡应在右端再加挂一个物体5.如图所示，有一质量不计的长木板，左端装有与墙相连的轴在它的左端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着右端。

当物块向右匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（）A. 变小B. 变大C. 不变D. 先变大后变小6.如图所示的杠杆正处于水平平衡状态，若把杠杆两边的钩码同时向远离支点O方向各移动1个小格，杠杆将（）A. 还继续处于水平平衡状态B. 右端上升，左端下降C. 右端下降，左端上升D. 无法确定杠杆所处的状态7.如图，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，若保持拉力方向与AB垂直，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将（）A.增大B.不变C.减小D.无法确定8.如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重G A的物体，B端挂重G B的物体时，杠杆处于平衡状态，此时OA恰好处于水平位置，G A = G B，杠杆重不计，则（）A. AO>BOB. AO<BOC. AO=BOD. 无法判定9.如图所示，一根重木棒在水平动力(拉力)F的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为L，动力与动力臂的乘积为M，则（）A.F增大，L增大，M增大B.F增大，L减小，M减小C.F增大，L减小，M增大D.F减小，L增大，M增大10.一把刻度准确的杆秤，秤砣因长期使用磨损变轻，现用其称大白菜质量时的示数将（）A.比物体的实际质量大B.比物体的实际质量小C.和物体的实际质量相同D.无法判断11.如图（a）所示的杠杆是平衡的，在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个物体，如图（b）所示，那么，以下说法中正确的是（）A.杠杆仍然平衡B.杠杆是否平衡与加挂物体的重力多少有关C.杠杆一定不能平衡D.两侧加挂物体的重力相等时杠杆才能平衡12.如图所示，刻度均匀的杠杆处于平衡状态，所挂的每个钩码的质量均相等，如果在杠杆两侧已挂钩码的下方各增加一个相同规格的钩码，杠杆会：（）A.右端下沉B.左端下沉C.杠杆仍然平衡D.无法判断13.如图所示，在水平力F的作用下，使重为G的木棒绕固定点沿逆时针方向缓慢转动至水平位置，在棒与竖直方向的夹角逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（）A. 重力G不变，G的力臂不变B. 拉力F变大，F的力臂变小C. 拉力F不变，F的力臂变大D. 重力G变小，G的力臂变大14.如图所示，用一根细绳将一木条悬挂起来，并在A、B两点分别挂有3个和2个相同的钩码，木条恰好水平平衡。

专题二十 杠杆动态平衡问题【考点梳理】 （1）杠杆的平衡条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 写成公式F 1l 1=F 2l 2（2）杠杆的动态变化问题杠杆的动态变化情况中，一般阻力大小不发生变化，但会出现动力臂1l 、阻力臂2l 中其中之一发生变化，或者两者同时变化，导致动力的变化。

所以在解题中，先找到支点、作用力及对应的力臂，根据杠杆的平衡条件的变形式2121F l lF ·进行分析，由于阻力2F 保持不变，所示只需要分析阻力臂和动力臂的比值12l l 的（3）杠杆的再平衡杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。

①比较末状态时力和力臂的乘积是否相等：若相等则继续平衡；若不相等，哪端乘积大，哪端下沉，另一端上升。

②直接比较两端力和力臂的乘积的减小量或增加量是否相等而判断。

注意：若力臂的关系未知，则可通过杠杆的初始状态的平衡关系来确定。

【典例赏析】（1）阻力臂的变化引起动力的变化1.如图1，轻质杠杆可绕O 转动，在A 点始终受一垂直．．作用于杠杆的力，在从转动A ’位置时，力F 将（ A ）A.变大B.变小C.先变大，后变小D.先变小，后变大图1 图2 图3 图4（2）动力臂、阻力臂同时发生变化，但比值不变2.如图2所示，用竖直向上的力F 拉着杠杆OA 的A 端，从水平位置绕着支点O 逆时针匀速转动到虚线所示的位置时，力F 的大小会（ C ） A.变大 B.变小 C.不变 D.条件不足，无法判断3.用上图3所示的杠杆提升重物，设作用在A 端的力F 始终竖直向下，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中，F 的大小将（ A ）A.保持不变B.逐渐变小C.逐渐变大D.先变大，后变小4.如图4所示，一个直杠杆可绕轴O 转动，在直杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F ，将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中，力F 大小的变化情况是( A )A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大 （3）杠杆偏转问题 ①公式：L F M ·=②问题描述：对于处于平衡状态的杠杆，在其左右两边各加上或减小一个力F ∆，或者是在其左右两边增减一个距离L ∆后，杠杆会向哪边发生偏转呢。

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．有一根一端粗一端细的木棒，用绳子拴住木棒的O点，将它悬挂起来，恰好在水平位置平衡，如图所示，若把木棒从绳子悬挂处锯开，则被锯开的木棒（）A．粗细两端质量一样B．粗端质量较大C．细端质量较大D．无法判定【答案】B【解析】【详解】如图1，设O点到粗端的距离为L，在O点左侧对称地割取长也为L的一段（图1）。

现再次利用对称割法，在O点右侧割取与O点左侧所割等大的一部分（图2虚线部分），将两次所割取的部分（各自重力显然是相等的）取走，则原木棒只剩下图2所示部分。

设左端剩下的重力为G左，力臂为l左，右端剩下的重力为G右，力臂为l右，由杠杆平衡条件有：G左l左 G右l右，很明显l左>l右，故有G左<G右，再加上被取走的部分，仍有左端的重力小于右端重力，即粗端重力大，质量大。

故选B。

2．一根粗细均匀的铁棒挂在中点时刚好处于平衡，如图（a）所示，如果将右端弯成如图（b）所示的情况，铁棒将（）A．顺时针转动B．逆时针转动C．静止不动D．以上三种情况均有可能【答案】B【解析】【分析】【详解】图a 中，水平铁棒在水平位置处于平衡状态，根据杠杆平衡条件可知G l G l =右右左左图b 中，将铁棒右端弯折，此时铁棒右边的重力不变，右端铁棒的重心将向左移动，力臂l '右减小，而左边的力和力臂不变；因此G l G l '>右右左左所以铁棒左端下沉，右端上升，即铁棒将沿逆时针转动。

故选B 。

3．如图杠杆AOB 用细线悬挂起来，分别在A 、B 两端分别挂上质量为1m 、2m 的重物时，杠杆平衡，此时AO 恰好处于水平位置，AO BO =，不计杠杆重力，则1m 、2m 的关系为A ．12m m >B ．12m m =C ．12m m <D ．无法判断【答案】C【解析】【详解】 杠杆示意图如下：根据杠杆的平衡条件：1122F L F L =可知，1122G L G L =1122m gL m gL =即1122m L m L =因为力与相应的力臂成反比关系，从图中可以看出力臂12L L ＞，所以物体的重力12G G ＜，即12m m ＜，故选C 。

杠杆的动态平衡分析一．选择题（共10小题）1．如图所示.重力为G的均匀木棒竖直悬于O点.在其下端施一始终垂直于棒的拉力F.让棒缓慢转到图中虚线所示位置.在转动的过程中（）A.动力臂逐渐变大B.阻力臂逐渐变大C.动力F保持不变D.动力F逐渐减小2．如图所示.用方向不变的力F.将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中.F的大小变化情况有（）A.保持不变B.逐渐变小C.逐渐变大 D．无法判定3．如图所示.用方向不变的力F.将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中.F的大小变化情况有（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.无法判定4．如图所示的吊车．利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状.伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．下列关于这个吊车的有关说法正确的是（）A.使用这种吊车.好处是可以省力B.使用这种吊车.好处是可以少做功C.匀速顶起吊臂的过程中.伸缩撑杆的支持力渐渐变大D.匀速顶起吊臂的过程中.伸缩撑杆的支持力渐渐变小5．如图所示.在杠杆OA的B点悬挂一个重物G.A端用细绳吊在小圆环M的下面.且细绳长AM等于圆弧环PMQ半径.此时杠杆恰处于水平状态.A点与圆弧环PMQ的圆心重合．当M环从P点逐渐沿顺时针滑到Q点的过程中.吊绳对A端的作用力大小将（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.先变大后变小D.先变小后变大6．如图所示将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球一起挂于杠杆左端.调整杠杆右端钩码的悬挂位置.使杠杆平衡．然后再将扎在气球上的气针头插入篮球的气门内.气球随机膨胀.杠杆就不再平衡了．该实验说明影响浮力大小的因素是（）A.气球排开气体的体积B.气体的密度C.气球的重力D.气球的密度7．如图所示的杠杆中.OA=1m.OB=0.4m.物体重力G=100N.杠杆自身重力忽略不计.则关于此杠杆.下列说法正确的是（）A.如图所示的杠杆的F1的力臂L1=1mB.若使杠杆在如图所示位置平衡.则拉力F1=80NC.F1的方向如图中实线所示时.杠杆在如图所示的位置平衡.则此时杠杆为费力杠杆D.F1的方向从图示位置转到虚线所示的位置的过程中.F1逐渐变大8．如图所示是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置.用弹簧测力计在C处竖直向上拉.杠杆保持平衡．若弹簧测力计逐渐向右倾斜.仍然使杠杆保持平衡.拉力F 的变化情况是（）A.不变B.变小C.变大D.无法确定9．如图所示.用始终与杠杆垂直的力F.将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B．阻力的力臂和动力F的变化为（）A.阻力的力臂变大.动力F变大B.阻力的力臂变大.动力F变小C.阻力的力臂变小.动力F变大D.阻力的力臂变小.动力F变小10．如图所示自重忽略不计的直棒OA可绕O点转动.其中部悬挂重为10N的物体.在右端A 点处施加力F.使直棒OA在水平位置保持静止.下列说法错误的是（）A.该杠杆一定是省力杠杆B.该杠杆可能是费力杠杆C.使用该杠杆可能既不省力也不费力D.在A点施加5N的力可使杠杆平衡二．填空题（共8小题）11．如图所示的杠杆（自重和摩擦不计）.O为支点.A处挂一重为100N的物体.为保证杠杆在水平方向平衡.在中点B处沿（F或F1或F2）方向施加一个最小的力为 N.12．已知作用在某杠杆上的动力是4N.阻力是10N.阻力臂长是8cm.为使杠杆平衡.则动力臂长为 cm；若将阻力增大5N.不改变力臂的长短.动力应增大 N.13．如图所示.OA=AB=10cm.重物G=20N．要使杠杆平衡.F= N．若将重物向O点移动.要使杠杆仍然保持平衡.则F （选填“变大”、“不变”或“变小”）14．如图所示.小明用一根轻质木棒挑着重为120N 的物体站在水平地面上.木棒保持水平（棒的重力忽略不计）.棒AB长为1.2m.重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m.则手在A端对木棒竖直向下的作用力F1大小为 N．在图中画出阻力F2的力臂L2．他想手在A端更省力.请你写出一种可行的做法： .15．图所示轻质杠杆OA始终在水平位置保持静止.手对细绳需施加的拉力物体的重力G（选填“小于”、“等于”或“大于”）.若保持图中细线的悬挂点不变.将物体逐渐水平移至A 端的过程中.手对细线需施加的拉力 .物体具有的重力势能（后两空均选填“变小”、“不变”或“变大”）.16．如图所示.OAB是杠杆.OA与BA垂直.在OA的中点处挂一个G=10N重物.杠杆重力及摩擦均不计．若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止.如图甲所示.那么.该杠杆（选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若动力F乙始终与OA垂直.将杠杆由水平位置匀速向上提升重物.如图乙所示.动力F乙的大小变化是（选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向.在此过程中OA始终保持水平静止.如图丙所示．请在答题纸上画出动力F丙随时间t 的变化趋势.17．在一轻质杠杆的两端分别挂上质量不等的两个铁块M1、M2（M1＞M2）.调节两物体到支点的距离.使杠杆平衡.则（选填“M1”或“M2”）离支点较远些．然后将物体同时浸没在水中.杠杆（选填“能”或“不能”）保持平衡.18．如图所示OB是一轻质杠杆.O为支点.OA：AB=3：1.将重30N的物体悬挂在B点.当杠杆在水平位置平衡时.在A点至少需要加 N的力；若A点施加的动力2秒内使杠杆向上移动了10cm.则动力做功的功率是 W.三．解答题（共2小题）19．如图所示.一根质量分布均匀的木棒.质量为m.长度为L.竖直悬挂在转轴O处.在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置（转轴处摩擦不计）.问：（1）在图中画出θ=60°时拉力F的力臂l.并计算力臂的大小.（2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处.随拉开角度θ的增加.拉力F将如何变化？并推导拉力F与角度θ的关系式.20．在探究利用杠杆做功的实验中.所用杠杆是一根重5N、质量分布均匀的硬棒．把棒的一端固定在O点.将重为15N的重物挂在棒的中点A.然后用手竖直提起棒的另一端B（如图所示.一切摩擦不计）.（1）若我们把重物提升了10cm.则使用杠杆所做的有用功为 J.机械效率为 . （2）若只将重物的悬挂点由A移至C.而O、B位置不变.仍使棒的B端提升同样的高度.与（1）相比.杠杆的机械效率将（选填“变高”、“变低”或“不变”）.杠杆的动态平衡分析参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．如图所示.重力为G的均匀木棒竖直悬于O点.在其下端施一始终垂直于棒的拉力F.让棒缓慢转到图中虚线所示位置.在转动的过程中（）A.动力臂逐渐变大B.阻力臂逐渐变大C.动力F保持不变D.动力F逐渐减小考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：先确定阻力臂、动力臂的变化.然后根据杠杆平衡的条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析动力的变化．解答：解：A、由图示可知.木棒是一个杠杆.力F是动力.力F始终垂直与木棒.则木棒的长度是动力臂.木棒长度保持不变.动力臂保持不变.故A错误；B、木棒的重力是阻力.阻力大小不变.木棒在竖直位置时.重力的力臂为0.转过θ角后.重力力臂（阻力臂）逐渐增大.故B正确；C、已知：G、L保持不变.L G逐渐变大.由杠杆平衡条件：GL G=FL可知.动力F逐渐增大.故CD 错误；故选B．点评：本题考查了杠杆平衡条件的应用.知道杠杆平衡的条件.会熟练应用杠杆平衡的条件分析问题解决问题是关键．2．如图所示.用方向不变的力F.将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中.F的大小变化情况有（）A.保持不变B.逐渐变小C.逐渐变大D.无法判定考点：杠杆的动态平衡分析．专题：压轴题；简单机械．分析：分别找出在A和B位置的动力、阻力作用线.找出动力臂和阻力臂.利用三角形的相似关系.确定动力臂和阻力臂的大小关系.再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况．解答：解：如图所示：杠杆在A位置.动力F的力臂为OA.阻力G的力臂为OC；∵杠杆平衡.∴F•OA=G•OC.∴F=；杠杆在B位置时.OA′为动力臂.OC′为阻力臂.阻力不变仍然为G.∵杠杆平衡.∴F′•OA′=G•OC′.∴F′=；又∵△OC′D∽△OA′B.∴==；因此当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中.力F的大小不变．故选A．点评：本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握.能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键．3．如图所示.用方向不变的力F.将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中.F的大小变化情况有（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.无法判定考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：分别找出在A和B位置的动力、阻力作用线.找出动力臂和阻力臂.利用三角形的相似关系.确定动力臂和阻力臂的大小关系.再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况．解答：解：如图所示：杠杆在A位置.动力F的力臂为OA.阻力G的力臂为OC；∵杠杆平衡.∴F•OA=G•OC.∴F=；杠杆在B位置时.OA′为动力臂.OC′为阻力臂.阻力不变仍然为G.∵杠杆平衡.∴F′•OA′=G•OC′.∴F′=；又∵△OC′D∽△OA′B.∴==；因此当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中.力F的大小不变．故选C．点评：杠杆在静止时.杠杆是平衡的.杠杆在匀速转动过程中也是平衡的.根据杠杆平衡条件列出等式求解．4．如图所示的吊车．利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状.伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．下列关于这个吊车的有关说法正确的是（）A.使用这种吊车.好处是可以省力B.使用这种吊车.好处是可以少做功C.匀速顶起吊臂的过程中.伸缩撑杆的支持力渐渐变大D.匀速顶起吊臂的过程中.伸缩撑杆的支持力渐渐变小考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据杠杆平衡条件.F1×l1=F2×l2.根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆．根据匀速吊起货物时.阻力不变.阻力臂变化.动力臂不变.再次利用杠杆平衡条件进行判断支持力的大小变化．解答：解：如图画出动力臂和阻力臂.动力臂L1小于阻力臂L2.根据杠杆平衡条件.动力大于阻力.是费力杠杆.故A错误．杠杆是一种机械.使用任何机械都不省功.故B错误；吊车吊起货物的过程中.阻力不变.阻力臂减小.动力臂不变.动力减小.所以支持力逐渐变小.故D正确.C错误．故选：D．点评：正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决本题的关键.吊车吊起货物时.确定变化量和不变量.根据杠杆平衡条件解决问题．5．如图所示.在杠杆OA的B点悬挂一个重物G.A端用细绳吊在小圆环M的下面.且细绳长AM等于圆弧环PMQ半径.此时杠杆恰处于水平状态.A点与圆弧环PMQ的圆心重合．当M环从P点逐渐沿顺时针滑到Q点的过程中.吊绳对A端的作用力大小将（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.先变大后变小D.先变小后变大考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据杠杆平衡的条件.F1×L1=F2×L2.可知当阻力与阻力臂不变时.动力臂越小.动力越大．解答：解：当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中.物体的重以及重力的力臂不变；拉力的力臂先变大、后变小（当MA垂直于OA时.拉力的力臂最大）；根据F1×L1=F2×L2.可知拉力先变小后变大．故选D．点评：解决此类题目时找出杠杆的动力、阻力、动力臂、阻力臂中不变的量以及变化的量.根据杠杆平衡的条件.F1×L1=F2×L2.进行判断．6．如图所示将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球一起挂于杠杆左端.调整杠杆右端钩码的悬挂位置.使杠杆平衡．然后再将扎在气球上的气针头插入篮球的气门内.气球随机膨胀.杠杆就不再平衡了．该实验说明影响浮力大小的因素是（）A.气球排开气体的体积B.气体的密度C.气球的重力D.气球的密度考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据阿基米德原理和杠杆平衡的条件进行分析．解答：解：由F浮=ρ气gV排可知.当气球排开气体的体积越大.则它受到的浮力也越大.因此杠杆左端受到竖直向下的力变小.所以杠杆不再平衡.并且出现左高右低的现象．故选A．点评：知道球的体积越大受到的空气浮力越大.并且会熟练应用杠杆平衡的条件．7．如图所示的杠杆中.OA=1m.OB=0.4m.物体重力G=100N.杠杆自身重力忽略不计.则关于此杠杆.下列说法正确的是（）A.如图所示的杠杆的F1的力臂L1=1mB.若使杠杆在如图所示位置平衡.则拉力F1=80NC.F1的方向如图中实线所示时.杠杆在如图所示的位置平衡.则此时杠杆为费力杠杆D.F1的方向从图示位置转到虚线所示的位置的过程中.F1逐渐变大考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析： A、根据力臂的概念结合三角函数得出L1的力臂；B、得出L1的力臂.根据杠杆平衡条件计算出F1的大小；C、根据动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆的种类；D、根据动力臂的大小变化.由杠杆平衡条件分析动力的变化．解答：解：A、F1的力臂如图所示：则L1=OAsin30°=1m×=0.5m.A错误；B、若使杠杆在如图所示位置平衡.由F1L1=G•OB得.F1===80N.B正确；C、由A分析知.动力臂为0.5m.阻力臂为0.4m.动力臂大于阻力臂.动力小于阻力.为省力杠杆.C错误；D、F1的方向从图示位置转到虚线所示的位置的过程中.动力臂变大.F1逐渐变小.D错误．故选B．点评：本题主要考查了杠杆平衡条件的应用.关键能够正确得出动力臂的大小．8．如图所示是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置.用弹簧测力计在C处竖直向上拉.杠杆保持平衡．若弹簧测力计逐渐向右倾斜.仍然使杠杆保持平衡.拉力F 的变化情况是（）A.不变B.变小C.变大D.无法确定考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：在探究杠杆平衡条件的实验中.要求使杠杆在水平位置平衡.同时.弹簧测力计的拉力方向也要求在竖直方向.这是为了能在杠杆上直接读出力臂的长.如果力的方向不竖直.则力臂会相应变小.力会变大．解答：解：由图可知.若弹簧测力计向右倾斜时.拉力不再与杠杆垂直.这样力臂会相应变短.根据杠杆的平衡条件.阻力与阻力臂不变.拉力会相应增大.才能使杠杆仍保持平衡．故ABD错误.C正确．故选C．点评：合理运用杠杆平衡条件进行分析.同时明确拉力倾斜时力臂会变小.是解决此题的关键.这也是我们在实验中应该注意的细节．9．如图所示.用始终与杠杆垂直的力F.将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B．阻力的力臂和动力F的变化为（）A.阻力的力臂变大.动力F变大B.阻力的力臂变大.动力F变小C.阻力的力臂变小.动力F变大D.阻力的力臂变小.动力F变小考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：力臂是支点到力的作用线的距离.通过作图比较A、B两位置重物对杠杆拉力（阻力）力臂的长短.然后再通过杠杆的平衡条件来分析动力的变化．解答：解：如图所示：A位置时.阻力F2′的力臂为L2′.B位置时.阻力F2的力臂为L2.由图可知：L2′＜L2．即阻力的力臂变大；因为A.B两位置杠杆均为平衡状态.且阻力不变（大小等于物重）.F的力臂不变（始终等于杠杆长AO）.根据杠杆的平衡条件可知动力F变大．所以A正确.BCD错误．故选A．点评：题目在考查力臂的定义的同时也考查了杠杆的平衡条件.关键是分析出力臂的变化情况．10．如图所示自重忽略不计的直棒OA可绕O点转动.其中部悬挂重为10N的物体.在右端A点处施加力F.使直棒OA在水平位置保持静止.下列说法错误的是（）A.该杠杆一定是省力杠杆B.该杠杆可能是费力杠杆C.使用该杠杆可能既不省力也不费力D.在A点施加5N的力可使杠杆平衡考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2.力臂的大小关系决定了力的大小关系．解答：解：如果A点力的方向不同.力臂的大小则不同.不能确定动力臂与阻力臂的大小关系.所以此时杠杆可能是等臂杠杆.也可能是省力杠杆.还可能是费力杠杆．如果作用在A点的力垂直杠杆向上时.其力臂大小等于重物作用在杠杆上阻力力臂的两倍时.根据杠杆的平衡条件.动力F=G=×10N=5N．故A错误.BCD正确．故选A．点评：此题是有关杠杆的平衡条件的应用.根据力臂的关系判断杠杆的分类．二．填空题（共8小题）11．如图所示的杠杆（自重和摩擦不计）.O为支点.A处挂一重为100N的物体.为保证杠杆在水平方向平衡.在中点B处沿 F2（F或F1或F2）方向施加一个最小的力为 200 N.考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：若在杠杆上B点施加最小的力F.使杠杆在水平位置平衡.该力的方向应该垂直杠杆向上.使动力臂最长.即竖直向上；B是杠杆的中点.则OA=2OB.又知道物重大小.利用杠杆平衡条件求拉力大小．解答：解：如图.为使拉力最小.动力臂要最长.拉力F的方向应该垂直杠杆向上.即竖直向上（F2）.动力臂为OB最长.杠杆在水平位置平衡.根据杠杆的平衡条件：F2×OB=G×OA.所以：F=G×=100N×=200N．故答案为：F2；200．点评：本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用.根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键．以支点到力的作用点的距离当成力臂时是最大的力臂．12．已知作用在某杠杆上的动力是4N.阻力是10N.阻力臂长是8cm.为使杠杆平衡.则动力臂长为 20 cm；若将阻力增大5N.不改变力臂的长短.动力应增大 2 N.考点：杠杆的动态平衡分析．专题：计算题．分析：（1）知道动力、阻力、阻力臂.根据杠杆的平衡条件求动力臂的大小；（2）知道阻力的变化值、动力臂和阻力臂不变.根据杠杆的平衡条件求动力增大值．解答：解：（1）∵F1L1=F2L2.即：4N×L1=10N×8cm.∴动力臂L1=20cm．（2）现将阻力增大5N.F2=10N+5N=15N.不改变力臂长短.∵F1′L1=F2′L2.即：F1′×20cm=15N×8cm.∴F1′=6N.动力应增大2N．故答案为：20；2．点评：本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用.因条件很明确.难度不大．13．如图所示.OA=AB=10cm.重物G=20N．要使杠杆平衡.F= 10 N．若将重物向O点移动.要使杠杆仍然保持平衡.则F 变小（选填“变大”、“不变”或“变小”）考点：杠杆的动态平衡分析．专题：计算题；简单机械．分析：（1）首先分析支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂.根据杠杆平衡条件求出动力．（2）判断动力臂、阻力、阻力臂是否变化.根据杠杆平衡条件动力大小的变化．解答：解：（1）如图.杠杆在水平位置平衡.力竖直作用在杠杆上.所以O是支点.G是阻力.F 是动力.OA是阻力臂.OB是动力臂.根据杠杆平衡条件得.F×OB=G×OA.∴F×20cm=20N×10cm.∴F=10N．（2）若将重物向O点移动.要使杠杆仍然保持平衡.阻力不变、动力臂不变.阻力臂变小.根据杠杆平衡条件得.动力变小．故答案为：10；变小．点评：本题考查杠杆平衡条件的应用.会根据杠杆平衡条件分析和计算．14．如图所示.小明用一根轻质木棒挑着重为120N 的物体站在水平地面上.木棒保持水平（棒的重力忽略不计）.棒AB长为1.2m.重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m.则手在A端对木棒竖直向下的作用力F1大小为 240 N．在图中画出阻力F2的力臂L2．他想手在A端更省力.请你写出一种可行的做法：将O点（肩膀）向右移 .考点：杠杆的动态平衡分析．专题：计算题；简答题；简单机械．分析：（1）木棒以人肩作为支点处于平衡状态.则由杠杆平衡条件可求得手对木棒的作用力．（2）先确定阻力作用点（即B点）.然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向下）；已知支点和力的方向.过支点作力的作用线的垂线段（即力臂）．（3）肩膀可以看成支点.阻力和阻力臂不变.动力臂变小.根据杠杆平衡条件判断动力大小的变化．解答：解：（1）根据杠杆的平衡条件可得：F×OA=G×OB.即：F×（1.2m﹣OB）=120N×OB.则：F×0.4m=120N×0.8m.解得F=240N．（2）把肩膀看成支点.过B点作竖直向下的力（即阻力F2）；过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段（即阻力臂L2）．如图所示（3）根据动力×动力臂=阻力×阻力臂.阻力、阻力臂不变.动力和动力臂成反比.动力臂减小.动力增大.所以他想手在A端更省力.减少OB的长度或（同时）增大OA的长度.即将O 点（肩膀）向右移．故答案为：240；图略；将O点（肩膀）向右移．点评：此题主要考查的是学生对杠杆平衡条件公式的理解和灵活应用.基础性题目．15．图所示轻质杠杆OA始终在水平位置保持静止.手对细绳需施加的拉力小于物体的重力G（选填“小于”、“等于”或“大于”）.若保持图中细线的悬挂点不变.将物体逐渐水平移至A端的过程中.手对细线需施加的拉力变大 .物体具有的重力势能不变（后两空均选填“变小”、“不变”或“变大”）.考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：根据图示确定动力臂与阻力臂的关系.然后应用杠杆平衡条件分析答题；物体的重力势能与躯体所受重力、物体的高度有关.物体重力与高度不变.物体的重力势能不变．解答：解：由杠杆平衡条件可知：G×L G=F×L F.由图示可知：L G＜L F.则：G＞F.手对细线的拉力小于重力；若保持图中细线的悬挂点不变.将物体逐渐水平移至A端的过程中.G与L F不变.L G变大.由F=可知.F变大.手对细线需施加的拉力变大；将物体逐渐水平移至A端的过程中.物体的重力G与物体的高度h不变.物体的重力势能不变；故答案为：小于；变大；不变．点评：本题考查了杠杆平衡条件的应用.由图示确定动力臂与阻力臂的关系.应用杠杆平衡条件即可正确解题．16．如图所示.OAB是杠杆.OA与BA垂直.在OA的中点处挂一个G=10N重物.杠杆重力及摩擦均不计．若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止.如图甲所示.那么.该杠杆不一定（选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若动力F乙始终与OA垂直.将杠杆由水平位置匀速向上提升重物.如图乙所示.动力F乙的大小变化是变小（选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向.在此过程中OA始终保持水平静止.如图丙所示．请在答题纸上画出动力F 丙随时间t的变化趋势.考点：杠杆的动态平衡分析．专题：简单机械．分析：（1）根据杠杆平衡条件.要判断杠杆类型需要比较动力臂和阻力臂的大小.由此分析动力作用在B点时杠杆的类型；（2）动力F乙始终与OA垂直.则动力臂一定.根据杠杆的平衡条件.从阻力臂的变化情况即可分析动力的变化情况；（3）判断当F丙由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时.力臂如何变化.然后由杠杆平衡条件判断力的大小如何变化．解答：解：（1）由题只知道动力的作用点在B点.不知道动力的作用方向.所以也就不知道动力臂的大小.所以也就无法比较动力臂和阻力臂的大小关系.所以无法确定它是哪种杠杆；（2）若动力F乙始终与OA垂直.将杠杆由水平位置匀速向上提升重物.此过程中.阻力和动力臂不变.阻力臂逐渐减小.根据杠杆的平衡条件可知动力变小；（3）如图所示.由图可知.当F丙由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时.动力臂先变大后变小.阻力与阻力臂不变.由杠杆平衡条件可知.动力先变小后变大．且上图可以看出.F 丙水平时.比F垂直OA时力臂小.所以动力更大．动力F丙随时间t的变化趋势如图所示：。

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，用轻质材料制成的吊桥搭在河对岸．一个人从桥的左端匀速走到桥的右端，桥面始终是水平的，不计吊桥和绳的重力，人从吊桥左端出发时开始计时．则人在吊桥上行走过程中，吊桥右端所受地面支持力F与人行走时间t的关系图像是( )A．B．C．D．【答案】B【解析】【详解】吊桥相当于一个杠杆，以吊桥的左端为支点，人从吊桥左端出发，匀速走到桥的右端，杠杆受到人的压力（阻力）等于人的重力，动力臂为OA=L，杠杆受到物体的压力（阻力）F′=G，阻力臂为OB =vt，因为杠杆平衡，所以满足F×OA=F′×OB=G×vt，即：F×L=G×vt，GvtFL由此可知，当t=0时，F=0．当t增大时，F变大，F与人行走时间t是正比例关系，故图象B正确，符合题意为答案．2．如图所示，在一个轻质杠杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持平衡，然后向右缓慢转动F至水平方向，这一过程中（）A．F先变小后变大B．F逐渐变大C．动力臂逐渐变小D．动力臂逐渐变大【答案】A【解析】【分析】杠杆平衡条件及应用。

【详解】杠杆在图中所示位置平衡，阻力（重物对杠杆的拉力）及阻力臂大小不变；动力F由图中所示位置转动至水平方向的过程中，当动力F的方向与杠杆垂直时，动力F的力臂最长，因此动力F的力臂先增大后减小，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，动力Ｆ先变小后变大。

故选A。

【点睛】中等题.失分的原因是：①不知道动力F方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变；②不会画动力F在不同位置时的动力臂；③不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化；④不知道当动力F与杠杆垂直时，动力臂最大，动力F最小。

3．如图所示，作用在A点的各个力中，不可能使杠杆平衡的力是A．F3和F4B．F1和F3C．F2和F4D．F1和F2【答案】A【解析】【详解】因为力F3的作用线所在的直线过支点O，所以力F3的力臂为0，又因为0乘以任何数都为0，所以力F3不能使杠杆平衡；力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同，所以力F 4不能使杠杆平衡；力F 1和F 2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力F 1和F 2可以使杠杆平衡；故选A 。

微专题二动态杠杆分析从我省近5年中考真题来看,杠杆是必考点,动态杠杆分析又是高频考点,多出现在选择题或填空题中。

杠杆的动态主要是指杠杆的支点、力、力臂中的某一个或几个条件变化引起相关的力臂、作用力大小发生变化。

分析杠杆动态问题的物理原理是杠杆的平衡条件,解题时:( 1 )要合理建立杠杆模型、找出杠杆相应的支点,画出作用力示意图及力臂。

( 2 )列出杠杆平衡条件原理式,一般来说以上要素中变化的量不会多于两个。

( 3 )结合数学知识分析原理式中的变量,判断杠杆是否平衡以及如何保持平衡。

针对训练1.如图所示,用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆,使其静止在水平方向上,O为麦秸秆的中点。

这时有两只蚂蚁同时从O点分别向着麦秸秆的两端匀速爬行,在蚂蚁爬行的过程中麦秸秆在水平方向始终保持平衡,则( C )A.两蚂蚁的质量一定相等B.两蚂蚁的爬行速度大小一定相等C.两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等D.两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等【解析】根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,则蚂蚁爬行时满足G1l1=G2l2,得m1gv1t=m2gv2t,即m1v1=m2v2,C项正确。

2.如图所示,小明用一可绕O点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下的重物提高,他用一个始终与杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,在这个过程中此杠杆( B )A.一直是省力的B.先是省力的,后是费力的C.一直是费力的D.先是费力的,后是省力的【解析】由题意可知,动力F的力臂保持不变,物体的重力G大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂逐渐增大,在阻力臂<动力臂之前,杠杆是省力杠杆,在阻力臂>动力臂之后,杠杆变为费力杠杆。

3.( 2019·贵阳 )如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。

该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起。

假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,下列分析正确的是( D )A.撑杆对吊臂的作用力不断增大B.钢绳对吊臂的作用力不断增大C.撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大D.钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小【解析】伸缩撑杆对吊臂的支持力的作用点在吊臂上,方向垂直于吊臂向上,过支持力的作用点,沿支持力的方向画一条有向线段,用F表示,然后从支点O向力的作用线作垂线,L即为其力臂,如图所示。