2020-2021中考物理—杠杆平衡压轴题专题复习含答案

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题

1．能使杠杆OA水平平衡的最小力的方向为（ ）

A．AB B．AC C．AD D．AE

【答案】A

【解析】

【分析】

根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．由此分析解答．

【详解】

由图知，O为支点，动力作用在A点，连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向应向上，所以最小力方向为AB．

故选A．

【点睛】

在通常情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段就是最长力臂．

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 3W

C．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： 1221LOBLOA

所以，动力F1 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

111400N200N22FG

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+50N150N22FGG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F2 的功率是：

P=F2 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：

400N100%=100%=100%88.9%400N50NWGhWGhGh有用总轮

故D正确．

3．如图甲是制作面团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图．关于压面团过程的叙述正确的是（ ）

A．面团对杆的作用力方向向下

B．面团对杆的作用力大小等于F

C．面团被压扁说明力能使物体发生形变

D．A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．杆对面团的作用力向下，面团对杆的作用力向上，故A错误； B．由于面团B点到支点C的距离小于A点到C的距离，根据杠杆定律F1L1=F2L2，可知面团对杆的作用力大于F，故B错误；

C．面团被压扁说明力能使物体发生形变，故C正确；

D．C为支点，A点向下移动的距离大于B点向下移动的距离，故D错误；

故选C。

4．如图所示，为提升重物，现选用轻质杠杆，不考虑杠杆支点O点处的摩擦，每次利用杠杆把同一重物匀速提升相同高度，下列说法正确的是

A．当重物悬挂在A点，动力作用在C点时，该杠杆一定是省力杠杆

B．当重物悬挂在C点，动力作用在B点时一定比作用在A点时要省力

C．无论重物挂在A点还是B点时，利用该机械所做的有用功都相等

D．如果动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直，则提升重物过程动力大小不变

【答案】C

【解析】

【分析】

灵活运用杠杆平衡公式分析即可；

【详解】

AB．不论重物悬挂在A点或C点，也不论动力作用在C点还是B点，判断杠杆是省力还是费力，需要根据杠杆平衡公式，不仅与力的作用点有关，还与力的方向有关，因此无法在只知道力的作用点的情况下判断是否省力，故AB错误；

C．无论重物挂在A点还是B点时，由于物体质量相同，上升高度相同，则根据WGh可知，该机械所做的有用功都相等，故C正确；

D．动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直时，可得动力臂大小始终不发生变化，但由于物体上升，重物的阻力臂会逐渐减小，则由杠杆平衡公式可知动力会减小，故D错误。

5．要使图中的杠杆平衡，分别用FA、FB、FC的拉力，这三个力的关系应是

A．FA＞FB＞FC B．FA＜FB＜FC C．FA＞FC＞FB D．FA=FB=FC

【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1122FLFL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．

6．一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

GlGl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

GlGl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。

7．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，AOBO，不计杠杆重力，则1m、2m的关系为

A．12mm B．12mm

C．12mm 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：1122FLFL可知，

1122GLGL

1122mgLmgL

即1122mLmL

因为力与相应的力臂成反比关系，从图中可以看出力臂12LL＞，所以物体的重力12GG＜，即12mm＜，故选C。

8．如图所示，体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物块，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为（ ）

A．1∶1 B．1∶2

C．4∶3 D．2∶1

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】 由图知道，甲物体挂在左边第3格处，乙物体挂在右边第2格处，由杠杆的平衡条件知道，此时12GlGl甲乙即

32mgmg甲乙

所以23mm甲乙＝，又因为V甲/V乙＝1/2，甲、乙两个物块的密度之比是

241332mVmV甲甲甲乙乙乙

故C正确。

故选C。

9．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】D

【解析】

【分析】

【详解】

设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为l，原来杠杆处于平衡状态，则有

2332GlGl

A．两侧钩码同时向外移一格,左边为

248GlGl

右边为

339GlGl

89GlGl

杠杆右端下沉，故A项不符合题意；

B．两侧钩码同时向内移一格，左边为

224GlGl

右边为 313GlGl

34GlGl

杠杆左端下沉，故B项不符合题意；

C．同时加挂一个相同的钩码，左边为

339GlGl

右边为

428GlGl

89GlGl

杠杆左端下沉，故C项不符合题意；

D．左侧增加一个钩码，右侧钩码向外移一格，左边为

339GlGl

右边为

339GlGl

99GlGl

杠杆平衡，故D项符合题意。

故选D。

10．如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是（ ）

A．将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格

B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变

C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变

D．将左右两边的钩码均向外移动一格

【答案】A

【解析】

【详解】

设杠杆的一个小格是1cm，一个钩码的重是1N；

A．将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格，（4-2）N×3cm

=3N×（4-2）cm，杠杆仍然平衡，故A符合题意；

B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变，由（4+1）N×3cm＜（3+1）N×4cm得，杠杆的右端下沉，故B不符合题意；

C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变，由（4-1）N×3cm＞（3-1）N×4cm得，杠杆的左端下沉，故C不符合题意；

D．将左右两边的钩码均向外移动一格，由4N×（3+1）cm＞3N×（4+1）cm得，杠杆的左端下沉，故D不符合题意。