中考物理杠杆平衡条件的应用问题综合经典题

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．在一个长3米的跷跷板（支点在木板中点）的两端分别放置两个木箱，它们的质量分别为m 1=30kg ，m 2=20kg ，为了使跷跷板在水平位置平衡，以下做法可行的是（ ）A ．把m 1向右移动0.5米B ．把m 2向左移动0.5米C ．把m 1向右移动0.2米D ．把m 2向左移动0.3米【答案】A【解析】【分析】【详解】 跷跷板的支点在木板中点，根据图中信息可知，木板左边受到的压力比右边大，为了使跷跷板在水平位置平衡，应该将m 1向右移，则m 2的力臂不变为1.5m ，根据杠杆的平衡条件有1122m gl m gl '=代入数据可得m 1向右移后的力臂 221120kg 1.5m 1m 30kgm gl l m g ⨯'=== m 1的力臂由1.5m 变为1m ，为了使跷跷板在水平位置平衡，把m 1向右移动0.5米，所以BCD 项错误，A 项正确。

故选A 。

2．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 ．F 3和F 4B ．F 1和F 3C ．F 2和F 4D ．F 1和F 2【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F4不能使杠杆平衡；力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力F1和F2可以使杠杆平衡；故选A。

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FC．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。

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB 可绕O 点在竖直平面内转动，3AB BO =，配重的重力为120牛，重力为500牛的健身者通过细绳在B 点施加竖直向下的拉力为F 1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛，在B 点施加竖直向下的拉力为F 2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。

已知122:3:F F =，杠杆AB 和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（ ）A ．配重对地面的压力为50牛时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为160牛 B ．配重对地面的压力为90牛时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为120牛C ．健身者在B 点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛D ．配重刚好被匀速拉起时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为540牛【答案】C【解析】【分析】【详解】当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力为N F G F =-由图知动滑轮上有2段绳子承担物重，因此杠杆A 点受到的拉力N 22A F F G G F G +⨯=-=+动动（）根据杠杆的平衡条件得到A B F OA F OB ⋅=⋅即N 2B G F G OA F OB ⨯-+⨯=⨯⎡⎤⎣⎦动（）因为3AB BO =所以2AO BO =则N 221B G F G F ⨯-+⨯=⨯⎡⎤⎣⎦动（）即N 42B F G F G ⨯-=+动（）当压力为85N 时14120N -85N 2F G =⨯+动（）当压力为60N 时24120N -60N 2F G =⨯+动（）因为122:3:F F ＝所以124120N -85N 24120N -60N 223G F F G ⨯+=⨯=+动动（）（） 解得30N G =动A ．当配重对地面的压力为50N 时，B 点向下的拉力为N 424120N -50N 230N =340N B F G F G ⨯-=⨯⨯=++动（）（）故A 错误；B ．当配重对地面的压力为90N 时，B 点向下的拉力为N 424120N -90N 230N =180N B F G F G ⨯-=⨯⨯=++动（）（）故B 错误；C ．健身者在B 点施加400N 竖直向下的拉力时，根据N 42B F G F G ⨯-=+动（）可得N 400N 4120N 230N F =⨯-+⨯（）解得N 35N F =故C 正确；D ．配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据N 42B F G F G ⨯-=+动（）可得4120N -0N 230N =540N >500N B F ⨯+⨯=（）因为人的最大拉力等于体重500N ，因此配重不可能匀速拉起，故D 错误。

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．在我国古代书籍《墨经》中，对杠杆有精辟论述，并有许多巧妙的应用．如下图所示是在井上汲水的桔槔，下列对其在使用中正确的解释是A．桔槔是等臂杠杆，不省力也不费力B．向井内放送水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力C．桔槔是不等臂杠杆，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆D．往上提水时，人用的力气一定小于桶与水的总重，所以省力【答案】D【解析】【分析】杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂；要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。

【详解】AC．由图可见，桔槔是不等臂杠杆，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故AC错误；B．向井内放送水桶时，人用的力通过杠杆原理，与石头的重力相关，一般比木桶的重力要大，故B错误；D．往上提水时，因为有石头帮忙，人的力气比水和桶的总重力小，故D正确。

故选D。

【点睛】此题主要考查了对简单机械的认识，要掌握杠杆的要素。

2．如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能平衡的是A．左右钩码各向支点移一格B．左右各减少一个钩码C．左右各减少一半钩码D．左右各增加两个钩码【答案】C【解析】设杠杆的分度值为 L，一个钩码的重为G．原来4G×2L=2G×4L；左、右钩码各向支点移动一格，左边=4G×L=4GL，右边=2G×3L=6GL，左边＜右边，杠杆向右端下沉，A不符合题意；左右各减少一个钩码，左边=3G×2L=6GL，右边=G×4L=4GL，左边＞右边，杠杆向左下沉，B 不符合题意；左、右钩码各减少一半法码，左边=2G×2L=4GL，右边=G×4L=4GL，左边=右边，杠杆平衡；C符合题意；左右各增加两个钩码，左边=6G×2L=12GL，右边=4G×4L=16GL，左边＜右边，杠杆右边下沉，D不符合题意，故选C．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。

初中及中考物理重点实验综合复习训练：杠杆平衡条件【重要考点精练一】***1．（2021•湖北模拟）（1）如图1甲，把杠杆放在支架上并置于水平桌面，静止时发现杠杆左低右高，为了使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向调节。

图1（2）如图乙，在已经调节好的杠杆左边A处挂4个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆右边离支点4格的B处挂个相同的钩码；之后在A、B两点再各增加1个钩码，杠杆将（选填“不动”“顺时针旋转”或“逆时针旋转”）（3）如图丙，在杠杆左边离支点4格的C处，用弹簧测力计与水平方向成30°角斜向上拉，也可使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计示数为 N（每个钩码重0.5N）。

2．（2021·广东模拟）如图2所示，小梦学习小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为0.5N）等实验器材，探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验前，小梦观察到杠杆如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节。

（2）将天平调整好后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，应在B点挂个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。

使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量。

在上述实验中，若将水平位置平衡的杠杆，两端同时去掉一个钩码，杠杆（选填“仍然平衡”“沿顺时针旋转”或“沿逆时针旋转”）。

（3）如图乙所示，小梦用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐（选填“变大”或“变小”），原因是。

（4）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是（填序号）。

A．使测量数据更准确B．多次测量取平均值减小误差C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性****3．“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图3甲所示的位置，（1）为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向（填“左”或“右”）移动。

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⨯=224G l Gl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 Gl339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 Gl313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，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F4不能使杠杆平衡；力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力F1和F2可以使杠杆平衡；故选A。

3．如图所示，在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在力F作用下在水平位置平衡，现保持杠杆始终在水平位置平衡，将弹簧测力计绕B点从a转动到b的过程中，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【答案】C【解析】【分析】【详解】将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件可知，拉力F与其力臂的乘积也是不变的。

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，小凯用拉力F 提着重为G 的物体匀速缓慢上升h ，下列关于杠杆的有关说法正确的是（ ）A ．拉力F 所做的总功为FhB ．杠杆的机械效率是Gh /Fh ×100%C ．若把悬挂点从A 点移至B 点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，拉力的大小与原来相同D ．若把悬挂点从A 点移至B 点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，拉力所做的总功与原来相同【答案】D【解析】【分析】【详解】A ．重为G 的物体匀速缓慢上升h ，总功应为拉力F 与力的方向上的位移s 的乘积，由图可知s>h则总功W Fs Fh =>故A 项错误；B ．物体重力做的功为有用功是W Gh =有而拉力做的功大于Fh ，故B 项错误；C ．悬挂点从A 点移至B 点，阻力臂增大，根据公式1122Fl F l =，阻力不变，阻力臂增大，动力臂不变则动力增大即拉力F 变大，故C 项错误；D ．把悬挂点从A 点移至B 点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，理想状态下，没有额外功，所以拉力所做的总功与原来相同，故D 项正确。

故选D 。

2．如图所示，杠杆在水平状态保持静止，要使弹簧测力计的示数变为原来的12，下列措施中可行的是A．去掉三个钩码B．把钩码向左移动2小格C．把钩码向右移动2小格D．把弹簧秤测力计向左移动2小格【答案】B【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，4G×4L＝F2×8L，解得F2＝2G，要使弹簧测力计的示数变为原来的12，即F2＝G。

A．去掉三个钩码，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，G×4L＝F'2×8L，所以F'2＝12G，不符合题意；B．把钩码向左移动2小格，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，4G×2L＝F'2×8L，所以F'2＝G，故B符合题意；C．把钩码向右移动2小格，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，4G×6L＝F'2×8L，所以F'2＝3G，故C不符合题意；D．把弹簧秤测力计向左移动2小格，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，4G×4L＝F'2×6L，所以F'2＝83G，故D不符合题意。

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态，所用钩码完全相同。

下列做法中能使杠杆再次平衡的是A ．分别在两边钩码下再增加一个相同钩码B ．左边减少1个钩码，右边减少2个钩码C ．两边钩码均向支点移动相同的距离D ．左边钩码向左移1.5cm ，右边钩码向右移1cm【答案】D【解析】【详解】设一个钩码的重力为G ，左边钩码到支点的距离为3l ，因为杠杆正处于水平平衡，所以由杠杆平衡条件可得233G l G l ⨯=⨯右，解得2l l =右，即右边钩码到支点的距离为2l ；A ．若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码，则3342G l G l ⨯≠⨯，此时杠杆不再平衡，不符合题意；B ．若左边减少1个钩码，右边减少2个钩码，则32G l G l ⨯≠⨯ ，此时杠杆不再平衡，不符合题意；C ．若两边的钩码均向支点移动相同的距离l ，则223G l G l ⨯≠⨯，此时杠杆不再平衡，不符合题意；D ．若左边钩码向左移1.5cm ，右边钩码向右移1cm ，则2(3 1.5)3(21)G l G l ⨯+=⨯+，此时杠杆平衡，符合题意。

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．F 1、F 2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 F 1由 150N 逐渐变大B ．乙方式 F 2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F 1 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．如图所示，杠杆在水平状态保持静止，要使弹簧测力计的示数变为原来的12，下列措施中可行的是A．去掉三个钩码B．把钩码向左移动2小格C．把钩码向右移动2小格D．把弹簧秤测力计向左移动2小格【答案】B【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，4G×4L＝F2×8L，解得F2＝2G，要使弹簧测力计的示数变为原来的12，即F2＝G。

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力【答案】C【解析】【分析】【详解】由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项ABD都不正确，故答案为 C.2．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。

3．有一平衡的不等臂杠杆，下面哪种情况下杠杆仍能平衡：（）A．使动力、阻力的大小减少相同的数值B．使动力、阻力的大小增加相同的数值C．使动力臂、阻力臂增加相同的长度D．使动力、阻力的大小增加相同的倍数【答案】D【解析】【详解】不等臂杠杆平衡时，满足F1l1=F2l2，l1≠l2，F1≠F2。

A．使动力、阻力的大小减少相同的数值F时，由Fl1≠Fl2可知，(F1−F)l1≠(F2−F)l2，故A不符合；B．使动力、阻力的大小增加相同的数值F时，由Fl1≠Fl2可知，(F1+F)l1≠(F2+F)l2，故B不符合；C．使动力臂、阻力臂增加相同的长度L时，由F1L≠F2L可知，F1(L+l1)≠F2(L+l2)，故C不符合；D．使动力、阻力的大小增加相同的倍数时，由F1l1=F2l2可知，nF1×l1=nF2×l2，故D正确。

故选D。

4．如图所示为一轻质杠杆。