2020-2021中考物理杠杆平衡综合经典题含答案

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，一个长方体木箱，重心在它的几何中心，其高度为H 、正方形底面的边长为L 、重为G 。

想把这个木推倒（木箱较重，不会移动），在其中部的中心最初施加一个水平推力大小是（ ）A ．2GHL B ．GH L C ．HL GD ．GL H【答案】D【解析】【分析】【详解】由图示可知，把这个木箱推倒，它右下端与地面的接触点是支点，当小孩水平推木箱时，力臂为2H ，阻力为木箱的重力，阻力臂为2L ，如图所示：根据杠杆的平衡条件可得G ×2L =F ×2H F =GL H故选D 。

3．用图示装置探究杠杆平衡条件，保持左侧的钩码个数和位置不变，使右侧弹簧测力计的作用点 A 固定，改变测力计与水平方向的夹角 θ，动力臂l 也随之改变，所作出的“F -θ”图象和“F -l ” 图象中，正确的是A ．B ．C ．D ．【答案】C【解析】【详解】A ．动力F 和θ的关系，当F 从沿杆方向（水平向左）→垂直于杆方向（与水平方向成90°）→沿杆方向（水平向右），由图可知，F 对应的动力臂l =OA ×sinθ，动力臂l 先变大后变小，则动力F 先变小后变大，所以A 错误；B ．当θ等于90°时，动力臂最大，动力最小但不为零，所以B 错误；CD ．根据杠杆平衡条件Fl =F 2l 2可得：F =22F l l，由于F 2、l 2不变，则F 和l 成反比，故C 正确，D 错误。

4．小明做探究杠杆平衡条件的实验时将手中的5个钩码挂成了如图所示的情况，则（ ）A ．由图可以得到杠杆平衡条件为F 1L 1=F 2L 2B ．小明在F 1和F 2的下方各再挂一个钩码杠杆仍能平衡C ．小明取下F 1下的一个钩码并将F 2的钩码取下杠杆仍能平衡D ．小明取下F 2下的钩码并将F 3的钩码向右移至20cm 处杠杆仍能平衡【答案】D【解析】【分析】【详解】A ．假设一个钩码的重力为GF 1=2G ，F 2=G ，F 3=2G各力力臂为L 1=20，L 2=10，L 3=15F 1L 1=2G ⨯20=40GF 2L 2=G ⨯10=10GF 3L 3=2G ⨯15=30G杠杆平衡的条件为F 1L 1=F 2L 2+F 3L 3故A 不符合题意；B ．在F 1和F 2的下方各再挂一个钩码后F 1L 1=3G ⨯20=60GF 2L 2=2G ⨯10=20GF 3L 3=2G ⨯15=30GF 1L 1>F 2L 2+F 3L 3杠杆失去平衡，故B 不符合题意；C ．取下F 1下的一个钩码并将F 2的钩码取下后F 1L 1=G ⨯20=20GF 2L 2=0F 3L 3=2G ⨯15=30GF 1L 1<F 2L 2+F 3L 3杠杆失去平衡，故C 不符合题意；D ．取下F 2下的钩码并将F 3的钩码向右移至20cm 处后F 1L 1=2G ⨯20=40GF 2L 2=0F 3L 3=2G ⨯20=40GF 1L 1=F 2L 2+F 3L 3杠杆重新平衡，故D 符合题意。

故选D 。

5．如图所示，小明利用一根长为L 的扁担挑水，他在扁担的左端挂上质量为m 1的水桶，在右端挂上质量为m 2的水桶，右手扶着扁担右侧。

已知m 1> m 2 ，不计扁担自重，下列说法正确的是（ ）A ．若要右手不使力，小明的肩应靠近扁担左端B ．若要右手不使力，小明的肩应靠近扁担右端C ．小明的肩位于扁担中点时，右手需要给扁担施加向上的力D ．扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强越小【答案】A【解析】【分析】【详解】AB ．扁担在左端挂了m 1的水桶，右端挂了m 2的水桶，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件1122F L F L =可知，若要扁担平衡右手不使力，人的肩膀应靠近扁担左端，故A 正确，B 错误；C ．小明的肩位于扁担中点时，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件1122F L F L =可知，左端下沉，为了使扁担在水平位置平衡，右手需要给扁担施加向下的力，故C 错误；D ．根据压强的公式F p S=可知，压力一定时，扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强越大，故D 错误。

故选A 。

6．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2332G l G l ⨯=⨯A ．两侧钩码同时向外移一格,左边为248G l Gl ⨯=右边为339G l Gl ⨯=89Gl Gl <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224G l Gl ⨯=右边为313G l Gl ⨯=34Gl Gl <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339G l Gl ⨯=右边为428G l Gl⨯=89Gl Gl<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339G l Gl⨯=右边为339G l Gl⨯=99Gl Gl=杠杆平衡，故D项符合题意。

故选D。

7．如图所示，用不同的机械匀速提升同一物体时，最省力的是（不计机械自重和摩擦）（）A．B．C．D．【答案】D【解析】【分析】【详解】如图所示，物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则各图的力F大小分别如下：A．图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F1=2G；B．图中为斜面，在直角三角形中，30°角所对的直角边h为斜边s的一半，不计机械自重和摩擦，总功与有用功相等，则F2s=Gh所以212 hF G Gs== C．图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轮上，则312F G = D ．图中为杠杆，O 为支点，动力臂为3l ，阻力臂为l ，由杠杆平衡条件可得F 4×3l =Gl即413F G = 由此可得，最省力的为F 4。

故选D 。

8．如图，轻质杠杆可绕O 点转动（不计摩擦）．A 处挂着一重为80N 、底面积为500cm 2的物体G ．在B 点施加一个垂直于杆的动力F 使杠杆水平平衡，且物体G 对地面的压强为1000Pa ，OB =3OA ．则B 点的拉力F 的大小为A ．50NB ．30NC ．10ND ．90N【答案】C【解析】【分析】【详解】 地面对物体G 的支持力21000Pa 0.05m 50N F F ps ===⨯=压支物体G 对杠杆的拉力A 80N 50N 30N F G F =-=-=支已知OB =3OA ，由杠杆平衡的条件A F F OB OA ⨯=⨯可得：A 1=30N =10N 3F OA F OB ⨯=⨯． 故选C ．9．如图为搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G 为1 000 N （车架所受重力忽略不计），独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F 的大小为 （ ）A ．200 NB ．300 NC ．400 ND ．500 N【答案】B【解析】【分析】【详解】由平衡条件可知 12Gl Fl =则 121000N 0.3=300N mGl F l ⨯==ｍ１ 故选B 。

10．AC 硬棒质量忽略不计，在棒的B 、C 两点施加力F 1、F 2，F 2的方向沿OO'线，棒在图所示位置处于静止状态，则（ ）A ．F 1<F 2B ．F 1=221s F s C ．F 1力臂等于s 1D ．F 2方向沿OO '线向上【答案】D【解析】【详解】AC ．由图知，F 2的方向沿OO ′线，其力臂最长，为s 2；而F 1的方向竖直向下，所以其力臂L 1是从A 点到F 1的垂线段，小于s 1，更小于s 2， 由F 1L 1=F 2L 2知，L 1＜s 2，所以F 1一定大于F 2，故AC 不符合题意；B ．由F 1L 1=F 2L 2知，F 1L 1=F 2s 2，即 2211F s F L故B 不符合题意； D ．已知F 1的方向是竖直向下的，为保持杠杆平衡，F 2的方向应该沿OO′向上，故D 符合题意。

11．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l 1，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l 2，由于缓慢转动，视为受力平衡，则由杠杆平衡公式可得Fl 1=Gl 2由于等式右端重力G 不变，l 2逐渐变大，则乘积逐渐变大，等式左端l 1不变，则可得F 逐渐变大，故选C 。

12．如图所示，七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来，每块砖的长度均为L ，为保证砖块不倒下，6号砖块与7号砖块之间的距离S 将不超过 （ ）A ．3115LB ．2LC ．52LD ．74L 【答案】A【解析】【分析】因两部分对称，则可只研究一边即可；1砖受2和3支持力而处于平衡状态，则可由力的合成求得1对2的压力；而2砖是以4的边缘为支点的杠杆平衡，则由杠杆的平衡条件可得出2露出的长度，同理可求得4露出的长度，则可求得6、7相距的最大距离。