【备战】中考物理专项训练 杠杆中最小力的问题(含解析)
备战中考物理压轴题专题复习——杠杆平衡附答案解析
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，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，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。
(2020物理中考备考)微专题 四动态杠杆(知识讲解和中考真题训练)
（2020物理中考备考）微专题四动态杠杆（中考真题训练）专题概述杠杆是每年初中物理中考中考的频率比较高的内容，这类实验探究题也是中考高频考题之一，近年来动态杠杆问题在中考中出现的频率也较高，因此这部分内容显得尤为重要。
本专题涉及的最小力问题、力或力臂变化问题、杠杆再平衡问题是近几年中考考查的热点。
方法指导1. 力或力臂变化问题：利用杠杆平衡条件F1l1＝F2l2和控制变量法，抓住不变量，分析变量之间的关系．2. 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，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支点连线垂直的使杠杆转动的方向．3.杠杆再平衡问题：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．分类练习类型1 力、力臂变化问题1. (2019，重庆B卷)如图所示，在“探究杠杆平衡条件”实验中，弹簧测力计从位置A逆时针转到位置B，杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将(A)A．变大 B．变小C．不变 D．不能确定2、（2019四川南充市）如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将（）A．变大B．不变C．变小D．不能确定类型2 最小力问题1. (2019，常州)杠杆OAB可绕O点自由转动，为使杠杆在如图所示位置保持平衡，请画出施加于B点的最小动力F(保留作图痕迹)．2.(2019，南充)如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA 从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将(A)A．变大 B．不变C．变小 D．不能确定3.（2019 四川泸州市）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。
2020-2021备战中考物理压轴题之杠杆平衡条件的应用问题(备战中考题型整理,突破提升)含答案
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．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2332⨯=⨯G l G lA．两侧钩码同时向外移一格,左边为⨯=G l Gl248右边为⨯=339G l GlGl Gl<89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⨯=G l Gl224右边为313⨯=G 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⨯=G l Gl339右边为⨯=G l Gl428<Gl Gl89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 。
2．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 1 D ．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。
2020-2021备战中考物理与杠杆平衡有关的压轴题含答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，AOB 为一杠杆，O 为支点，杠杆重不计，AO =OB ．在杠杆右端A 处用细绳悬挂重为G 的物体，当AO 段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B 端施加最小的力为F 1；当BO 段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B 端施加最小的力为F 2，则A ．F 1<F 2B ．F 1>F 2C ．F 1=F 2D ．无法比较【答案】B【解析】【分析】【详解】（1）当AO 段处于水平位置时，如左图所示最省力，∵F 1l OB =Gl OA∴F 1=OAOBGll =G ；（2）当OB 段处于水平位置时，如右图所示最省力，∵F 2l OB =Gl OC∴F 2=OCOC OB OBGlG l l l ⨯=∵l OC ＜l OB∴F 2＜G∴F 1＞F 2；故选B ．2．如图所示，轻质杠杆OA的B点挂着一个重物，A端用细绳吊在圆环M下，此时OA恰成水平且A点与圆弧形架PQ的圆心重合，那么当环M从P点逐渐滑至Q点的过程中，绳对A端的拉力大小将（）A．保持不变B．逐渐增大C．逐渐减小D．先变小再变大【答案】D【解析】【详解】作出当环M位于P点、圆弧中点、Q点时拉力的力臂l1、l2、l3如下由图可知，动力臂先增大，再减小，阻力与阻力臂不变，则由杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知，拉力先变小后变大，故选D。
3．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：1 22 1L OB L OA==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111400N200N22F 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+50N150N22F 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F2的功率是：P=F2v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%400N50NW GhW Gh G hη=⨯⨯⨯≈++有用总轮故D正确．4．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。
备战中考：物理杠杆作图问题专项突破训练讲义
备战中考：物理杠杆作图问题专项突破训练讲义专题：杠杆作图考点一动力（动力臂）、阻力（阻力臂）作图1．请画出如图中杠杆所受力的力臂。
【解析】图中杠杆的支点为O点，其中，杠杆受到了三个力的作用，根据力臂的定义分别画出其力臂，如图所示：2．用如图所示的夹子夹核桃，如果将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），请你选择在A点或B点施加一个能够把核桃夹裂的最小力F，并画出这个力的示意图。
【解析】夹开核桃时核桃受到的力大小是一定的，根据力的作用是相互的，核桃对夹子的阻力大小也是一定的，将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），阻力臂是一定的；由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，F2L2一定时，L1越长，F1越小；动力在B点时动力臂较长，所以在B点比A点省力，过B点垂直于OB，沿向下的方向画出最小力的示意图，如图所示：3．如图所示，拉杆式旅行箱可看成杠杆。
请画出拉杆箱在图示位置静止时受到重力的示意图和作用在A点的力F的力臂。
【解析】重力的方向是竖直向下的，过物体的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示；反向延长力F的作用线，由支点O向F的作用线做垂线，垂线段的长度为F的力臂L．如图所示：4．请在图中画出作用在A点的力F的力臂。
【解析】由图示可知，指甲刀有三根杠杆组成，手柄CBA的支点是B，反向延长动力F的作用线，然后从支点B向动力F的反向延长线作垂线段，即为作用在A点的力F的力臂L；如图所示：5．在图中分别画出杠杆处于平衡状态时F1和F2的力臂L1和L2。
【解析】找出支点，从O做F1的反向延长线的垂线段就是F1的力臂，从O做F2的反向延长线的垂线段就是F2的力臂。
如图所示：6．活塞式抽水机是农村经常使用的取水设备，图中AOB部分工作时可以看做杠杆，请你画出F1的力臂。
【解析】图中AOB部分工作时可以看做杠杆，支点为O，延长F1的作用线，从支点到力F1的作用线作垂线段，即可作出F1的力臂L1，如图所示：7．请在杠杆上画出动力F1的示意图和阻力F2的力臂L2。
备战2021中考物理高频重难点考点专题解读与训练专题10杠杆作图及计算含解析
学习资料专题10杠杆作图及计算力臂是初中物理中一个重要的知识点,是学习杠杆平衡的的一个重要概念,而杠杆平衡条件计算又是另一个重要考点。
在各省市中考中画力臂、利用杠杆平衡条件计算都是常常出现的考题。
一、力臂：1、力臂的定义：力臂是从支点到力的作用线的距离，不是从支点到力的作用点的距离。
2、力臂的物理意义是：表示作用在杠杆上的力的方向对杠杆转动效果的影响.3、作用在杠杆上的一个力的作用点不变，力的方向改变时，它的力臂一般要改变。
4、力臂可能与杠杆重合.二、画力臂的步骤：（1）找支点:具体的方法是“转一转"——不管杠杆是在静止时，还是在匀速转动时，设想杠杆在动力的作用下转动一个较小的角度，杠杆上瞬时不动的那个点就是支点。
(2）画力的作用线：在表示动力或阻力的线段上,根据实际需要,把线段正向或反向延长.（3)作垂线段：过支点作动力作用线或阻力作用线的垂线,支点和垂足的线段就是动力臂或阻力臂，并把它们用虚线表示,标出垂直符号。
（4）标长和短：用大括号把动力臂或阻力臂括上,在大括号的旁边标上动力臂的符号L 1或阻力臂的符号L 2.画力臂的口诀：一找点，二画线，三作垂线段，四标长和短。
三、画杠杆的“最小力"的技巧:（1）①画连线，连接支点与动力作用点(或离支点最远的点）；②作垂线，作连线的垂线；③标方向，确定力的方向．（2）作用在杠杆上力的大小,可以根据杠杆平衡条件进行判断：由F 1L 1＝F 2L 2得，动力2211F L F L ，动力臂L 1越长,动力F 1越小. 四、利用杠杆平衡条件计算:1、题型分析(1）已知F1、F2、L1、L2四个量中的三个计算第四个量,通过将F1l1＝F2l2变形，再直接带入求解即可。
(2）已知F2L2一定，分析F1与L1之间的关系，常常用来计算或画最小力，关键是找到最大动力臂:①当动力作用点确定后，支点到动力作用点的线段即为最大动力臂；②动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远,则这点到支点的距离即为最大动力臂.（3)杠杆原来平衡，改变其中的一个要素，判断杠杆能否平衡或如何平衡操作才能使杠杆平衡：关键看ΔF1L1（动力与动力臂乘积变化量)与ΔF2L2的（阻力与阻力臂乘积变化量)大小问题。
【备战】中考物理专项训练杠杆的动态平衡分析(含解析)
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：。
2020-2021备战中考物理杠杆平衡条件的应用问题(大题培优 易错 难题)附详细答案
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，AC硬棒质量忽略不计，在棒的B点悬挂一个重物，在棒的C点施加一个方向沿OO'的力F，棒在力F的作用下从水平位置被缓慢提升到图示位置。
则下列相关描述正确的是（）A．力F的方向沿OO'向下B．ABC是费力杠杆C．阻碍杠杆转动的力是悬挂在杠杆上的物体的重力D．在提升过程中，力F变小【答案】D【解析】【详解】A．F1对杠杆的拉力向下，则为了将杠杆抬起，力F的方向应沿OO'向上，故A错误；B．由于力F的方向应沿OO'向上，则动力臂为S2，阻力臂小于动力臂，则杠杆为省力杠杆，故B错误；C．与杠杆接触的是悬挂在杠杆上的绳子，则阻碍杠杆转动的力是绳子对杠杆的拉力，故C错误；D．在移动过程中，F1的力臂逐渐变小，拉力F力臂不变，则由杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知力F变小，故D正确。
故选D。
2．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W Gh 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。
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杠杆中最小力的问题一．选择题（共10小题）1．如图所示，用一根硬棒撬一块大石头，当在硬棒的A点上用竖直向下的力F1压硬棒，石头未能撬起，则在力的大小不变的情况下，下列措施中最有效地把石头撬起来的是（）A.把垫着的小石头移近大石头，且用力的方向改为F2所示的方向B.把垫着的小石头移远大石头，且用力的方向改为F2所示的方向C.把垫着的小石头移远大石头，且用力的方向仍为竖直向下，即F1所示方向D.把垫着的小石头移近大石头，且用力的方向仍为竖直向下，即F1所示方向2．如图所示的杠杆中，要提起重物最省力必须（）A.沿F1方向施力B.沿F2方向施力C.沿F3方向施力D.都一样3．如图所示杠杆，O是支点，中间挂一重物G，如果在杠杆的另一端M处施加一个力F使杠杆平衡，且要求所加的力要最小，则这个力（）A.应沿MP方向B.应沿MQ方向C.应沿MN方向D.可沿任意方向4．如图的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，为使杠杆水平平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是（）A.在水平方向用力F1最小B.在竖直方向用力F2最小C.在跟OA连线垂直的方向F3最小D.在各个方向上用力一样大5．图中F1、F2和F3是分别作用在杠杆上使之在图示位置保持平衡的力，其中的最小拉力是（）A.F1B.F2C.F3 D．三个力都一样6．如图所示，要使杠杆平衡，所用最小的作用力是（）A.F1B.F2C.F3D.F47．如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于（）A.600NB.400NC.200ND.150N8．如图所示，在四个方向用力都能把石头慢慢撬起，其中所需力最小的是（）A.F1B.F2C.F3D.F49．如图所示，手推车轮子的转向轴线OO′总是设计成不通过轮子的转轴a，其理由是（）A.为了便于转向B.为了节省材料C.为了减小摩擦D.为了美观10．如图所示，分别沿力F1、F2、F3的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（）A.沿F1方向的力最小B.沿F2方向的力最小C.沿F3方向的力最小D.三个力的大小相等二．填空题（共2小题）11．如图所示是活塞式抽水机在工作，请根据图中阻力F2的示意图，在A点画出最小动力F1的示意图及阻力臂L2.12．如图所示，硬质杠杆AOB上挂一重物G，O为固定支点，请你在杠杆AOB上作出使重物在图示位置静止时的最小力F及其力臂L.三．解答题（共10小题）13．如图所示在用羊角锤拔钉子时，若O为支点，画出在A点施加的最小力F的示意图及其力臂L.14．在西昌到成都的T8866次列车上，一乘务员需要把如图所示的手推车前轮推上一个小台阶，请画出他施加在把手E处的最小力F和其力臂L.15．如图，在B端加一最小的力F B，使杠杆平衡，画出此力的方向，并画出F A的力臂.16．如图甲所示为不锈钢折叠指甲剪及平面图，它使用时相当于两个杠杆，在图乙杠杆简化图中B、C两点确定支点．并用O标出，画出最小动力F1和阻力臂l2.17．如图所示，杠杆的N端挂一重物，在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡．试画出这个最小的动力F1、动力臂L1和杠杆受到的阻力F2.18．如图是一轻质杠杆，O是支点，为了使杠杆在此位置平衡，请画出在A点所施加的最小动力F及其力臂L.19．图中，根据杠杆的平衡条件作出拔钉子时所用的最小力F的示意图和它的动力臂l1.20．如图，请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力F1，并画出拉力F1的力臂L1.21．如图所示，一重为G的均匀杠杆，可绕O点上下转动，若让杠杆静止在图示位置，请画出作用在A点的最小作用力及杠杆所受重力的示意图.22．如图所示，画出使杠杆平衡的最小力的示意图（要求保留作图痕迹）.杠杆中最小力的问题参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．如图所示，用一根硬棒撬一块大石头，当在硬棒的A点上用竖直向下的力F1压硬棒，石头未能撬起，则在力的大小不变的情况下，下列措施中最有效地把石头撬起来的是（）A.把垫着的小石头移近大石头，且用力的方向改为F2所示的方向B.把垫着的小石头移远大石头，且用力的方向改为F2所示的方向C.把垫着的小石头移远大石头，且用力的方向仍为竖直向下，即F1所示方向D.把垫着的小石头移近大石头，且用力的方向仍为竖直向下，即F1所示方向考点：杠杆中最小力的问题；杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件．专题：作图题；推理法．分析：使用杠杆时，根据杠杆的平衡条件FL动=GL阻可得：F=，由此可知，阻力相同，阻力臂越短、动力臂越长，越省力，找出什么情况下动力臂最长、阻力臂最短，即最有效的方法．解答：解：如图，用硬棒撬大石头，把垫着的小石头移近大石头，这时阻力臂最短；沿F2的方向施加动力，动力臂为OA；沿F1的方向施加动力，动力臂为OB．由图可知沿F2的方向施加动力，动力臂最长．∵FL动=GL阻，∴F=，又∵撬同一块石头，阻力不变，∴把垫着的小石头移近大石头（阻力臂最短），且用力的方向改为F2所示的方向（动力臂最长）时最省力、最有效．故选A．点评：画出杠杆示意图，分析出何时动力臂最长、何时阻力臂最短是本题的关键．2．如图所示的杠杆中，要提起重物最省力必须（）A.沿F1方向施力B.沿F2方向施力C.沿F3方向施力D.都一样考点：杠杆中最小力的问题．专题：应用题；简单机械．分析：根据杠杆的平衡条件可知在动力臂和动力的乘积是一个定值时，力臂越长，作用力就越小，据此分析．解答：解：因为重物的重力和阻力臂一定，所以该杠杆的动力臂与动力的乘积是一个定值，则力臂越长，作用力就越小，所以在B点施加垂直于杠杆的力时，力臂为OB，此时力臂最长，即F2方向的力最小．故选B．点评：会根据杠杆平衡的条件分析作用在杠杆上最小的力．3．如图所示杠杆，O是支点，中间挂一重物G，如果在杠杆的另一端M处施加一个力F使杠杆平衡，且要求所加的力要最小，则这个力（）A.应沿MP方向B.应沿MQ方向C.应沿MN方向D.可沿任意方向考点：杠杆中最小力的问题．专题：简单机械．分析：由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．解答：解：根据图示可知，最长的动力臂为OM，所以沿垂直与OM的MQ方向最省力．故选B．点评：此题主要考查了杠杆中最小的力的问题，将所学的物理知识与生活实际联系在起来．4．如图的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，为使杠杆水平平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是（）A.在水平方向用力F1最小B.在竖直方向用力F2最小C.在跟OA连线垂直的方向F3最小D.在各个方向上用力一样大考点：杠杆中最小力的问题．专题：简单机械．分析：已知点A是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行判断．解答：解：因为A为动力作用点，O为支点，故OA为最长的动力臂，因此在A点施力F，当F的方向与OA垂直时最省力，即跟OA连线垂直的方向F3最小．故选C．点评：此题主要考查了学生对杠杆平衡条件的应用，要使动力最小，则力臂应最长，找到动力作用点A到支点O的最长动力臂是解决问题的关键．5．图中F1、F2和F3是分别作用在杠杆上使之在图示位置保持平衡的力，其中的最小拉力是（）A.F1B.F2C.F3D.三个力都一样考点：杠杆中最小力的问题；杠杆的平衡条件．专题：应用题；图析法．分析：本题主要考查两个知识点：（1）对力臂概念的理解：力臂是指从支点到力的作用线的距离．（2）对杠杆平衡条件（F1l1=F2l2）的理解与运用：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小．据此分析判断．解答：解：分别从支点向三条作用线做垂线，分别作出三条作用线的力臂，从图可知，∵三个方向施力，F2的力臂L OA最长，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，动力臂越长动力越小，∴F2最小（最省力）故选B．点评：本题的解题关键是：（1）通过作图比较出力臂的长短；（2）由杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论．6．如图所示，要使杠杆平衡，所用最小的作用力是（）A.F1B.F2C.F3D.F4考点：杠杆中最小力的问题．专题：简单机械．分析：支点为O，阻力和阻力臂不变，找出动力F1、F2、F3、F4的力臂，根据杠杆的平衡条件，动力臂最长的最省力，据此分析判断．解答：解：由图示可知，物体的重力是阻力，在图示位置平衡，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小，由图示可知，力F2的力臂L ON最大，由杠杆平衡条件可知，F2最小，最省力；故选B．点评：使用杠杆时，如果阻力和阻力臂相等，当动力臂最长（连接支点和动力作用点，并做连线的垂线，沿该方向施力动力臂最长）时，最省力．7．如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于（）A.600NB.400NC.200ND.150N考点：杠杆中最小力的问题；杠杆的平衡条件．专题：计算题；应用题；图析法；简单机械．分析：求撬动石块所用的最小力，就必须确定出最大动力臂和最小阻力臂．该杠杆可以有两个支点：D点和B点．①D点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时AD为动力臂，CD为阻力臂；②B点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时AC为动力臂，BC为阻力臂；显然第②种情况更省力，结合杠杆的平衡条件可求出答案．解答：解：①若以D点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时AD为动力臂，CD为阻力臂，如图：②若以B点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时AB为动力臂，BC为阻力臂，如图：由图知，AD＜AB，CD＞BC，所以②更省力；如上图，以B为支点，动力臂AB=1.8m，阻力臂BC=BD﹣CD=0.6m﹣0.4m=0.2m，由杠杆的平衡条件：F1×AB=F2×BC，得：F1×1.8m=1800N×0.2m，∴F1=200N．故选C．点评：本题考查了学生杠杆平衡条件的掌握和运用，正确找出符合条件的支点和动力方向是解答题目的关键．8．如图所示，在四个方向用力都能把石头慢慢撬起，其中所需力最小的是（）A.F1B.F2C.F3D.F4考点：杠杆中最小力的问题．专题：简单机械．分析：求杠杆最小力的问题，已知点A是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可．解答：解：（1）当以B为支点时，动力F1与杆垂直，动力臂最大，动力最小；（2）当以D为支点时，动力F2与杆垂直，动力臂最大，动力最小；比较以上两种情况，第二种情况动力臂最长，最省力．故选B．点评：在解决杠杆平衡条件时，经常遇到求最小力的情况，解此类题的关键是找到对应的最长的力臂．9．如图所示，手推车轮子的转向轴线OO′总是设计成不通过轮子的转轴a，其理由是（）A.为了便于转向B.为了节省材料C.为了减小摩擦D.为了美观考点：杠杆中最小力的问题．专题：简单机械．分析：车轮在转动时，需要一个使其转动的力矩，而力矩等于力与力臂的乘积，当力矩一定时，力臂越大，力越小．解答：解：由于力矩一定时，力臂越大，力越小；手推车轮子的转向轴线OO′若是设计成通过轮子的转轴a，此时的力臂非常小，需要的力就要大．因此，手推车轮子的转向轴线OO′总是设计成不通过轮子的转轴a，其理由是为了便于转向．故A正确，BCD错误．故选A．点评：本题考查力矩平衡的应用，会应用力矩平衡解释生活现象，本题具有一定的难度．10．如图所示，分别沿力F1、F2、F3的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（）A.沿F1方向的力最小B.沿F2方向的力最小C.沿F3方向的力最小D.三个力的大小相等考点：杠杆中最小力的问题．专题：定性思想；图析法．分析：支点为O，阻力和阻力臂相同，找出动力F1、F2、F3的力臂，根据杠杆的平衡条件，动力臂最长的最省力，据此分析判断．解答：解：如图，三个方向施力，阻力和阻力臂相等，∵三个方向施力，F2的力臂L OA最长，∴F2最小（最省力）故选B．点评：使用杠杆时，如果阻力和阻力臂相等，当动力臂最长（连接支点和动力作用点，并做连线的垂线，沿该方向施力动力臂最长）时，最省力．二．填空题（共2小题）11．如图所示是活塞式抽水机在工作，请根据图中阻力F2的示意图，在A点画出最小动力F1的示意图及阻力臂L2.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．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．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．解答：解：过O点作阻力F的垂线，即为阻力F2对支点O的力臂L2；动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A 点，过A点作OA的垂线垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如下图所示．点评：根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．12．如图所示，硬质杠杆AOB上挂一重物G，O为固定支点，请你在杠杆AOB上作出使重物在图示位置静止时的最小力F及其力臂L.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：首先明确杠杆的相关要素，再考虑要想使力最小，就得使据此选择力作用的位置及方向，最后作图表示出来．解答：解：图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F作用在A点，方向向左上方，此时力臂最大，然后由O点向力F的作用线做垂线，这就是最大的力臂L．如图所示：点评：在杠杆的作图中，首先要认清杠杆的相关要素，其次再根据怎样得到最大的力臂，才能找到最小的力的位置与方向．三．解答题（共10小题）13．如图所示在用羊角锤拔钉子时，若O为支点，画出在A点施加的最小力F的示意图及其力臂L.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，由此画图．解答：解：力臂越长越省力，最长的力臂即支点O与作用点A的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可．如图所示：点评：求最小的力是常见的题型，关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂．14．在西昌到成都的T8866次列车上，一乘务员需要把如图所示的手推车前轮推上一个小台阶，请画出他施加在把手E处的最小力F和其力臂L.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：要解决此题需要掌握力臂的画法：支点到力的作用线的距离．同时要掌握杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2．根据杠杆的平衡条件，力臂越长越省力．所以要找最小的力，应该首先确定最长的力臂．解答：解：由题意知，当前轮遇到障碍物时，售货员向下按扶把时，将以A为支点．所以从E到A点的距离为最长的力臂，然后做力臂的垂线，即为最小的力，如图所示：故答案为：如图所示．点评：此题通过日常生活中的常见问题，考查了杠杆平衡条件中最小力的确定．其中支点到作用点的距离即为最长的力臂．此题将所学的知识与实际生活相联系，很具有实际意义．15．如图，在B端加一最小的力F B，使杠杆平衡，画出此力的方向，并画出F A的力臂.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：由杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值时，当支点到力的作用点是力臂时，力臂最大，即OB是力臂时，动力是最小的．力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离．解答：解：由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，由图示可知，支点O与B的连线是最大动力臂，力与OB垂直时最小．反向延长拉力的作用线，然后过支点O作力的作用线的垂线段，用L表示，如图所示：点评：本题考查了最小力和力臂的画法．最小力的求法是利用了杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂．16．如图甲所示为不锈钢折叠指甲剪及平面图，它使用时相当于两个杠杆，在图乙杠杆简化图中B、C两点确定支点．并用O标出，画出最小动力F1和阻力臂l2.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：一根硬棒绕着固定点转动，这根据硬棒就叫杠杆，固定点就是支点；由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点C即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．解答：解：由甲图可知，杠杆ABC绕点B转动，所以B点为此杠杆的支点；力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点C的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力；由支点作阻力作用线的垂线，垂线段长就是阻力臂．如图所示：．点评：本题考查力臂画法和最小力的问题，关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂．17．如图所示，杠杆的N端挂一重物，在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡．试画出这个最小的动力F1、动力臂L1和杠杆受到的阻力F2.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：力臂是指从支点向力的作用线作垂线，垂线段即为力臂．根据公式F1L1=F2L2可以知道，力和力臂成反比，要想力最小，必须力臂最长，即作用在M 点时力F1最小，力的方向向右下方．解答：解：由图可知，O为支点，重物G对杠杆的拉力为阻力，方向竖直向下，由支点向阻力作用线引垂线即为阻力臂；OM为动力臂时，动力臂最长，力最小，过M点作出最小动力，方向向右下方，如图所示：点评：画力臂的方法是：找到点，找到线（力的作用线），由点向线作垂线即可．我们还可以用口诀来记：一找点（支点），二作线（力的作用线），点向线作垂线．18．如图是一轻质杠杆，O是支点，为了使杠杆在此位置平衡，请画出在A点所施加的最小动力F及其力臂L.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：根据杠杆的平衡条件，动力臂越长越省力，首先确定出最长的力臂，然后画出的示意图；由支点到力的作用点的距离是最长的力臂．解答：解：连接OA，则OA是最长的力臂，做OA的垂线，物体对杠杆的力使杠杆向时逆针方向转动，所以F应使其向顺时针方向转动，如图所示：点评：此题考查了有关力臂的画法和最小力的示意图的画法，要画出最小的力，关键是确定最长的力臂，即从支点到作用点的距离．19．图中，根据杠杆的平衡条件作出拔钉子时所用的最小力F的示意图和它的动力臂l1.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，由此画图．解答：解：力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可．如图所示：．点评：求最小的力是常见的题型，关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂．20．如图，请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力F1，并画出拉力F1的力臂L1.考点：杠杆中最小力的问题；力臂的画法．专题：简单机械．分析：由杠杆平衡的条件知，当阻力与阻力的力臂的积为定值时，动力臂最大时，动力是最小的，此时的动力臂是支点到动力的作用点的距离．解答：解：根据杠杆的平衡条件，动力F1最小时，其力臂最长，即从支点到动力作用点的距离OA最长；在A点做力臂OA的垂线，方向向上，即为最小动力F1，OA的长度即为该力的力臂，如图所示：．点评：力臂的画法应始终遵循从支点到力的作用线画垂线这一原则；找最小的力时则一定要遵循找最长的力臂这一原则．明确了这些才能按一定的作图规则将力或力臂表示出来．21．如图所示，一重为G的均匀杠杆，可绕O点上下转动，若让杠杆静止在图示位置，请画出作用在A点的最小作用力及杠杆所受重力的示意图.考点：杠杆中最小力的问题；重力示意图．专题：重力、弹力、摩擦力；简单机械．分析：（1）物体的重力竖直向下，重心在物体的几何中心；（2）要使杠杆使用最省力，应使其力臂最长．解答：解：物体的重心在其中心处，重力方向竖直向下；要使力最小应使力臂最长，图中以OA长为力臂是最长的力臂，从A点做OA垂线，方向向上即为作用在A点的最小力，如图所示：．点评：本题是有关重力示意图的画法及杠杆平衡力的应用，有关杠杆的最小力问题是难点，关键能够确定出最长的力臂，通常把支点到力的作用点距离当成力臂是最长的力臂．22．如图所示，画出使杠杆平衡的最小力的示意图（要求保留作图痕迹）.考点：杠杆中最小力的问题；力的示意图．专题：作图题．分析：要解决此题，首先要掌握杠杆的平衡条件，根据杠杆的平衡条件，动力臂越长越省力．所以需要找出杠杆的最长力臂，然后根据力臂的概念确定力的方向．解答：解：根据此杠杆的形状，从O点到此杠杆的最右端距离最大，这是最长的力臂．所以力作用在杠杆的最右端，根据力臂的概念确定力的方向．故答案为：点评：此题主要考查了杠杆最小力的画法．解决此类题目的关键是找出最长的力臂，然后根据力臂的概念确定力的方向．。