2018中考物理试题分类汇编专题13杠杆及其平衡条件含解析.docx

专题13 杠杆及其平衡条件 一选择题（共22小题） 1（2018贵阳）人们应用不同的简单机械来辅助工作，正常使用下列简单机械时说法正确的是（） A筷子可以省距离 B所有剪刀都一定省力 C定滑轮可以省力 D撬棒越短一定越省力 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。从而判断选项正误。 【解答】解： A、用筷子夹菜时，动力臂小于阻力臂，所以是一个费力杠杆，费力但省距离，故A正确； B、剪铁皮用的剪刀，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； 理发用的剪刀，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； 所以，剪刀有省力的，也有费力的，故B错误； C、定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力，故C错误； D、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；在其它条件不变时，省力的多少取决于动力臂的长短，撬棒越短动力臂越小，越费力，故D错误。 故选：A。 2（2018广西）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 【分析】在测力计转动过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，根据杠杆的平衡条件分析拉力F与其力臂的乘积变化情况。 【解答】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。 故选：C。 3（2018湘西州）如图所示，大熊和小熊坐跷跷板。如果它们脚不着地，跷跷板在水平位置保持平衡时，下列说法正确的是（）A大熊和小熊的重力相等 B大熊和小熊到支点的距离相等 C他们各自的重力与各自的力臂的乘积相等 D以上说法都正确 【分析】由图可知，大熊和小熊重力关系，根据杠杆的平衡条件可知它们重力与各自力臂的乘积关系，从而可知它们到支点的距离大小关系。 【解答】解： A、由图可知，大熊重力应大于小熊的重力，故A错误； BCD、由题知，它们脚不着地，跷跷板在水平位置保持平衡，由杠杆的平衡条件知，它们各自的重力与各自的力臂的乘积相等，故C正确； 熊对跷跷板压力大小等于各自的重力，所以大熊的力臂小于小熊的力臂，即它们到支点的距离不相等，故B错误； 综上所述D错误。 故选：C。 4（2018潍坊）如图所示，杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将（）A左端下降 B右端下降 C仍然平衡 D无法判断 【分析】利用杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，左右分别判断看是否平衡。 【解答】解：图中杠杆处于平衡状态，设一个钩码的重为G，杠杆上一格的长度为L，根据杠杆平衡条件可得：2G3L=3G2L； 如果杠杆两侧的钩码各减少一个，则： 左边力与力臂的乘积：1G3L， 右边力与力臂的乘积：2G2L， 由于此时右边力与力臂的乘积较大，所以右端下降。 故选：B。 5（2018邵阳）如图所示的杠杆，动力F的力臂是（）AOD BOF COA DOC 【分析】力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离；据此对照各图逐一进行分析即可解答。 【解答】解：力臂是指从支点到力的作用线的距离；由图可知，动力F的作用线沿FC方向，OC垂直CF，则动力F的力臂是线段OC。 故选：D。 6（2018长春）悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且AB=BO=OC下列判断正确的是（）AFAG BFB=G CFCG DFBFC 【分析】根据杠杆的平衡条件分析出最小的力，然后画出最小的力的示意图，根据各个力臂的关系判定力的大小。 【解答】解：在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小；若力施加在A点，当OA为动力臂时，动力最小为FA；若力施加在B点，当OB为力臂时动力最小，为FB；C若力施加在C点，当OC为力臂时，最小的力为FC，从支点做阻力的力臂OB，如图所示： ； 阻力和阻力臂的乘积不变；由图可知： FA的力臂AOOB，根据杠杆的平衡条件可知，FAG，故A错误； FB的力臂BOOB，根据杠杆的平衡条件可知，FBG，故B错误； FC的力臂COOB，根据杠杆的平衡条件可知，FCG，故C正确； FB的力臂BO=OC，根据杠杆的平衡条件可知，FB=FC，故D错误； 故选：C。 7（2018齐齐哈尔）如图所示的用具，在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是（） A B C D 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解： A、图示剪刀，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； B、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； C、图示剪刀，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； D、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 故选：C。 8（2018金华）如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重为0.5牛），下列说法正确的是（） A 实验前出现如图所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调 B 如图，在AB处各增加一个钩码，杠杆仍然能保持平衡 C 如图，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大 D 如图，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛 【分析】（1）探究杠杆平衡条件之前首先要调节杠杆在水平位置平衡，螺母向上翘的一端移动； （2）原来杠杆平衡，是因为两边的力和力臂的乘积相等，现在各加一个同样的钩码，就要看现在的力和力臂的乘积是否相等，据此分析得出结论； （3）根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力；当拉力F向右倾斜时，保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大； （4）图中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。 【解答】解： A、由图可知，杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向右端移动，故A错误； B、设一个钩码重为G，一格的长度为L， 原来：3G2L=2G3L，杠杆平衡； 在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码，现在：4G2L3G3L，所以杠杆不再平衡，杠杆的右端下沉，故B错误； C、图中弹簧测力计从a位置转到b，此时拉力F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，即测力计的示数变大，故C正确； D、若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件可得：F2L=3G4L， 解得测力计的示数：F=6G=60.5N=3N； 利用如图所示装置进行探究，杠杆的重力不能忽略，且杠杆的重心在杆的中点（杠杆的重心没有通过支点），杠杆的重力与钩码的重力都会使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N，故D错误。 故选：C。 9（2018聊城）人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定（）A大于5kg B大于49N C小于49N D等于49N 【分析】首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，并结合力臂的概念进行分析。 【解答】解：A、力的单位是N，质量的单位是kg，题目是求力的大小，不能用kg左单位，故A错误； BCD、由图知，物体的重力为G=mg=5kg9.8N/kg=49N； 肱二头肌的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，支点在肘，如图所示：所以动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件： F1L1=F2L2 因为L1L2 所以F1F2 即肱二头肌收缩所承受的力一定大于49N故B正确，CD错误。 故选：B。 10（2018临沂）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 【分析】（a）图杠杆是平衡的，原因是两边的力和力臂的乘积相等，（b）图分别加挂一个等重的物体后，分析两边的力和力臂的乘积是否还相等，据此判断丁图的杠杆是否还平衡。 【解答】解： AB、设一个钩码重为G，杠杆一格长为L，（a）图杠杆平衡是因为：2G2L=G4L； （b）图分别加挂一个等重的物体后（为便于研究，设物体的重也为G）， 左边力与力臂的乘积：3G2L， 右边力与力臂的乘积：2G4L， 因为3G2L2G4L，即右边力与力臂的乘积较大， 所以杠杆不能平衡，右端下沉；故A正确，B错误； CD、若想让杠杆能够平衡，可以将左端的物体向左移动，从而增大左边的力臂，使左边的力与力臂的乘积等于右边的力与力臂的乘积，故C错误； 若想让杠杆能够平衡，可以在左端再加挂一个物体，左边的力变大，使左边的力与力臂的乘积等于右边的力与力臂的乘积，故D错误。 故选：A。 11（2018黑龙江）如图所示的简单机械中一定费力的是（） A 起瓶器 B 撬棒 C 羊角锤 D 钓鱼竿 【分析】结合图片和生活经验，找出支点，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解： A、起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误； B撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误； C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误； D、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D正确。 故选：D。 12（2018遂宁）小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N下列说法中正确的是（）A要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力 B他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功 C他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力 D油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力 【分析】（1）根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向，然后利用几何关系求出力臂，再利用平衡条件求出最小拉力的大小。 （2）根据做功的条件分析； （3）根据二力平衡分析； （4）根据平衡力的条件分析。 【解答】解： A、作用在B点的力，要使油桶C点稍离地面，必须以C点为支点，则BC作为动力臂最长，此时动力也最小，最省力， 此时动力为F，阻力为G=2000N，动力臂L1=50cm，阻力臂L2=CD=30cm=15cm， 由于F1L1=F2L2，则最小拉力F=600N，故A正确。 B、他用水平力没推动油桶，没在力的方向上通过距离，故不做功，故B错误； C、他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力，故C错误； D、地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故D错误。 故选：A。 13（2018海南）如图所示，下列工具在使用中属于省力杠杆的是（） A 筷子 B 钓鱼竿 C 钢丝钳 D 食品夹 【分析】结合图片和生活经验，找出支点，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解： A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错； B、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B错； C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确； D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D错。 故选：C。 14（2018河南）下列工具中，使用时属于费力杠杆的是（） A 羊角锤 B 筷子 C 瓶盖起子 D 天平 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解：A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； C、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； D、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆。 故选：B。 15（2018连云港）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（）AF1F2 BF1F2 CF2G DF1=G 【分析】由题知，O为支点，当阻力、阻力臂不变时，由杠杆的平衡条件知：动力和动力臂的乘积一定，当动力臂较大时，动力将较小；动力臂较小时，动力将较大。因此先判断出F1、F2的力臂大小，即可判断出两力的大小关系从而比较出F1、F2与G的关系。 【解答】解： AB、设动力臂为L2，杠杆长为L（即阻力臂为L）； 由图可知，F2与杠杆垂直，因此其力臂为最长的动力臂，由杠杆平衡条件可知F2为最小的动力，则FlF2，故A错误，B正确； CD、用力F2使杠杆在水平位置保持平衡时， 由杠杆平衡条件可得：F2L2=GL， 由图知L2L， 所以F2G；故C错误； 因为FlF2，F2G， 所以FlF2G，故D错误。 故选：B。 16（2018上海）能使杠杆OA水平平衡的最小力的方向为（）AAB BAC CAD DAE 【分析】根据杠杆平衡的条件，F1L1=F2L2，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。 【解答】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。 17（2018福建）墨经最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权“重” 表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是（）A“权”小于“重”时，A端一定上扬 B“权”小于“重“时，“标”一定小于“本” C增大“重”时，应把“权”向A端移 D增大“重”时，应换用更小的“权” 【分析】杆秤实际是以提纽为支点的杠杆，利用杠杆平衡条件分析力或力臂的变化。 【解答】解：根据杠杆平衡条件知， 权标=重本。 A、“权”小于“重”时，“本”确定，但“标”是可以改变的，所以A端不一定上扬。故A错误； B、“权”小于“重“时，由“权标=重本”知，“标”一定大于“本”。故B错误； C、增大“重”时，“权”和“本”不变，由“权标=重本”知，“标”会增大，所以把“权”向A端移。故C正确； D、增大“重”时，“本”不变，由“权标=重本”知，可以增大“标”，或增大“权”。故D错误。 故选：C。20 20