2020-2021中考物理复习杠杆平衡专项易错题含答案解析

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，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339G l Gl⨯=A．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428G l Gl⨯=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339G l Gl⨯=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313G l Gl⨯=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，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。

故选B。

3．AC硬棒质量忽略不计，在棒的B、C两点施加力F1、F2，F2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。

4．如图所示，一根均匀木尺放在水平桌面上，它的一端伸出桌面的外面，伸到桌面外面的部分长度是木尺长的14，在木尺末端的B 点加一个作用力F ，当力F =3N 时，木尺的另一端A 开始向上翘起，那么木尺受到的重力为（ ）A ．3NB ．9NC ．1ND ．2N【答案】A【解析】【分析】设直尺长为l ，如图所示：从图示可以看出：杠杆的支点为O ，动力F =3N动力臂OB =14l 阻力为直尺的重力G ，阻力臂CO =12l -14l =14l 由杠杆平衡的条件得F ×OB =G ×OC3N×14l = G ×14l G =3N故选A 。

5．要使图中的杠杆平衡，分别用F A 、F B 、F C 的拉力，这三个力的关系应是A ．F A ＞FB ＞F CB ．F A ＜F B ＜FC C ．F A ＞F C ＞F BD ．F A =F B =F C【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1122F L F L 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 ．6．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。

7．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F 1l 1=F 2l 2，l 1≠l 2，F 1≠F 2。

A ．使动力、阻力的大小减少相同的数值F 时，由Fl 1≠Fl 2可知，(F 1−F )l 1≠(F 2−F )l 2，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。

8．如图所示，用轻质材料制成的吊桥搭在河对岸．一个人从桥的左端匀速走到桥的右端，桥面始终是水平的，不计吊桥和绳的重力，人从吊桥左端出发时开始计时．则人在吊桥上行走过程中，吊桥右端所受地面支持力F与人行走时间t的关系图像是( )A．B．C．D．【答案】B【解析】【详解】吊桥相当于一个杠杆，以吊桥的左端为支点，人从吊桥左端出发，匀速走到桥的右端，杠杆受到人的压力（阻力）等于人的重力，动力臂为OA=L，杠杆受到物体的压力（阻力）F′=G，阻力臂为OB =vt，因为杠杆平衡，所以满足F×OA=F′×OB=G×vt，即：F×L=G×vt，GvtFL由此可知，当t=0时，F=0．当t增大时，F变大，F与人行走时间t是正比例关系，故图象B 正确，符合题意为答案．9．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，AO BO =，不计杠杆重力，则1m 、2m 的关系为A ．12m m >B ．12m m =C ．12m m <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：1122F L F L =可知，1122G L G L =1122m gL m gL =即1122m L m L =因为力与相应的力臂成反比关系，从图中可以看出力臂12L L ＞，所以物体的重力12G G ＜，即12m m ＜，故选C 。

10．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F 1L 1=F 2L 2可知，动力变小，故选D 。

11．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。

12．如图甲，轻质杠杆AOB 可以绕支点O 转动，A 、B 两端分别用竖直细线连接体积均为1000cm 3的正方体甲、乙，杠杆刚好水平平衡，已知AO :OB =5:2；乙的重力为50N ，乙对地面的压强为3000Pa ．甲物体下方放置一足够高的圆柱形容器，内装有6000cm 3的水(甲并未与水面接触)，现将甲上方的绳子剪断，甲落入容器中静止，整个过程不考虑水溅出,若已知圆柱形容器的底面积为200cm 2，则下列说法中正确的是（ ）A ．杠杆平衡时，乙对地面的压力为50NB ．甲的密度为2×103kg/m 3C ．甲落入水中静止时，水对容器底部的压强比未放入甲时增加了400PaD ．甲落入水中静止时，水对容器底部的压力为14N【答案】C【解析】【分析】【详解】A ．乙的边长L 乙333=1000cm V 乙，乙的底面积S 乙= L 乙2=（0.1m ）2=0.01m 2，杠杆平衡时，乙对地面的压力F 乙=p 乙S 乙=3000Pa×0.01m 2=30N ，故A 错误；B ．地面对乙的支持力和乙对地面的压力是相互作用力，地面对乙的支持力F 乙支持= F 乙=30N ，B 端受到的拉力F B =G 乙-F 乙支持=50N-30N=20N ，由杠杆的平衡条件可知G 甲OA =F B OB ，G 甲=B 2=20N 5OB F OA ⨯⨯=8N ， 甲的密度 ρ甲=-638N ==10N/kg 100010mm G V gV ⨯⨯甲甲甲甲=0.8×103kg/m 3故B 错误；C ．因为ρ甲＜ρ水，甲落入水中静止时，处于漂浮状态，F 浮甲=G 甲=8N ，排开水的体积V 排甲=338N 110kg/m 10N/kgF g ρ=⨯⨯浮甲水=8×10-4m 3， 甲落入水中静止时水面上升的高度Δh =-43-42810m =20010m V S ⨯⨯排容=0.04m ， 水对容器底部的压强比未放入甲时增加了Δp=ρg Δh =1×103kg/m 3×10N/kg×0.04m=400Pa ，故C 正确；D ．原来容器中水的深度h =326000cm =200cm V S 水容=30cm=0.3m ， 甲落入水中静止时，水的深度h 1= h +Δh =0.3m+0.04m=0.34m ，甲落入水中静止时，水对容器底部的压强p 1=ρgh 1=1×103kg/m 3×10N/kg×0.34m=3400Pa ，甲落入水中静止时，水对容器底部的压力F = p 1S 容=3400Pa×200×10-4m 2=68N ，故D 错误．13．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 。