2020-2021备战中考物理复习杠杆平衡条件的应用问题专项易错题附答案解析

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一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1.能使杠杆OA水平平衡的最小力的方向为()
A.AB B.AC C.AD D.AE
【答案】A
【解析】
【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.由此分析解答.
【详解】
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.
【点睛】
在通常情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段就是最长力臂.
2.如图所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G,O为支点,在A端用力使杠杆平衡。

下列叙述正确的是()
A.此杠杆一定是省力杠杆B.沿竖直向上方向用力最小
C.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡D.此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.因为无法确定动力臂的大小,所以无法确定是哪种杠杆,故A错误;
B.沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力,故B错误;
C.沿OA方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故C错误。

D.因为杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故D正确。

故选D。

3.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F4
B.F1和F3
C.F2和F4
D.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。

4.如图所示,将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,
AO OB ,甲物体的底面积杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N,:1:3
为0.2m2,g取10N/kg。

下列说法正确的是()
A.甲物体对杠杆的拉力为10N B.杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N C.甲物体对水平地面的压强为750Pa D.水平地面对甲物体的支持力为60N
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
对物体甲受力分析,甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用,其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。

AB.根据杠杆平衡条件可知杠杆A端受到物体的拉力与OA的乘积等于乙给B端的拉力与OB的乘积相等,则有
A
3
30N90N
1
G OB
F
OA
==⨯=

即甲对杠杆的拉力为90N,杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,故AB项错误;
CD.甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为
A
150N90N60N
F F
G F
==-=-=

压支
则甲物体对水平地面的压强
2
60N
300Pa
0.2m
F
p
S
===



故C项错误,D项正确。

故选D。

5.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.F1<F2
B.F1=22
1
s F
s
C.F1力臂等于s1
D.F2方向沿OO'线向上
【答案】D
【解析】
【详解】
AC.由图知,F2的方向沿OO′线,其力臂最长,为s2;而F1的方向竖直向下,所以其力臂L1是从A点到F1的垂线段,小于s1,更小于s2,由F1L1=F2L2知,L1<s2,所以F1一定大于F2,故AC不符合题意;
B.由F1L1=F2L2知,
F1L1=F2s2,

2
211
F 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。

6.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 >F
B >F C
B
.F A <F B <F C C .F A >F C >F B D .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 .
故选C .
7.如图所示为一轻质杠杆。

机翼模型固定在直杆上,它们总重 6N ,直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。

同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。

下列说法中正确的是( )
A .测力计在a 位置时的示数为 1.5N
B .测力计从a 位置转到b 位置后,示数将会变小
C .测力计在a 位置时示数为Fa ,移至c 位置时示数为Fc ,则 Fa ∶Fc =4∶1
D .测力计在c 位置时,对模型水平向右吹风,示数将会变大
【解析】
【分析】
【详解】
A .我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力,右边受到的拉力定义为动力。

因为动力臂为阻力臂的14
,根据杠杆平衡条件1122Fl F l =我们可以知道,动力应为阻力6N 的4倍,即为24N ,A 选项错误,不符合题意; B .测力计a 位置时,动力臂等于支点到力的作用点的距离;当测力计在b 位置时,动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系,即测力计从a 位置转到b 位置,动力臂变小了。

根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道,在阻力与阻力臂均不变的情况下,动力臂减小,要使杠杆继续平衡,动力应该增大。

B 选项错误,不符合题意;
C .当测力计从a 位置转到c 位置时,动力臂变为原来的4倍。

由杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道,在阻力与阻力臂均不变的情况下,动力臂变为原来的4倍,要使杠杆继续平衡,动力应变为原来的14
,即Fa ∶Fc =4∶1。

C 选项正确,符合题意; D .对模型向右吹风,根据流体压强与流速的关系可以知道,模型会受到一个向上的升力,即杠杆左边受到的拉力会减小。

根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道,在力臂均不变的情况下,阻力减小了,要使杠杆继续平衡,动力也应减小。

D 选项错误,不符合题意。

故选C 。

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
【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,
Gvt
F
L
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.如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是()
A.将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D.将左右两边的钩码均向外移动一格
【答案】A
【解析】
【详解】
设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码的重是1N;
A.将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格,(4-2)N×3cm =3N×(4-2)cm,杠杆仍然平衡,故A符合题意;
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,由(4+1)N×3cm<(3+1)
N×4cm得,杠杆的右端下沉,故B不符合题意;
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变,由(4-1)N×3cm>(3-1)N×4cm 得,杠杆的左端下沉,故C不符合题意;
D.将左右两边的钩码均向外移动一格,由4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm得,杠杆的
左端下沉,故D 不符合题意。

10.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。

11.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。

如果在两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则( )
A .左端下降
B .右端下降
C .仍然平衡
D .无法判断
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查杠杆的平衡原理。

【详解】
杠杆的平衡原理是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。

图中,设一个钩码的重为G ,杠杆每一小格的长度为L ,则有G ∙4L =2G ∙2L ,若两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则杠杆的左边变成2G ∙4L =8GL ,右边变成3G ∙2L =6GL ,此时8GL >6GL ,所以左端下降,故A 符合题意,BCD 都不符合题意。

故选A 。

12.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
【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 ⋅=⋅

N 2B G F G OA F OB ⨯-+⨯=⨯⎡⎤⎣⎦动()
因为
3AB BO =
所以
2AO BO =

N 221B G F G F ⨯-+⨯=⨯⎡⎤⎣⎦动()

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 223
G 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。

故选C 。

13.如图,轻质杠杆上各小格间距相等,O 为杠杆中点,甲、乙是同种金属材料制成的实心物体,甲为正方体,乙重15N ,将甲、乙用能承受最大拉力为25N 的细线分别挂于杠杆上M 、Q 两刻线处时,两细线被拉直且都沿竖直方向,M 、Q 正好在甲、乙重心正上方,杠杆在水平位置平衡,这时甲对地面的压强为4000Pa ;当甲不动,把乙移挂至R 时,甲对地面的压强为3750Pa ,下列说法中正确的是( )
A .将甲挂在M 下,乙挂在Q 下,此时甲对地面的压力为45N
B .将甲挂于N 正下方,乙挂于S ,放手后甲被拉离地面
C .将甲挂在N 的下方,乙挂于R ,再将乙沿水平方向切去1/3,此时甲对地面的压强仍为3750Pa
D .将甲挂在M 正下方,乙挂于Q 再将甲沿竖直方向切去1/5,并将这1/5上挂在乙的下方,此时甲对地面的压强为2800Pa
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)利用杠杆平衡条件1122Fl F l =求出甲上方的绳上的拉力,再分析甲的受力情况,根据压强F p S =列出甲在两种情况下的压强,联立解答甲的重力;
(2)利用杠杆平衡条件判断是否再一次平衡,并利用平衡时的对应物理量根据F
p S
=计算. 【详解】
A .设甲的重力为G ,甲的底面积为S ,杠杆上1小格为l ,则根据杠杆平衡条件可得:
6215N 2F l G l l ⨯=⨯=⨯甲乙,
解得5N F =甲,此时甲对地面的压强为
5N 4000Pa F G p S S
-=
==; 同理可得:
6315N 3F l G l l '⨯=⨯=⨯甲
乙, 解得7.5N F '=甲
,此时甲对地面的压强为 7.5N 3750Pa F G p S S
'-'=
==; 两式联立解得:45N G =,此时甲对地面的压力为45N-5N=40N ,故A 错误; B .如果将甲挂于N 正下方,乙挂于S ,设地面对甲的支持力为1F ,此时,
()147G F l G l -⨯=⨯乙, ()145N 415N 7F l l -⨯=⨯
解得118.75N F =,则甲对地面仍有压力,故B 错误;
C .将甲挂于N 正下方,乙挂于R ,再将乙沿水平方向切去1/3,设地面对甲的支持力为
2F ,此时,
()214133G F l G l ⎛⎫
-⨯=-
⨯ ⎪⎝⎭
乙, ()2145N 4115N 33F l l ⎛⎫
-⨯=-
⨯⨯ ⎪⎝

, 解得237.5N F =,由A 中条件可知此时甲对地面的压强为3750Pa ,故C 正确; D .将甲挂在M 正下方,乙挂于Q 再将甲沿竖直方向切去1/5,并将这1/5上挂在乙的下方,设地面对甲的支持力为3F ,且假设甲的重心仍在M 正下方,此时,
3416255G F l G G l ⎛⎫⎛
⎫-⨯=+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
乙, 34145N 615N 45N 255F l l ⎛⎫⎛⎫⨯-⨯=+⨯⨯ ⎪
⎪⎝⎭⎝⎭
, 解得328N F =,由A 中条件可求出甲的底面积为
245N 5N
0.01m 4000Pa
S -=
=,
此时甲对地面的压强为
33228N 2800Pa 0.01m
F p S =
==, 而由于甲沿竖直方向切去1/5后,重心一定会发生水平移动,则其力臂不可能等于6l ,所以,此时甲对地面的压强也不可能等于2800Pa ,故D 错误. 【点睛】
本题综合考查杠杆平衡条件的应用和固体压强计算,同时运用到方程组的思想进行解答,要求学生们一方面熟悉杠杆平衡分析,另一方面计算能力一定要扎实.
14.小军利用如图所示的装置测量某液体的密度 ρ,他将同种材料制成的甲、乙两物块分别悬挂在轻质硬杆 AB 的两端,把甲浸没在待测液体中,调节乙的位置到 C 处时,硬杆 AB 恰好水平平衡。

已知:OC =2OA ,甲、乙的体积比为 13∶2,甲、乙两物块的密度为2.6g/cm 3。

不计硬杆 AB 的重力,则下列说法中正确的是( )
A .ρ=0.8×103kg/m 3
B .ρ=1.0×103kg/m 3
C .ρ=1.8×103kg/m 3
D .ρ=2.6×103kg/m 3 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
乙物体对杠杆的作用力为
=F G m g V g ρ==乙乙乙乙物
甲物体对杠杆的作用力为
=F G F V g V g V g V g ρρρρ=-=--甲甲甲甲甲浮物排物
杠杆平衡时
F OA F OC ⨯=⨯甲乙

V g V g OA V g OC ρρρ-⨯=⨯甲甲乙物物()
又知
2=132OC OA V V =甲乙∶∶,
解得
ρ=1.8×103kg/m 3
选项A 、B 、D 错误,不符合题意;选项C 正确,符合题意 故选C 。

15.C 点为硬棒AD 的重心,硬棒可绕A 点转动。

在棒的B 点施加力F 1,F 1的方向沿OO '线,棒在图所示位置处于静止状态。


A .F 1>G
B .F 1=
1
2
G s s C .重力的力臂等于S 1 D .F 1方向沿OO ′线向下
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由图像可得,A 点到F 1的距离为s 2,若令A 点到重力的距离为s 3,根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知
123F s G s ⨯=⨯
可以推出
3
12
s F G s =
由于
32s s >
可得
1F G >
故A 选项正确,符合题意,B 选项错误,不符合题意;
C .重力的力臂为支点A 到重力的距离,重力竖直向下,因此力臂为水平方向,故C 选项错误,不符合题意;
D .F 1与G 在支点同侧,重力方向竖直向下,所以F 1的方向应该向上,故D 选项错误,不符合题意。

16.如图所示,轻质均匀杠杆分别挂有重物G A 和G B (G A >G B ),杠杆水平位置平衡,当两端各再加重力相同的物体后,杠杆
A.仍能保持平衡
B.不能平衡,左端下沉
C.不能平衡,右端下沉
D.不能确定哪端下沉
【答案】C
【解析】
【详解】
杠杆原来在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为G A和G B,其对应的力臂分别为l A和l B,如图所示:
根据杠杆平衡条件可得:G A l A=G B l B;
已知G A>G B所以l A<l B,当两端各再加重力相同的物体后,设增加的物重为G,此时左边力和力臂的乘积:
(G A+G)⋅l A=G A l A+Gl A
右边力和力臂的乘积:
(G B+G)⋅l B=G B l B+Gl B
由于l A<l B,所以Gl A<Gl B;
所以:
G A l A+Gl A<G B l B+Gl B
即右边力和力臂的乘积较大,所以杠杆不能平衡,向右端下沉。

故选C。

17.如图所示,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布不均匀的木条AB 重24N,A、B是木条两端,O、C是木条上的两个点,AO=B0,AC=OC.A端放在托盘秤甲上,B端放在托盘秤乙上,托盘秤甲的示数是6N.现移动托盘秤甲,让C点放在托盘秤甲上.此时托盘秤乙的示数是()
A .8N
B .12N
C .16N
D .18N
【答案】C 【解析】 【分析】
在做双支点的题目时,求左边的力应以右边支点为支点,求右边的力应以左边支点为支点;本题A 端放在托盘秤甲上,以B 点支点,根据杠杆平衡条件先表示出木条重心D 到B 的距离,当C 点放在托盘秤甲上C 为支点,再根据杠杆平衡条件计算托盘秤乙的示数. 【详解】
设木条重心在D 点,当A 端放在托盘秤甲上,B 端放在托盘秤乙上时,以B 端为支点,托盘秤甲的示数是6N ,根据力的作用是相互的,所以托盘秤对木条A 端的支持力为6N ,如图所示:
由杠杆平衡条件有:FA AB G BD ⨯=⨯,即:624N AB N BD ⨯=⨯,所以:
4AB BD =,1
4
BD AB =
,当C 点放在托盘秤甲上时,仍以C 为支点,此时托盘秤乙对木条B 处的支持力为FB ,
因为AO BO AC OC ==,,所以32CO OD BD BC BD CD BD ====,,,由杠杆平衡条件有:FB BC G CD ⨯=⨯,即:3242FB BD N BD ⨯=⨯,所以:FB=16N ,则托盘秤乙的示数为16N . 故选C . 【点睛】
本题考查了杠杆平衡条件的应用,关键正确找到力臂,难点是根据杠杆的平衡条件计算出木条重心的位置.
18.一轻质不等臂杠杆AOB 的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡。

现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图所示。

已知:3
3
1.010kg/m ρ=⨯水,
332.71k 0g/m ρ=⨯铝,338.910kg/m ρ=⨯铜,则下列判断正确的是( )
A.A端下降B.B端下降
C.仍然平衡D.无法判断
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
在轻质不等臂杠杆AOB两端吊上实心铝块和铜块时,杠杆在水平位置平衡,由图知
OB<OA,据杠杆的平衡条件得
G铝⋅OA=G铜⋅OB

ρ铝V铝g⋅OA=ρ铜V铜g⋅OB
而ρ铝<ρ铜,所以
V铝g>V铜g
将铝块和铜块同时浸没在水中后,杠杆左、右两边有
(G铝-F浮)⋅OA,(G铜-F浮')⋅OB

(ρ铝V铝g-ρ水V铝g)⋅OA,(ρ铜V铜g-ρ铜V铜g)⋅OB
那么
ρ铝V铝g⋅OA -ρ水V铝g⋅OA<ρ铜V铜g⋅OB -ρ铜V铜g⋅OB
所以B端下沉。

故ACD错误,B正确。

故选B。

19.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M是重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,已知长度OA∶OB=1∶2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。

当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时()
A.建筑材料P上升的速度为3m/s B.物体M对地面的压力为5000N C.工人对地面的压力为400N D.建筑材料P的重力为600N 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.物重由2段绳子承担,建筑材料P上升的速度
v=1
2
v绳=
1
2
×1m/s=0.5m/s
故A错误;
B.定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得
F A′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即
F A= F A′=1000N
根据杠杆的平衡条件F A×OA=F B×OB,且OA:OB=1:2,所以
F B=F A×OA
OB
=1000N×
2
OA
OA
=500N
因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即
F B′=F B=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为
F M支持=
G M− F B′=5000N−500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力
F M压=F M支持=4500N
故B错误;
C.当工人用300N的力竖直向下拉绳子时,因力的作用是相互的,则绳子对工人会施加竖直向上的拉力,其大小也为300N,此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支,由力的平衡条件可得F+F支=G,则
F支=G−F=700N−300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面
的压力
F 压=F 支=400N
故C 正确;
D .由图可知n =2,且滑轮组摩擦均不计,由F =
1
2
(G +G 动)可得,建筑材料P 重 G =2F −G 动=2×300N−100N=500N
故D 错误。

故选C 。

20.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 。

二、初中物理功和机械能问题
21.如图,用大小相等的拉力F ,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间t ab >t cd ,运动距离s ab =s cd ,比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A .ab 段做功较多
B .ab 段与cd 段的功一样多
C .ab 段功率较大
D .ab 段与cd 段的功率一样大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
拉力大小相等且s ab =s cd ,根据W =Fs 可知:拉力所做的功相同,故A 错误,B 正确;由于t ab >t cd ,根据W
P t
=
得:P ab <P cd ,故C 、D 错误.
22.工人用如图所示的滑轮组,在4s 内将重为1500N 的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中,所用的拉力大小为375N ,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。

在此过程中下列说法不正确...
的是( )
A .绳子自由端沿水平方向移动了4m
B .物体受到的拉力为750N
C .拉力F 的功率为375W
D .该滑轮组的机械效率一定小于100%
【答案】B 【解析】 【分析】
(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据A s ns =求出绳子自由端沿水平方向移动;
(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,二力的大小相等,根据A 0.4F f G ==求出物体受到的拉力; (3)根据W Fs =求出拉力F 做的功,根据=总
W P t
求出拉力F 的功率; (4)任何机械效率一定小于100%。

【详解】
A .由图可知,n =2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离
A 22m 4m s ns ==⨯=
故A 正确,不符合题意;
B .物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,则物体受到的拉力
A 0.40.41500N 600N F f G ===⨯=
故B 错误,符合题意; C .拉力F 做的功
375N 4m 1500J W Fs ==⨯=总
则拉力F 的功率
1500J
375W 4s
W P t =
==总 故C 正确,不符合题意;
D .该滑轮组克服摩擦做额外功,故该滑轮组的机械效率一定小于100%,故D 正确,不符合题意。

故选B 。

23.立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目,起跳前先屈膝下蹲,然后脚掌用力蹬地,伸展身体,两臂上挥,竖直向上跳起至最高点,小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为( ) A .3×102J B .3×103J
C .3×104J
D .3×105J
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
中学生重力的平均值约600N ,当起跳后重心升高的高度为:
△h =0.5m ;
在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了,所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是:
E=W=G △h =600N×0.5m=300J=3×102J ,
故A 正确,BCD 错误; 应选A .
24.一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家,对此,下列说法错误的是( ) A .爬相同的楼梯,儿子体重小做的功少 B .爬相同的楼梯,父亲体重大做的功多
C .爬相同的楼梯,父亲比儿子先到达,父亲的功率大
D .爬相同的楼梯,儿子坐电梯先到达,儿子的功率大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由题知,他们上相同的楼梯,h相同,父亲的体重G1大于儿子的体重G2,根据爬楼做功W Gh
=,所以父亲爬楼做功W1大于儿子爬楼做功W2,即W1>W2,故A、B正确,不符合题意;
C.父亲爬楼做功多,父亲比儿子先到达,做功时间少,根据
W
P
t
=可知父亲做功功率
大,故C正确,不符合题意;
D.儿子坐电梯先到达,但爬楼过程中儿子没有施加力,儿子做功为0J,做功功率为0W,故D错误,符合题意。

故选D。

25.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的O点出发,由静止开始下滑,小球始终没有离开轨道,你认为小球最远可以运动到
A.a点B.b点
C.c点D.d点
【答案】C
【解析】
【详解】
本实验中,由于轨道是光滑的,没有摩擦力,所以小球的机械能守恒。

故小球从O点由静止释放,始终没有离开轨道,最远可以滚到与O点等高的c点,故选C。

26.小美用200N的力将重10N的足球踢出去15m远,她对足球做的功是()A.3000J B.150J
C.没有做功D.做了功,但无法确定做功多少
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为200N,而没有说明足球在该力的作用下移动的距离(15m是足球离开脚后运动的距离),她对足球做了功,但无法准确求出她对球所做的功,故A、B、C不符合题意,D符合题意。

故选D。

27.下列估测最接近实际的是( )
A .中学生的正常体温约为38.6℃
B .中学生站立在地面上对地面的压强大约为103Pa
C .中学生游泳时受到的浮力大约是50N
D .中学生从一楼走到五楼做的功大约6×103J
【答案】D
【解析】
【分析】
此题考查对生活中常见物体物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,必要时进行相应的计算,找出符合实际的选项。

【详解】
A .人的正常体温在37℃左右,变化幅度很小,故A 不符合实际;
B .一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm 2,即0.02m 2,中学生的体重大约为50kg ,则其对地面的压强
4250kg 10N/kg 1.2510Pa 0.02m 2
F G mg p S S S ⨯=
====⨯⨯ 故B 不符合实际; C .中学生的体重在500N 左右,游泳时接近漂浮状态,受到的浮力与重力相等,约500N ,故C 不符合实际;
D .中学生的体重在500N 左右,一楼到五楼的高度约12m ,中学生从一楼走到五楼所做的功约为
3500N 12m 610J W Gh ==⨯=⨯
故D 符合实际。

故选D 。

28.如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段,则运动员( )
A .助跑阶段机械能不变
B .起跳时机械能为零
C .经过最高点时动能最大
D .经过最高点时重力势能最大
【答案】D
【解析】
【分析】
影响动能大小的因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小。

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