2020-2021中考物理杠杆平衡条件的应用问题(大题培优 易错 难题)附答案解析

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．如图甲是制作面团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图．关于压面团过程的叙述正确的是（）

A．面团对杆的作用力方向向下

B．面团对杆的作用力大小等于F

C．面团被压扁说明力能使物体发生形变

D．A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．杆对面团的作用力向下，面团对杆的作用力向上，故A错误；

B．由于面团B点到支点C的距离小于A点到C的距离，根据杠杆定律F1L1=F2L2，可知面团对杆的作用力大于F，故B错误；

C．面团被压扁说明力能使物体发生形变，故C正确；

D．C为支点，A点向下移动的距离大于B点向下移动的距离，故D错误；

故选C。

4．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 G

D ．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2

L ，如图所示：

根据杠杆的平衡条件可得

G ×2

L =F ×2H F =GL H

故选D 。

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 ＞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 ．

6．如图所示，杠杆可绕O 点转动，力F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置B 的过程中，力F （ ）

A ．变大

B ．变小

C ．不变

D ．先变大后变小

【答案】A

【解析】

【分析】 解答此题，首先要判断杠杆的五要素中，有哪些要素发生了变化，然后再利用杠杆的平衡条件进行分析。

【详解】

将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置B ，动力臂不变，阻力G 的力臂变大，而阻力不变，根据杠杆平衡条件1122Fl F l =分析得出动力变大。

故选A 。

7．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 ， 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．

8．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】