2020-2021中考物理杠杆平衡综合经典题含答案

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，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 。

3．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。

4．小明做探究杠杆平衡条件的实验时将手中的5个钩码挂成了如图所示的情况，则（ ）

A ．由图可以得到杠杆平衡条件为F 1L 1=F 2L 2

B ．小明在F 1和F 2的下方各再挂一个钩码杠杆仍能平衡

C ．小明取下F 1下的一个钩码并将F 2的钩码取下杠杆仍能平衡

D ．小明取下F 2下的钩码并将F 3的钩码向右移至20cm 处杠杆仍能平衡

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A ．假设一个钩码的重力为G

F 1=2

G ，F 2=G ，F 3=2G

各力力臂为

L 1=20，L 2=10，L 3=15

F 1L 1=2

G ⨯20=40G

F 2L 2=

G ⨯10=10G

F 3L 3=2

G ⨯15=30G

杠杆平衡的条件为

F 1L 1=F 2L 2+F 3L 3

故A 不符合题意；

B ．在F 1和F 2的下方各再挂一个钩码后

F 1L 1=3

G ⨯20=60G

F 2L 2=2

G ⨯10=20G

F 3L 3=2

G ⨯15=30G

F 1L 1>F 2L 2+F 3L 3

杠杆失去平衡，故B 不符合题意；

C ．取下F 1下的一个钩码并将F 2的钩码取下后

F 1L 1=

G ⨯20=20G

F 2L 2=0

F 3L 3=2

G ⨯15=30G

F 1L 1

杠杆失去平衡，故C 不符合题意；

D ．取下F 2下的钩码并将F 3的钩码向右移至20cm 处后

F 1L 1=2

G ⨯20=40G

F 2L 2=0

F 3L 3=2

G ⨯20=40G

F 1L 1=F 2L 2+F 3L 3

杠杆重新平衡，故D 符合题意。

故选D 。

5．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