2020-2021【物理】物理杠杆平衡的专项培优练习题(含答案)及答案

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题

1．用如图所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终与杆垂直，那么，在将重物提升到最高处的过程中，力F的大小将 ( )

A．逐渐变小B．先变小，后变大C．逐渐变大D．先变大，后变小【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

由题知，当慢慢提升重物时，重力(阻力)不变，阻力臂增大(水平时最大)，动力臂不变，即：G不变、L1不变,，L2增大∵FL1＝GL2∴力F逐渐变大；故选C.

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，在一个轻质杠杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持平衡，然后向右缓慢转动F至水平方向，这一过程中（）

A．F先变小后变大B．F逐渐变大

C．动力臂逐渐变小D．动力臂逐渐变大

【答案】A

【解析】

【分析】

杠杆平衡条件及应用。

【详解】

杠杆在图中所示位置平衡，阻力（重物对杠杆的拉力）及阻力臂大小不变；动力F由图中所示位置转动至水平方向的过程中，当动力F的方向与杠杆垂直时，动力F的力臂最长，因此动力F的力臂先增大后减小，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，动力Ｆ先变小后变大。故选A。

【点睛】

中等题.失分的原因是：

①不知道动力F方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变；

②不会画动力F在不同位置时的动力臂；

③不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化；

④不知道当动力F与杠杆垂直时，动力臂最大，动力F最小。

4．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 。

5．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

F2L2=0

F3L3=2G⨯15=30G

F1L1

杠杆失去平衡，故C不符合题意；

D．取下F2下的钩码并将F3的钩码向右移至20cm处后

F1L1=2G⨯20=40G

F2L2=0

F3L3=2G⨯20=40G

F1L1=F2L2+F3L3

杠杆重新平衡，故D符合题意。

故选D。

6．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