2018版中考物理试题分类总结复习专题杠杆及其平衡条件(含解析).pdf
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1、专题 13 杠杆及其平衡条件 一选择题(共22 小题) 1(2018?贵阳) 人们应用不同的简单机械来辅助工作,正常使用下列简单机械时说法正确 的是() A筷子可以省距离B所有剪刀都一定省力 C定滑轮可以省力D撬棒越短一定越省力 【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再 判断它是属于哪种类型的杠杆。从而判断选项正误。 【解答】解: A、用筷子夹菜时,动力臂小于阻力臂,所以是一个费力杠杆,费力但省距离,故A正确; B、剪铁皮用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆; 理发用的剪刀,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆; 所以,剪刀有省力的
2、,也有费力的,故B错误; C、定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力,故C错误; D、撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;在其它条件不变时,省力的多少 取决于动力臂的长短,撬棒越短动力臂越小,越费力,故D错误。 故选: A。 2 (2018?广西) 在探究“杠杆平衡条件“实验中,杠杆在力F 作用下水平平衡,如图所示, 现将弹簧测力计绕B 点从 a 位置转动到b 位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F 与其力臂的乘积变化情况是() A一直变小 B一直变大 C一直不变 D 先变小后变大 【分析】在测力计转动过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,根据杠杆的平衡条件
3、分 析拉力 F 与其力臂的乘积变化情况。 【解答】解: 将测力计绕B点从 a 位置转动到b 位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力 与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F 与其力臂的乘积也是不变的。 故选: C。 3(2018?湘西州)如图所示,大熊和小熊坐跷跷板。如果它们脚不着地,跷跷板在水平位 置保持平衡时,下列说法正确的是() A大熊和小熊的重力相等 B大熊和小熊到支点的距离相等 C他们各自的重力与各自的力臂的乘积相等 D以上说法都正确 【分析】 由图可知, 大熊和小熊重力关系,根据杠杆的平衡条件可知它们重力与各自力臂的 乘积关系,从
4、而可知它们到支点的距离大小关系。 【解答】解: A、由图可知,大熊重力应大于小熊的重力,故A错误; BCD 、由题知,它们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡,由杠杆的平衡条件知,它们各 自的重力与各自的力臂的乘积相等,故C正确; 熊对跷跷板压力大小等于各自的重力,所以大熊的力臂小于小熊的力臂,即它们到支点的距 离不相等,故B错误; 综上所述D错误。 故选: C。 4(2018?潍坊)如图所示,杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一个,杠杆将 () A左端下降 B右端下降 C仍然平衡 D 无法判断 【分析】利用杠杆的平衡条件:动力动力臂=阻力阻力臂,左右分别判断看是否平衡。 【解答】解:图
5、中杠杆处于平衡状态,设一个钩码的重为G,杠杆上一格的长度为L,根据 杠杆平衡条件可得:2G 3L=3G 2L; 如果杠杆两侧的钩码各减少一个,则: 左边力与力臂的乘积:1G 3L, 右边力与力臂的乘积:2G 2L, 由于此时右边力与力臂的乘积较大,所以右端下降。 故选: B。 5(2018?邵阳)如图所示的杠杆,动力F 的力臂是() AOD B OF C OA DOC 【分析】 力臂的概念: 力臂是指从支点到力的作用线的距离;据此对照各图逐一进行分析即 可解答。 【解答】解:力臂是指从支点到力的作用线的距离;由图可知,动力F 的作用线沿FC方向, OC垂直 CF ,则动力F 的力臂是线段OC
6、。 故选: D。 6(2018?长春)悬挂重物G的轻质杠杆,在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力 施加在 A点, 最小的力为FA; 若力施加在B点或 C点, 最小的力分别为FB、 FC, 且 AB=BO=OC 下 列判断正确的是() AFAG B FB=G C FCG DFBFC 【分析】 根据杠杆的平衡条件分析出最小的力,然后画出最小的力的示意图,根据各个力臂 的关系判定力的大小。 【解答】解:在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂越大,动力最小;若力施加在A点,当 OA为动力臂时,动力最小为FA;若力施加在B点,当 OB为力臂时动力最小,为FB; C若力 施加在 C点,当 OC为力臂时,
7、最小的力为FC,从支点做阻力的力臂OB,如图所示: ; 阻力和阻力臂的乘积不变;由图可知: FA的力臂 AO OB,根据杠杆的平衡条件可知,FAG ,故 A错误; FB的力臂 BO OB,根据杠杆的平衡条件可知,FBG ,故 B错误; FC的力臂 CO OB,根据杠杆的平衡条件可知,FCG ,故 C正确; FB的力臂 BO=OC ,根据杠杆的平衡条件可知,FB=FC,故 D错误; 故选: C。 7(2018?齐齐哈尔)如图所示的用具,在正常使用的过程中,属于费力杠杆的是() ABCD 【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再 判断它是属于哪种类型的杠杆。
8、 【解答】解: A、图示剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆; B、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆; C、图示剪刀,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆; D、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。 故选: C。 8(2018?金华)如图,用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验(每个钩码重 为 0.5 牛),下列说法正确的是() A 实验前出现如图所示情况,应将杠杆的平衡螺母向左调 B 如图,在AB处各增加一个钩码,杠杆仍然能保持平衡 C 如图,弹簧测力计从a 位置转到b,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数需变大 D 如图,用弹簧测力计在c 点向上拉杠杆
9、,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数小于3 牛 【分析】( 1)探究杠杆平衡条件之前首先要调节杠杆在水平位置平衡,螺母向上翘的一端 移动; (2)原来杠杆平衡,是因为两边的力和力臂的乘积相等,现在各加一个同样的钩码,就要 看现在的力和力臂的乘积是否相等,据此分析得出结论; (3)根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力;当拉力F 向右倾斜时,保持B点不 动,弹簧测力计的方向向右倾斜,这时杠杆右侧的力臂变短,根据杠杆的平衡条件可知,使 杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将变大; (4)图中,支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠 杆的重力对杠杆转动产生了影响。
10、 【解答】解: A、由图可知,杠杆的右端上翘,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向右端移动,故A 错误; B、设一个钩码重为G,一格的长度为L, 原来: 3G 2L=2G3L,杠杆平衡; 在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码,现在: 4G 2L3G 3L,所以杠杆不再平 衡,杠杆的右端下沉,故B错误; C、图中弹簧测力计从a 位置转到b,此时拉力F 的力臂变短,根据杠杆的平衡条件可知, 拉力变大,即测力计的示数变大,故C正确; D、若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件可得:F?2L=3G?4L , 解得测力计的示数: F=6G=6 0.5N=3N; 利用如图所示装置进行探究,杠杆的重力不
11、能忽略,且杠杆的重心在杆的中点(杠杆的重心 没有通过支点) ,杠杆的重力与钩码的重力都会使杠杆向逆时针方向转动,所以弹簧测力计 的示数应大于3N,故 D错误。 故选: C。 9(2018?聊城) 人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示 意图,当人手托5kg 的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定() A大于 5kg B大于 49N C小于 49N D等于 49N 【分析】首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂,根据杠杆的平衡条件 F1L1=F2L2,并结合力臂的概念进行分析。 【解答】解: A、力的单位是N,质量的单位是kg,题目是求力的
12、大小,不能用kg 左单位, 故 A错误; BCD 、由图知,物体的重力为G=mg=5kg 9.8N/kg=49N ; 肱二头肌的拉力为动力,物体对手的压力为阻力,支点在肘,如图所示: 所以动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件: F1L1=F2L2 因为 L1L2 所以 F1F2 即肱二头肌收缩所承受的力一定大于49N故 B正确, CD错误。 故选: B。 10(2018?临沂)图( a)所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的物体下方分别加挂 一个等重的物体,如图(b)所示,则杠杆() A右端下沉 B左端下沉 C要保持平衡应将左端的物体向右移动 D要保持平衡应在右端再加挂一个物体 【分析】 (a
13、)图杠杆是平衡的,原因是两边的力和力臂的乘积相等,(b)图分别加挂一个 等重的物体后,分析两边的力和力臂的乘积是否还相等,据此判断丁图的杠杆是否还平衡。 【解答】解: AB 、设一个钩码重为G ,杠杆一格长为L,( a)图杠杆平衡是因为:2G 2L=G 4L; (b)图分别加挂一个等重的物体后(为便于研究,设物体的重也为G), 左边力与力臂的乘积:3G 2L, 右边力与力臂的乘积:2G 4L, 因为 3G 2L2G4L,即右边力与力臂的乘积较大, 所以杠杆不能平衡,右端下沉;故A正确, B错误; CD 、若想让杠杆能够平衡,可以将左端的物体向左移动,从而增大左边的力臂,使左边的力 与力臂的乘积
14、等于右边的力与力臂的乘积,故C错误; 若想让杠杆能够平衡,可以在左端再加挂一个物体,左边的力变大, 使左边的力与力臂的乘 积等于右边的力与力臂的乘积,故D错误。 故选: A。 11(2018?黑龙江)如图所示的简单机械中一定费力的是() A 起瓶器 B 撬棒 C 羊角锤 D 钓鱼竿 【分析】结合图片和生活经验,找出支点,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小 关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解: A、起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误; B撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误; C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,
15、故C错误; D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D正确。 故选: D。 12(2018?遂宁)小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶,油桶高40cm ,底部直 径为 30cm ,装满油后总重2000N 下列说法中正确的是() A要使底部C稍稍离开地面,他至少应对油桶施加600N的力 B他用水平力虽没推动油桶,但他用了力,所以他对油桶做了功 C他用水平力没推动油桶,是因为推力小于摩擦力 D油桶匀速运动时,地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力 【分析】( 1)根据杠杆平衡原理,确定出使杠杆平衡的动力方向,然后利用几何关系求出 力臂,再利用平衡条件求出最小拉力的大小。
16、 (2)根据做功的条件分析; (3)根据二力平衡分析; (4)根据平衡力的条件分析。 【解答】解: A、作用在B点的力,要使油桶C点稍离地面,必须以C点为支点,则BC作为动力臂最长, 此时动力也最小,最省力, 此时动力为F,阻力为G=2000N ,动力臂L1=50cm ,阻 力臂 L2=CD= 30cm=15cm , 由于 F1L1=F2L2,则最小拉力F=600N,故 A正确。 B、他用水平力没推动油桶,没在力的方向上通过距离,故不做功,故B错误; C、他用水平力没推动油桶,油桶处于静止状态,推力等于摩擦力,故C错误; D、地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力没有作用在同一个物体上,不是平衡
17、力,故D 错误。 故选: A。 13(2018?海南)如图所示,下列工具在使用中属于省力杠杆的是() A 筷子 B 钓鱼竿 C 钢丝钳 D 食品夹 【分析】结合图片和生活经验,找出支点,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小 关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解: A、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错; B、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B错; C、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C正确; D、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错。 故选: C。 14(2018?河南)下列工具中,使用时属于费力
18、杠杆的是() A 羊角锤 B 筷子 C 瓶盖起子 D 天平 【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再 判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解: A、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆; B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆; C、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆; D、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆。 故选: B。 15(2018?连云港)如图所示,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G 的物体,杠杆在力 F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡,下列关 系中
19、正确的是() AF1F2BF1F2CF2G D F1=G 【分析】由题知,O为支点,当阻力、阻力臂不变时,由杠杆的平衡条件知:动力和动力臂 的乘积一定,当动力臂较大时,动力将较小;动力臂较小时,动力将较大。因此先判断出 F1、F2的力臂大小,即可判断出两力的大小关系从而比较出F1、F2与 G的关系。 【解答】解: AB 、设动力臂为L2,杠杆长为L(即阻力臂为L); 由图可知, F2与杠杆垂直, 因此其力臂为最长的动力臂,由杠杆平衡条件可知F2为最小的动 力,则 FlF2,故 A错误, B正确; CD 、用力 F2使杠杆在水平位置保持平衡时, 由杠杆平衡条件可得:F2?L2=G?L , 由图知
20、 L2L, 所以 F2G ;故 C错误; 因为 FlF2,F2G, 所以 FlF2G,故 D错误。 故选: B。 16(2018?上海)能使杠杆OA水平平衡的最小力的方向为() AAB B AC C AD DAE 【分析】根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,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。 【解答】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。 17(2018?福建)墨经最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂,“
21、权 “重” 表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是() A“权”小于“重”时,A端一定上扬 B“权”小于“重“时,“标”一定小于“本” C增大“重”时,应把“权”向A端移 D增大“重”时,应换用更小的“权” 【分析】杆秤实际是以提纽为支点的杠杆,利用杠杆平衡条件分析力或力臂的变化。 【解答】解:根据杠杆平衡条件知, 权标 =重本。 A、“权”小于“重”时,“本”确定,但“标”是可以改变的,所以A端不一定上扬。故 A错误; B、“权”小于“重“时,由“权标=重本”知,“标”一定大于“本”。故B错误; C、增大“重”时,“权”和“本”不变,由“权标=重本”知,“标”会增大,所以把 “权”向A端移。故
22、C正确; D、增大“重”时, “本”不变, 由“权标 =重本”知, 可以增大“标”,或增大“权”。 故 D错误。 故选: C。 18(2018?达州)如图所示,光滑带槽的长木条AB (质量不计)可以绕支点O转动,木条 的 A端用竖直细线连接在地板上,OA=0.6m ,OB=0.4m 。在木条的B端通过细线悬挂一个长方 体木块 C,C的密度为 0.8 10 3kg/m3, B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块 C缓慢浸 入溢水杯中, 当木块浸入水中一半时,从溢水口处溢出0.5N 的水, 杠杆处于水平平衡状态, 然后让质量为300g 的小球从B点沿槽向A端匀速运动, 经 4s 的时间系在A端细绳
23、的拉力恰 好等于 0,下列结果不正确的是(忽略细线的重力,g 取 10N/kg)() A木块受到的浮力为0.5N B木块 C受到细线的拉力为0.3N C小球刚放在B端时 A端受到细线的拉力为2.2N D小球的运动速度为0.2m/s 【分析】( 1)溢水杯内裝满水,当物体放入后,根据阿基米德原理即可求出物体受到的浮 力; (2)根据 F浮=水V排g 求排开水的体积;此时木块浸入体积为木块体积的一半,可求木块 的体积,又知道木块的密度,利用密度公式和重力公式求木块重;根据FB=G F 浮求杠杆B 端受到的拉力FB, (3) 根据杠杆平衡条件得出关系式FAOA=FBOB求出小球刚放在B端时 A端受到
24、细线的拉 力; (4)知道小球的质量可求重力,设小球的运动速度为v,则小球滚动的距离s=vt ,可求当 A端的拉力为0 时,小球到O点距离( sOB=vtOB=v 4s0.4m),再根据杠杆平衡条件 得出 G球s=FBOB ,据此求小球运动速度。 【解答】解: (1)溢水杯内盛满水,当物体放入后,物体受到的浮力:F浮=G排=0.5N,故 A正确; (2)根据 F浮=液gV排可得排开水的体积: V排=510 5m3; 因为一半浸入水中, 所以物体的体积: V物=2V排=2 510 5m3=1104 m 3; 由 G=mg 和 =可得,物体的重力: G=mg= 物?V物g=0.8 10 3kg/m
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