2020-2021中考物理培优 易错 难题(含解析)之杠杆平衡附答案解析

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题

1．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。

2．如图所示，杠杆在水平状态保持静止，要使弹簧测力计的示数变为原来的1

2

，下列措

施中可行的是

A．去掉三个钩码

B．把钩码向左移动2小格

C．把钩码向右移动2小格

D．把弹簧秤测力计向左移动2小格

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，

4G×4L＝F2×8L，解得

F2＝2G，

要使弹簧测力计的示数变为原来的1

2

，

即F 2＝G 。

A ．去掉三个钩码，根据杠杆平衡条件F 1L 1＝F 2L 2得，

G ×4L ＝F'2×8L ，

所以F '2＝

12

G ，不符合题意； B ．把钩码向左移动2小格，根据杠杆平衡条件F 1L 1＝F 2L 2得，

4G ×2L ＝F '2×8L ， 所以F '2＝G ，故B 符合题意；

C ．把钩码向右移动2小格，根据杠杆平衡条件F 1L 1＝F 2L 2得，

4G ×6L ＝F '2×8L ，

所以F '2＝3G ，故C 不符合题意；

D ．把弹簧秤测力计向左移动2小格，根据杠杆平衡条件F 1L 1＝F 2L 2得，

4G ×4L ＝F '2×6L ，

所以F '2＝83

G ，故D 不符合题意。 故选B 。

3．AC 硬棒质量忽略不计，在棒的B 、C 两点施加力F 1、F 2，F 2的方向沿OO'线，棒在图所示位置处于静止状态，则（ ）

A ．F 1

B ．F 1=221

s F s C ．F 1力臂等于s 1

D ．F 2方向沿OO '线向上

【答案】D

【解析】

【详解】

AC ．由图知，F 2的方向沿OO ′线，其力臂最长，为s 2；而F 1的方向竖直向下，所以其力臂L 1是从A 点到F 1的垂线段，小于s 1，更小于s 2， 由F 1L 1=F 2L 2知，L 1＜s 2，所以F 1一定大于F 2，故AC 不符合题意；

B ．由F 1L 1=F 2L 2知，

F 1L 1=F 2s 2，

即

22

1

1

F s

F

L

故B不符合题意；

D．已知F1的方向是竖直向下的，为保持杠杆平衡，F2的方向应该沿OO′向上，故D符合题意。

4．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。

5．如图所示为等刻度轻质杠杆，A处挂4牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（）

A．可能为0.5牛B．一定为2牛C．一定为3牛D．可能是4牛

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

设杠杆每小格的长度为L ，若在B 点用垂直OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡，此时所用的力最小，根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可得

min 42F L G L ?=?

则有

min 24N 2

2N 44

G L F L ??=== 若在B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件1122Fl F l =可知 2211F l F l =

则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变，动力臂减小，故动力将增大，故若使杠杆在水平位置平衡，在B 点施加的力

2N F ≥

故选D 。

6．如图所示，为提升重物，现选用轻质杠杆，不考虑杠杆支点O 点处的摩擦，每次利用杠杆把同一重物匀速提升相同高度，下列说法正确的是

A ．当重物悬挂在A 点，动力作用在C 点时，该杠杆一定是省力杠杆

B ．当重物悬挂在

C 点，动力作用在B 点时一定比作用在A 点时要省力

C ．无论重物挂在A 点还是B 点时，利用该机械所做的有用功都相等

D ．如果动力作用在C 点且方向始终保持与杆保持垂直，则提升重物过程动力大小不变

【答案】C

【解析】

【分析】

灵活运用杠杆平衡公式分析即可；

【详解】

AB ．不论重物悬挂在A 点或C 点，也不论动力作用在C 点还是B 点，判断杠杆是省力还是费力，需要根据杠杆平衡公式，不仅与力的作用点有关，还与力的方向有关，因此无法在只知道力的作用点的情况下判断是否省力，故AB 错误；

C ．无论重物挂在A 点还是B 点时，由于物体质量相同，上升高度相同，则根据W Gh =可知，该机械所做的有用功都相等，故C 正确；

D ．动力作用在C 点且方向始终保持与杆保持垂直时，可得动力臂大小始终不发生变化，

但由于物体 …… 此处隐藏：9125字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……