物理杠杆平衡条件的应用问题的专项培优 易错 难题练习题含答案含答案.docx

1、物理杠杆平衡条件的应用问题的专项培优 易错 难题练习题含答案含答案一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1如图，用橇棒撬起石块并保持平衡，下列说法正确的是( ) A动力对橇棒的转动效果小于阻力对橇棒的转动效果B手在A点竖直向下施力时，撬棒是个省力杠杆C手在A点向不同方向施力时，力的大小都相等D手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时，在B点比在A点费力【答案】B【解析】【分析】【详解】A因用撬棒撬起石块并保持平衡，根据杠杆的平衡条件，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。所以动力对撬棒的转动效果等于于阻力对撬棒的转动效，A选项错误；B手在A点竖直向下施力时，动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件，动力小于阻力

2、，撬棒是个省力杠杆，B选项正确；C手在A点向不同方向施力时，动力的力臂大小随方向的改变而改变，而阻力和阻力臂大小不变，所以动力的大小不相等，C选项错误；D手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时，在A点的动力臂小于在B点的动力臂，根据杠杆的平衡条件，手在A点沿竖直向下方向施力大于在B点沿竖直向下方向施加的力，即在A点比在B点费力，D选项错误。故选B。2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（ ）AF先变小后变大 BF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】

3、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，动力先变小后变大。故选A。【点睛】中等题.失分的原因是：不知道动力方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变；不会画动力在不同位置时的动力臂；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；不知道当动力与杠杆垂直时，动力臂最大，动力最小。3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，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

4、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F1L1F2L2得，4G4LF28L，解得F22G，要使弹簧测力计的示数变为原来的，即F2G。A去掉三个钩码，根据杠杆平衡条件F1L1F2L2得，G4LF28L，所以F2G，不符合题意；B把钩码向左移动2小格，根据杠杆平衡条件F1L1F2L2得，4G2LF28L，所以F2G，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F1L1F2L2得，4G6LF28L，所以F23G，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F1L1F2L2得，4G4LF26L，所以F2G，故D不符合题意。

5、故选B。4如图所示，将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为30N，甲物体的底面积为0.2m2，g取10N/kg。下列说法正确的是（） A甲物体对杠杆的拉力为10N B杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60NC甲物体对水平地面的压强为750Pa D水平地面对甲物体的支持力为60N【答案】D【解析】【分析】【详解】对物体甲受力分析，甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用，其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。AB根据杠杆平衡条件可知杠杆A端受到物体的拉力与O

6、A的乘积等于乙给B端的拉力与OB的乘积相等，则有即甲对杠杆的拉力为90N，杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，故AB项错误；CD甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为则甲物体对水平地面的压强故C项错误，D项正确。故选D。5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

7、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，但由于物体上升，重物的阻力臂会逐渐减小，则由杠杆平衡公式可知动力会减小，故D错误。6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

8、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（ ）（忽略O点的位置变化） AFA GBFB = GCFC FC【答案】C【解析】【详解】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；若力施加在C点，当OC为力臂时，最小的力为Fc，从支点作阻力的力臂为Gl，如图所示：AFa的力臂AOGl，根据杠杆的平衡条件可知，FaG，A错误。BFb的力臂BOGl，根据杠杆的平衡条件可知，FbG，B错误。CFc的力臂COGl，根据

9、杠杆的平衡条件可知，FcG，C正确。DFb的力臂BO=OC，根据杠杆的平衡条件可知，Fb=Fc，D错误。7要使图中的杠杆平衡，分别用FA、FB、FC的拉力，这三个力的关系应是 AFAFBFC BFAFBFC CFAFCFB DFA=FB=FC【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，FB的力臂LOB最长，其次是LOC、LOA，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力臂越长动力越小，所以三个方向施力大小：FAFCFB故选C8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m1的水桶，在右端挂上质量为m2的水

10、桶，右手扶着扁担右侧。已知m1 m2 ，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m1的水桶，右端挂了m2的水桶，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件可知，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可知，左端下沉，为了使扁担在水平位置平衡，右手需要给扁担施加向下的力，故C错误；

11、D根据压强的公式可知，压力一定时，扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强越大，故D错误。故选A。9生活中，小华发现有如图甲所示的水龙头，很难徒手拧开，但用如图乙所示的钥匙，安装并旋转钥匙就能正常出水（如图丙所示）下列有关这把钥匙的分析中正确的是A在使用过程中可以减小阻力臂B在使用过程中可以减小阻力C在使用过程中可以减小动力臂D在使用过程中可以减小动力【答案】D【解析】【详解】由图可知，安装并旋转钥匙，阻力臂不变，阻力不变，动力臂变大，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知，动力变小，故选D。10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

12、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：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；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

13、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。11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FL1GL2力F逐渐变大；故选C.12如图所示，小明用一可绕O点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高。他用一个始终与杠杆垂直的力F使杠杆由竖直位置缓慢

14、转到水平位置，在这个过程中，此杠杆（）A一直是省力的 B先是省力的，后是费力的C一直是费力的 D先是费力的，后是省力的【答案】B【解析】【分析】【详解】由题图可知动力F的力臂l1始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂l2逐渐增大，在l2l1之前杠杆是省力杠杆，在l2l1之后，杠杆变为费力杠杆，故选B。13如图所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上套一滑环，用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动，并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F与滑环离开O点的距离s之间的关系图像为（）A B C D【答案】B【解析】【分析】【详解】由题意可

15、知，测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动的过程中，金属杆处于水平状态，处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可得金属杆的重力和金属杠的长度大小不变，即k是定值，那么可得到从上式可知随着距离s的变大，测力计示数F在变小，两者是成反比的，两者的关系图像是B图像。故选B。14如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力F的方向，使其从，此过程中（）A位置力臂最长 B位置力臂最长C弹簧测力计示数先变大后变小 D弹簧测力计示数先变小后变大【答案】D【解析】【分析】【详解】AB力臂是支点到力的作用点的线段，由图可知当弹簧测力计在位置时力臂最大，故AB不符合题意；CD从时动力臂先变大后变小，由图可知阻力等

16、于钩码重力不变，在水平位置平衡所以阻力臂也不变，根据杠杆平衡的条件可知，弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大，故C不符合题意，D符合题意。故选D。15如图所示，用不同的机械匀速提升同一物体时，最省力的是（不计机械自重和摩擦）（）A BC D【答案】D【解析】【分析】【详解】如图所示，物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则各图的力F大小分别如下：A图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F1=2G；B图中为斜面，在直角三角形中，30角所对的直角边h为斜边s的一半，不计机械自重和摩擦，总功与有用功相等，则F2s=Gh所以C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轮上，则D图中为杠杆，O 为支点，动

17、力臂为3l，阻力臂为l，由杠杆平衡条件可得F43l=Gl即由此可得，最省力的为F4。故选D。16如图为搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G为1 000 N（车架所受重力忽略不计），独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F的大小为 （）A200 N B300 N C400 N D500 N【答案】B【解析】【分析】【详解】由平衡条件可知则故选B。17如图所示，轻质杠杆AOB的支点是O，AO=BO。若在A端和B端分别悬挂重力相等的两个重物，则杠杆（）A保持平衡 BA端下沉CB端下沉 D以上均可能【答案】B【解析】【分析】【详解】轻质杠杆AOB的重力可不计，杠杆的示意图如下所示：动力和

18、阻力大小均等于物体的重力，两个重物的重力相等，则F1=F2；动力臂为OA，阻力臂为OC，满足所以可知根据杠杆的平衡条件可知，A端下沉。故选B。18在一个长3米的跷跷板（支点在木板中点）的两端分别放置两个木箱，它们的质量分别为m1=30kg，m2=20kg，为了使跷跷板在水平位置平衡，以下做法可行的是（）A把m1向右移动0.5米 B把m2向左移动0.5米C把m1向右移动0.2米 D把m2向左移动0.3米【答案】A【解析】【分析】【详解】跷跷板的支点在木板中点，根据图中信息可知，木板左边受到的压力比右边大，为了使跷跷板在水平位置平衡，应该将m1向右移，则m2的力臂不变为1.5m，根据杠杆的平衡条件

19、有代入数据可得m1向右移后的力臂m1的力臂由1.5m变为1m，为了使跷跷板在水平位置平衡，把m1向右移动0.5米，所以BCD项错误，A项正确。故选A。19如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面，则（ ）AF1F2，因为甲方法的动力臂长BF1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2倍CF1F2，因为乙方法的阻力臂短DF1F2，因为乙方法的动力臂长【答案】B【解析】【分析】【详解】由图示可知，无论用哪种方法来抬，动力臂总是阻力臂的二倍，所用的力总等于阻力的二分之一，由于阻力就是重力，大小是不变的，所以动力的大小也是不变的，故应选B。20如图所示，杠杆在水

20、平位置平衡下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（）A两侧钩码同时向外移一格B两侧钩码同时向内移一格C在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码D左侧增加一个钩码，右侧钩码向外移一格【答案】D【解析】【分析】【详解】设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为l，原来杠杆处于平衡状态，则有A两侧钩码同时向外移一格,左边为右边为杠杆右端下沉，故A项不符合题意；B两侧钩码同时向内移一格，左边为右边为杠杆左端下沉，故B项不符合题意；C同时加挂一个相同的钩码，左边为右边为杠杆左端下沉，故C项不符合题意；D左侧增加一个钩码，右侧钩码向外移一格，左边为右边为杠杆平衡，故D项符合题意。故选D。二、初中物理功和机

21、械能问题21今年3月4日，在我市阳新地区下了一场冰雹已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，且落地前已做匀速运动关于冰雹的下落过程，下面说法正确的是（ ）A冰雹的重力势能越来越大B冰雹的机械能越来越小C当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功D冰雹受到的空气阻力越来越大，可能大于重力【答案】B【解析】【分析】【详解】A冰雹下落过程中，高度减小，重力势能越来越小，故A错误；B由于冰雹要克服空气阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能减小，故B正确；C当冰雹匀速下落时，冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动，所以空气阻力对冰雹是做功的，故C错误；D冰雹在运动过程中，速度变大，阻力变大，当

22、阻力等于重力时，冰雹会做匀速直线运动，速度保持不变，所以阻力不可能大于重力，故D错误故选B【点睛】要能从能的转化理解冰雹的机械能变化，因为冰雹下落过程中克服阻力做功，最终转化为内能，所以机械能必定是减小的22举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止3秒钟，在这3秒钟内（ ）A杠铃受到的重力和人对它的支持力是平衡力B运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力C运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功D杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力【答案】A【解析】【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可；从平衡力和相互作用力的条件

23、判断两个力是平衡力，还是相互作用力；平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；相互作用力：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。【详解】A杠铃受到的重力和对它的支持力符号二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故A正确；B运动员所受的重力和地面对它的支持力，大小不相等，所以不是一对平衡力，故B错误；C因为做功需要对物体施力，并且在力的方向上需要移动距离，而运动员向上支持杠铃，但没有发生位移，故C错误；D杠铃对运动员的压力和人对它的支持力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故D错误。故选A。23小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运

24、动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度则下列判断中正确的是（ ）A皮球由a到b时，动能逐渐增大B皮球由c到d时，机械能一直减小C皮球在b点时的机械能最大D皮球在a、c两点时动能相等【答案】B【解析】试题分析：皮球由a到b时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A错；皮球由c到d时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B正确；皮球在a点时的机械能最大，故C错；皮球在a、c两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故D错；应选B考点：机械能转化24把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球

25、机械能来源的说法中正确的是（）A是由水的内能转化来的 B是由水的重力势能转化来的C是由乒乓球的内能转化来的 D是由乒乓球的化学能转化来的【答案】B【解析】【分析】机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。【详解】松手后，乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上，乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能减小，重力势能转化为乒乓球的机械能。故选B。25一个超级惊险项目18米长悬崖秋千惊现重庆某公园!小明被缆绳拉到6层楼的高度，释放后自由摆动冲向峡谷（如图所示），伴随着人们的惊呼声，秋千越荡越低。下列有关说法中正确的是（ ）A秋千荡回来经过最低点时，小明的机械能最

26、大B整个过程小明的动能与重力势能之和不变C秋千荡到最高点时，小明的动能为零D在向下摆的过程中，小明的重力势能全部转化为动能【答案】C【解析】【详解】A机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，所以秋千第一次在最高点时，机械能最大，A错误；B机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，整个过程小明的动能与重力势能之和变小，B错误；C秋千荡到最高点时，秋千速度为0，所以小明的动能为零，C正确；D在向下摆的过程中，小明的重力势能绝大部分转化为动能，D错误。故选C。26一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A60J B6

27、00J C6000J D0000J【答案】C【解析】【分析】【详解】上楼过程中要克服重力所做的功，根据题意知道，该同学的质量是50kg，所以体重是：G=mg=500N，楼层高度越是3m， 一楼走到五楼的高度大约是：h=43m=120m，所以，上楼过程中克服重力所做的功是：W=Gh=500N12m=6000J，故选C【点睛】本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大27月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑,关于造成陨石坑大小不一的因素,下列猜测不合理的是()A陨石的质量 B陨石的撞击速度 C被撞处的硬度 D被撞处是否在阴影中【答案】D【解析】【分析】【详解】A

28、陨石的质量越大，在速度相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑就会越大，因此这一猜测合理，故A不符合题意；B陨石的撞击速度越大，在质量相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑会越大，因此这一猜测合理，故B不符合题意；C被撞处的硬度越大，越不容易形变，相反，被撞处的硬度越小，则越容易形变，所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小，因此这一猜想合理，故C不符合题意；D被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同，故与之无关，因此这一猜测不合理，故D符合题意；故选D。28如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员（ ）A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大

29、D经过最高点时重力势能最大【答案】D【解析】【分析】影响动能大小的因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越大，重力势能就越大；机械能等于动能和势能之和。【详解】A助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，则重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，所以机械能增大，故A错误；B起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，重力势能不变，机械能达到最大值，故B错误；C上升过程中，动能转化为重力势能，所以经过最高点时，动能减小，重力势能最大，故C错误；D最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故D正确。故选D。【点睛】影响动能大小的因素有质量