2021年中考物理18杠桿和滑輪（解析版）

W考點搶分秘籍18杠桿和滑輪

搶分點1.杠桿的五要素

（1）杠桿：一根硬棒，在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿。這個固定的點是支點,

一個杠桿有且只有一個支點。

正確理解“硬棒”，在外力作用時，不變形。杠桿的形狀可以是任意的，不一定時宜的。

（2）杠桿的五要素

動力（F,）:使杠桿轉(zhuǎn)動的力；

阻力（艮）:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力；

力的作用線：沿力的作用線的一條假想的直線；

動力臂（L,）:支點到動力作用線的距離；

阻力牌（L2）:支點到阻力作用線的距離

（3）當(dāng)力與杠桿垂直時，力臂最長。力臂與力的作用線垂直。

金例題精選

（2021蘇州23）【改編】請畫出FA的力臂1,并在B端畫出使杠桿平衡的最小力FB?

AOB

【答案解析】

【試題解答】根據(jù)杠桿平衡條件，動力臂越長越省力，力的作用點確定，從支點到動力作用點的距離

便為最長的力臂；圖中。為支點，要使杠桿平衡且動力最小，就應(yīng)該讓力F作用在B點，0B最長的

力臂，則力F應(yīng)與0B垂直且向下。如答案圖所示。

【提分秘訣】當(dāng)以杠桿的一端為支點時，在杠桿的另一端施加一個垂直于杠桿的力，力臂等于杠桿

的長度，最長，最省力。方向的確定，需要根據(jù)另外一個力的作用效果相反，即一個力使杠桿繞

順時針轉(zhuǎn)動，另一個力則必須要使杠桿繞逆時針轉(zhuǎn)動。

I?

人&搶分秘練

1.（2021鄂州19）如圖所示，甲圖是正在使用的核桃夾，上、下兩部分都是杠桿，乙圖是上半

部分杠桿的示意圖。請在A點畫出最小動力Q的示意圖，在8點畫出阻力B的示意圖及其力臂人

甲

【答案解析】

【試題解答】連接。4兩點，。4即為最長動力臂，當(dāng)動力E與動力臂垂直時，動力最小，據(jù)此可作

出最小動力a；而阻力尸2應(yīng)垂直于核桃的接觸面向上，然后過。點作力后的垂線，即阻力臂/2。如

答案圖所示。

2.（2021巴中27【2】）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OMN上掛一重物，為使杠桿在圖中位置平衡，請在

N端畫出最小力的示意圖。

【答案解析】

【試題解答】連接ON,ON即為最長動力臂，根據(jù)力與力臂垂直，結(jié)合實際情況做出最小力F,如答案

圖所示。

3.（2021?重慶B）按要求完成下列作圖：如圖所示，硬棒如能繞支點。轉(zhuǎn)動，力處用繩子拉住固定

在墻壁上。畫出拉力廠的力臂（用/表示）。

【答案解析】

【試題解答】由圖可知：。點是支點，通過支點做尸作用線的垂線，如答案圖所示。

4.（2021?聊城市）如圖是起重機將貨物吊起的情景。。為支點。Fi為動力,B為阻力。請畫

出阻力B的力臂乩

【答案解析】

【試題解答】從支點O向阻力Fi的作用線做垂線段，即可作出阻力的力臂12,如答案圖所示。

搶分點2.探究杠桿的平衡條件

（1）杠桿平衡的條件：動力x動力臂=阻力X阻力臂（FL=FL）

（2）探究杠桿平衡的實驗中，要注意幾個問題：

A.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是什么？（使力與杠桿垂直，力臂與杠桿重合，便于測量力臂

的大?。?/p>

B.如何調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？（同調(diào)節(jié)天平平衡一樣，看杠桿哪一端向上翹，平衡螺母就向哪邊

調(diào)）

C.為什么不多加幾個動力或阻力？（為了使實驗更簡單，更容易獲得結(jié)論）

D.為什么要多次改變力和力的大小？（為了探究規(guī)律，避免一次實驗帶來的結(jié)論的偶然性）

E.為什么不能猜想條件為“動力+動力臂=阻力+阻力臂”？（力和長度不能相加減）

乜例題精選

（2021廣元22）如圖所示是小王“探究杠桿的平衡條件”的裝置，每個鉤碼重為0.5N（鉤碼個數(shù)若

干），彈簧測力計量程為0~5N。

(1)將該裝置置于水平桌面上，靜止時處于甲圖所示狀態(tài)。為使杠桿在水平位置平衡，小王應(yīng)將杠

桿右端的平衡螺母向(選填“左”或“右”)移，這樣做的好處是便于直接測量。

(2)乙圖中杠桿恰好處于水平平衡，若在A點下方再掛一個一樣的鉤碼，為使杠桿保持水平平衡，

則需將B點的鉤碼向右移動格。

(3)丙圖中杠桿每個小格長度均為5cm,在C點豎直懸掛4個重為0.5N的鉤碼，當(dāng)在D點用如丙圖

所示動力F拉杠桿。使杠桿在水平位置平衡，此時動力臂為cm,動力F為N。

【答案解析】⑴左力臂⑵1(3)103

【試題解答】(1)實驗前，應(yīng)先進行杠桿平衡調(diào)節(jié)。由甲圖可知：桿桿向右下端下沉，所以應(yīng)該將平衡

螺母向左邊調(diào)節(jié)。在實驗中使杠桿在水平位置平衡的目的是使力與力臂垂直，力臂則與桿桿重合，

便于測量力臂的長短。

(2)如圖乙所示：設(shè)一格的長度為I,根據(jù)杠桿的平衡條件可得：4GX21=2GXnl；解得：〃=4,應(yīng)該

將B處所掛鉤碼向右移動4-3=1格。

(3)當(dāng)動力在。點斜向下拉(與水平方向成30。角)動力臂是：ll=0D/2=4X5cm/2=10cm。根據(jù)杠桿的平

衡條件可得，動力為：F=罕=4xO.5Nx3x5cm=3^

\110cm

【提分秘訣】根據(jù)探究杠桿平衡實驗幾個問題，靈和求解。

q搶分秘練

1.(2021達州9)一輕質(zhì)不等臂杠桿A0B的左右兩端分別吊著一實心鋁塊和銅塊，此時杠桿在水平位

置平衡?，F(xiàn)將鋁塊、銅塊同時浸沒在水中，如圖所示。已知：夕水=L0xlC)3kg/n?,

夕鋁=2.7xl（）3kg/m3,p銅=8.9x103kg/n?,則下列判斷對的是（）

A.A端下降B.B端下降C,仍然平衡D.無法判斷

【答案解析】B

【試題解答】在輕質(zhì)不等臂杠桿A0B兩端吊上實心鋁塊和銅塊時，杠桿在水平位置平衡，由圖知0B〈0A,

由杠桿的平衡條件可得：Gn],0A=GnpOB,即Ps,V（j；g-OA=p.V的g,OB。因為PP的，所以Vtng>V（H

go將鋁塊和銅塊同時浸沒在水中后，杠桿左、右兩邊有

（G鋁-F?。?0A,（G『F/）-0B,即（P旬V”g-p*V^g）-0A,（PiHVMg-p時V"）-0B?

則P鋁VwgQA-P鈿g-OA<P闞V時gQB-P小叱013,所以6端下沉。B正確。選B。

2.（2021甘孜23）如圖所示，某同學(xué)用完全一樣的鉤碼驗證杠桿的平衡條件。杠桿調(diào)節(jié)平衡后，在杠

桿上A點處掛4個鉤碼，為使杠桿重新平衡，應(yīng)在B點處掛..個鉤碼；加入A、B兩處再各

掛一個鉤碼，杠桿的（選填“左”或“右”）端會下沉。

【答案解析】6

【試題解答】設(shè)每個鉤碼所受重力為G,杠桿上每一小格代表的長度為L,由杠桿平衡條件可得：

4GX3L=nGX2L?解得：n=6。

加入/、8兩處再各掛一個鉤碼，則杠桿的左邊力與力臂的乘積為：5GX3L=15GL：杠桿右邊力與力臂

的乘積為：7GX2L=14GL；因15GL>14GL,杠桿的左端會下沉。

3.（2021?雅安市）如圖所示，桿秤秤泥的質(zhì)量為0.2kg,桿秤自身質(zhì)量忽略不計，若桿秤水平靜止時,

被測物體和秤花到秤紐的距離分別為0.05m和0.2m,則被測物體的質(zhì)量為_kg,若秤泥上粘有油污,

則測量值比被測物體的真實質(zhì)量要—（選填“偏大”或“偏小”）

【答案解析】0.8偏小

【試題解答】如圖所示：

因為杠桿平衡，則有GL/GL“，migL產(chǎn)mgl叫m,=喂1=嚓答=0.8kg。若秤坨上粘有油污,

?OAu.usm

加增大，而公心不變，所以/做要變小，桿秤所示的質(zhì)量值要偏小。

4.（2021?常德市）農(nóng)忙時節(jié)小明幫爺爺挑谷子，初次干農(nóng)活的他在左筐中裝了20kg,右筐中裝了25kg,

加入扁擔(dān)的長度為1.8m,則他在距扁擔(dān)左端m處將谷子挑起來才能使挑擔(dān)水平（扁擔(dān)和筐的重

力均不考慮）；為了方便行走，小明將兩筐谷子同時向內(nèi)移動了0.1m,則需要.筐（選填“左”或

“右”）增加約kg（保留1位小數(shù)）谷子，才能基本保持挑擔(dān)水平。

【答案解析】1右0.7

L左G右gm/,25

【試題解答】根據(jù)杠桿平衡條件有G“L,；=G（1L“，則丁=1=羨1=第=5:4。扁擔(dān)的長度為1.8m,

L右U左gm左20

則他在距扁擔(dān)左端L，,=L8mXq=lm處將谷子挑起來才能使挑擔(dān)水平，右筐距離0.8m。

將兩筐谷子同時向內(nèi)移動了0.1m,則左端距離變?yōu)?.9m,右端距離變?yōu)?.7m,此時G江=200N

X0.9m=180N.m；GoL?=250NX0.7m=105N.m?左邊力與力臂乘積大于右邊力與力臂乘積：要使挑擔(dān)基

本保持水平，根據(jù)杠桿平衡條件應(yīng)該在右邊增加谷子:m'=+-m右，2。然9m-25kg30.7kg。

5.（2021達州21）同學(xué)們在探究影響浮力大小的因素時，發(fā)現(xiàn)手中的彈簧測力計損壞了，聰慧的

小強同學(xué)利用刻度均勻的杠桿和鉤碼（每只重0.5N）替代彈簧測力計順利地完成了該實驗。以下是小

強同學(xué)的實驗操作，請你幫他完善該實驗探究。

（1）將杠桿安裝在支架上，靜止時如圖1所示，應(yīng)將平衡螺母向（選填“右”或“左”）調(diào)節(jié)，

使杠桿在水平位置平衡；

U"1一二

（2）如圖2甲所示，將重2N的物體G掛在/點，兩只鉤碼掛在6點時，杠桿在水平位置平衡；

（3）將物體G部分浸入水中（如圖2乙所示），兩只鉤碼移到C點時，杠桿水平位置平衡；

（4）將物體G浸沒于水中（如圖2丙所示），兩只鉤碼移到〃點時，杠桿在水平位置平衡；

（5）將物體G浸沒于鹽水中（如圖2丁所示），兩只鉤碼移到￡點時，杠桿在水平位置平衡。

幺ED(B

-[rFTT子Lui崖1Ppi卬r空中1S3

0S

三；歸-三

甲乙內(nèi)

圖2

分析與論證：分析比較(2)、(3)、(4)可得：物體G所受浮力大小與有關(guān);分析比較(2)、(4)、

(5)可得：物體G所受浮力大小與有關(guān)；由題中信息計算物體G的體積片m3,鹽水的密

度睢水=—kg/m3?(夕水=1.0x10'kg/n?,gON/kg)

【答案解析】(1)右分析與論證：物體排開液體的體積液體的密度L0義10一"1.

125X103

【試題解答］(1)杠桿在如圖1位置平衡后，要使杠桿在水平位置重新平衡，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)。

分析與論證：步驟(2)、(3)、(4)是讓物體未浸入、部分浸入和浸沒于水中，而鉤碼逐漸靠近支點,

說明物體G所受的浮力逐漸變大，所以可得物體G所受的浮力大小與排開液體的體積有關(guān)。

步驟(4)(5)是讓物體G分別浸沒在水中和鹽水中，所以比較的是浮力大小與液體密度的關(guān)系。

由步驟⑷及杠桿的平衡條件得：(G?-Fs)?4L=1N,4L,(2N-F浮)-4L=1N-4L；所以F浮=1N。

物體的體積：丫物7"=—―=—M=1°”而。

p水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg

由步驟(5)及杠桿的平衡條件得：(2N-F/)-4L=lN-3.5L；F；/=1.125N。鹽水的密度：

P就小——=J125N=1.i25X10：ikg/m：i<.

gv物10N/kgxi0-4m3

搶分點3.杠桿的分類

（1）根據(jù)動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，將杠桿分為三類:

A.省力杠桿：動力臂大于阻力臂，動力小于阻力。特點是：省力費距離。如撬棒，一般用在需要的

動力較大的地方。

B.等臂杠桿：動力臂等于阻力臂，動力等于阻力。特點是既不省力又不省距離。常見的有定滑輪、天

平。

C.費力杠桿：動力臂小于阻力臂，動力大于阻力。特點是：費力省距離。如釣魚竿等，一般用在需

要動力較小的地方。

（2）區(qū)分這三種杠桿的簡單方法：根據(jù)需要的動力的大小，需要較大動力的力，一般是省力杠

桿。一個杠桿，不同的使用方法，可以在省力杠桿和費力杠桿之間轉(zhuǎn)換。

奄例題精選

（2021北京3）如圖所示，正在使用的四種工具，屬于費力杠桿的是（）

A.羊角錘B.

【答案解析】D

【試題解答】A.羊角錘在使用過程中，動力臂大于阻力臂，省力杠桿，A錯。

B.核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，省力杠桿，B錯。

C.園藝剪在使用過程中，動力臂大于阻力臂，省力杠桿，C錯。

D.食品夾在使用的過程中，阻力臂大于動力臂，費力杠桿，D正確。選D。

【提分秘訣】區(qū)分這三種杠桿的簡單方法：根據(jù)需要的動力的大小，需要較大動力的力，一般是省

力杠桿；需要較小動力的，一般是費力杠桿；常見的等臂杠桿是定滑輪、天平。

或

工￡7搶分秘練

1.（2021河南8）在如圖所示的工具中，使用時屬于費力杠桿的是（）

【答案解析】B

【試題解答】A.支點在瓶蓋邊緣，動力臂較長，省力杠桿，A錯。

B.支點在夾子兩壁連接處，動力臂較短，費力杠桿，B正確。

C.支點是錘子與地面的接觸點，動力臂較長，省力杠桿，C錯。

D.支點在夾子兩壁連接處，動力臂較長，省力杠桿，D錯。選B。

2.（2021宜昌10）如圖為工地搬運枝頭的獨輪車，人抬起車把時，車體可以看成個杠桿，關(guān)于這個杠

桿下列說法對的是（）

A.手握的位置靠近把手末端時更費力B.破頭的位置遠離車輪時抬起更省力

C.輪子的中心是杠桿的支點D.圖中拉力F大于重力G

【答案解析】C

【試題解答】A.手握的位置靠近把手末端時，動力臂更長，更省力，A錯。

B.磚頭的位置遠離車輪時，重力的阻力臂變大，抬起更費力，B錯。

C.工地搬運磚頭的獨輪車工作時，車輪中心是支點，C正確。

D.根據(jù)杠桿平衡條件，拉力力臂大于阻力力臂，圖中拉力F小于重力G,D錯?選C。

3.（2021蘇州2）如圖所示的工具中，在使用時屬于省力杠桿的是（）

A.鏡子B.開瓶器C.船槳D.釣魚竿

【答案解析】B

【試題解答】鐐子、船槳、釣魚竿在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿；開瓶器在使用時,

動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，B正確。選B。

4.（2021?龍東）下圖是杠桿原理在生活中的應(yīng)用，能省距離的是（）

A.用羊角錘起釘子用撬棒撬石頭

用啟子起瓶蓋用釣魚竿釣魚

【答案解析】D

【試題解答】A.能省距離的杠桿為費力杠桿。用羊角錘起釘子，是省力杠桿，費距離，A錯。

B.用撬棒撬石頭，是省力杠桿，費距離，B錯。

C.用起子開瓶蓋，是省力杠桿，費距離，C錯。

D.用釣魚竿釣魚，是費力杠桿，省距離，D正確。選D

5.（2021南京18）如圖是過去農(nóng)村用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖。。為固定轉(zhuǎn)軸，A處連接著石球,

腳踏桿的B處可使石球升高，抬起腳，石球會落下去擊打稻谷。石球重50N,不計摩擦和桿重。

（1）腳沿與桿垂直方向至少用力％才能將石球抬起。&的力臂為m,此時舂米工具是一個

（選填“省力”或“費力”）杠桿;

（2）腳豎直向下至少用力F?為N,才能將石球抬起，H和B的大小關(guān)系為F?______F,o

【答案解析】⑴1省力（2）20>

【試題解答】腳沿與桿垂直方向用力F：將石球抬起,R的力臂：h=L4m-0.4m=lm；動力臂大于阻力臂,

所以舂米工具是省力杠桿。

（2）腳豎直向下用力&將石球抬起，如圖所示:

由杠桿的平衡條件得到F2I/=G1/；￥=「=照=宇=；：F2=§=笠”20No

GI】OB1m555

由于阻力和阻力臂不變，R的力臂大于F?的力臂，由杠桿的平衡條件可知：F2>FU

搶分點4.動（定）滑輪

（1）定滑輪：滑輪的軸固定不動的滑輪。它的實質(zhì)是一個等臂杠桿。即不省力也不費力，好處是：

可以改變用力的方向。

（2）動滑輪：物體和滑輪一起動的滑輪。它的實質(zhì)是動力臂是阻力臂二倍的杠桿。它可以省一半

的力，但需要費一倍的距離。

圖例題精選

如圖所示，用三個滑輪分別拉同一個物體，沿同一水平面做勻速直線運動，所用的拉力分別為&、F2、

F3,比較它們的大小應(yīng)是（）

A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3C.F2>F1>F3D.F2<F1<F3

【答案解析】D

【試題解答】拉同一個物體，沿同一水平面做勻速直線運動時，物體與水平面的摩擦力一樣。在1中,

繩子繞過的是定滑輪，不省力，件等于摩擦力:在2中，繩子繞過的是動滑輪，省一般的力，握

等于摩擦力的一半；圖3中，號需要克服摩擦力的2倍的力，所以艮>K>Fz,D正確，選D。

【提分秘訣】分析動滑輪的力的問題，可以采納受力分析的一般方法去分析。提升物體時，豎直向

上的拉力與豎直向下的重力以及摩擦力是平衡力時，滑輪組才會勻速上升。水平拉動物體時，拉

力與摩擦力之和需等于物體與接觸面的摩擦力平衡才會勻速運動。

M?

屋搶分秘練

1.用圖所示的定滑輪勻速提升重物G時，向三個方向的拉力大小分別為R、艮、F3>則三個力大小

關(guān)系是（）

A.件最大B.Fz最大C.R最大1).一樣大

【答案解析】D

【試題解答】圖中是用定滑輪勻速提升物體，所以不省力也不費力，三個力相等。

2.如圖所示，動滑輪重2N,彈簧秤的示數(shù)為10N,如忽略繩重及摩擦，則拉力F和物體的重為

□

A.20N,18NB.ION,18NC.18N,IOND.20N,20N

【答案解析】B

【試題解答】如忽略繩重及摩擦，豎直向上的拉力有兩個，都等于彈簧秤的示數(shù)10N,豎直向下的

也有兩個力，即動滑輪重2N和物重。所以有2F=G物+G動，G初=2F-G動=2X10N-2N=18N。B正確，選B。

搶分點5.滑輪組

將動滑輪和定滑輪組合使用的機械，就是滑輪組。組裝滑輪組的方法：繩子與輪子相連的一端遵循

“奇動偶定”：奇數(shù)股，在動滑輪上；偶數(shù)股，在定滑輪上。

常見的數(shù)量關(guān)系：

（1）S=nh（S-繩子移動端移動的距離：n-繩子的股數(shù)；h-物體移動的距離）

（2）V后nV物（V動-動力引動的速度；V物-物體移動的速度）

（3）F=至&（G物-物體的重力；G動-動滑輪的重力）（忽略繩重和摩擦力）

n

（4）G物二nF—G動；G動二nF—G物。

全例題精選

如圖所示，利用滑輪組將一重為9N的物體在2s內(nèi)勻速向上提升了10cm,拉力為4N,不切摩

擦和繩重，（g取10N/kg）。則動滑輪重N；拉力移動的速度為m/so

【答案解析】30.15

【試題解答】由圖可知：與動滑輪相聯(lián)系的繩子股數(shù)為n=3,分析題意有：G物=9N,t=2s,h=10cm,F=4N。

不計一切摩擦和繩重，有：G.=nF-G==3X4N-9N=3N。物體上升的速度：V初=:=啜=5cm/s；拉力

移動的速度為VQnV*,=3X5cm/s=15cm/s=0.15m/s?

【提分秘訣】牢記常見物理量的計算公式。也可以根據(jù)功的原理分析：使用任何機械都不能省功，費

幾倍的力就會省幾倍的距離；省幾倍的距離就會費力幾倍的力。

維o搶分秘練

1.（2021巴中10）如圖所示，物重為G的物體在不同簡單機械中均處于平衡狀態(tài)（不計機械自重和

摩擦），拉力大小錯誤的是（）

^TT

A.F,=GB.F?=G/3C.F：,=G/2D.F產(chǎn)G/2

【答案解析】C

【試題解答】A.由圖像可知L尸L,由杠桿平衡條件FL=FL可得K=G,A正確。

B.由圖像可知滑輪組n=3,則F產(chǎn)G/3,B正確。

C.由圖像可知動滑輪動力作用在軸上，F(xiàn)3=2G,C錯。

D.不計機械自重和摩擦，斜面為理想斜面，滿足FL=Gh,即F,=G/2,D正確。選C。

2.（2021?濱州市）如圖所示，重800N的物體在100N水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度

沿水平地面向左勻速直線運動了20s,滑輪組的機械效率為60%。在此過程中，下列說法對的是

()

A.拉力廠做的功為