專題24 杠桿平衡分析及應用（原卷版）-2022年中考物理二輪專項復習核心考點突破與必刷題型匯編（全國通用）

專題24杠桿平衡分析及應用【核心考點講解】1、杠桿的平衡條件（1）探究杠桿平衡條件實驗中，杠桿在水平位置平衡，但在實際生產和生活中，許多情況下，杠桿在傾斜的情況下靜止，此時杠桿受到平衡力作用，所以杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。（2）杠桿平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。（3）公式：，即。2、杠桿的動態(tài)平衡分析（1）杠桿動態(tài)平衡：構成杠桿的某些要素發(fā)生變化時，杠桿仍處于靜止狀態(tài)或勻速轉動狀態(tài)。（2）常考類型①阻力一定，判斷動力變化情況；②動力和阻力不變，動力臂和阻力臂變化情況；③動力臂和阻力臂不變，動力和阻力變化情況。3、杠桿中最小力的問題（1）根據(jù)杠桿平衡條件，阻力、阻力臂一定時，要使動力最小，則須使動力臂最長，連接杠桿支點和動力作用點所得線段，即為最長動力臂。（2）具體步驟：①確定杠桿中支點和動力作用點的位置；②連接支點與動力作用點，得到最長線段；③經(jīng)過動力作用點做出與該線段垂直的直線；④根據(jù)杠桿平衡原理，確定使杠桿平衡的動力方向。【必刷題型精講】1．（2021?衡陽中考）如圖所示，是我國古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理，有關它的說法正確的是（）A．“標”、“本”表示力，“權”、“重”表示力臂 B．圖中的B點為杠桿的支點 C．“權”小于“重”時，A端一定上揚 D．增大“重”時，應把“權”向A端移2．（2021?泰州中考）如圖，在均勻杠桿的A處掛3個鉤碼，B處掛2個鉤碼，杠桿恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠桿在水平位置平衡的是（所用鉤碼均相同）（）A．兩側鉤碼同時向支點移動一格 B．兩側鉤碼下方同時加掛一個鉤碼 C．左側加掛一個鉤碼，右側加掛兩個鉤碼 D．左側拿去一個鉤碼，右側鉤碼向左移動一格3．（2021?廣西中考）如圖是小華在勞動教育實踐活動中體驗中國傳統(tǒng)農耕“舂稻谷”的示意圖。小華若要更省力，下列做法可行的是（）A．支點不動，腳在桿上的位置前移 B．將支點靠近人，腳在桿上的位置不動 C．將支點靠近人，同時腳在桿上的位置前移 D．將支點遠離人，同時腳在桿上的位置后移4．（2021?鎮(zhèn)江中考）如圖所示，輕質杠桿OB可繞O點轉動，OA＝AB，用細線將重物懸掛在A點，在B點作用豎直向上的拉力F，則在保持杠桿水平靜止的情況下（）A．拉力F的大小為物重的2倍 B．當懸掛點左移時，F(xiàn)將減小 C．若F改為沿圖中虛線方向施力，F(xiàn)將增大 D．若物重增加2N，F(xiàn)的大小也增加2N5．（2021?揚州中考）有關蠟燭蹺蹺板的小制作，下列說法正確的是（）A．選用越粗的蠟燭效果越好 B．轉軸位置離蠟燭重心越遠越好 C．為防止蠟燭擺動過大而翻轉，可使轉軸位置處于蠟燭重心上方 D．為防止蠟燭擺動過大而翻轉，可將蠟燭兩端的下側面削去一些6．（2021?棗莊中考）如圖所示，一根質地均勻的木桿可繞O點自由轉動，在木桿的右端施加一個始終垂直于木桿的作用力F，使木桿從OA位置勻速轉到OB位置的過程中，力F的大小將（）A．先變大，后變小 B．先變小，后變大 C．一直是變大的 D．一直是變小的7．（2021?新疆中考）如圖所示用剪刀將一張紙片緩慢地一刀剪斷的過程中，阻力臂L阻和動力F動的變化情況是（）A．L阻不變，F(xiàn)動變大 B．L阻不變，F(xiàn)動不變 C．L阻變大，F(xiàn)動變大 D．L阻變大，F(xiàn)動不變8．（2021?達州中考）如圖所示，AOB為輕質杠桿，B端用細線掛一重物G，在A端分別施加作用力F1、F2、F3時，杠桿都能在圖示位置平衡。則下列說法正確的是（）A．F1最小 B．F2最大 C．使用此杠桿、筷子、輪軸等機械一定能省力，但不能省功 D．若作用力為F3，保持F3與OA垂直，使重物勻速上升，F(xiàn)3將逐漸減小9．（2021?溫州中考）停放自行車時，若要從如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力，將后輪略微提起。其中最省力的點是（）A．A點 B．B點 C．C點 D．D點10．（2021?廣元中考）如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，輕質杠桿上每個小格長度均為2cm，在B點豎直懸掛4個重均為0.5N的鉤碼，當在A點用與水平方向成30°角的動力F拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。對該杠桿此狀態(tài)的判斷，下列說法中正確的是（）A．杠桿的動力臂為8cm B．該杠桿為費力杠桿 C．該杠桿的阻力大小為0.5N D．動力F的大小為1.5N11．（2021?益陽中考）如圖，裝滿物品的拉桿式旅行箱總重60N，其重心在箱體的幾何中心，圖中AB與BC等長?，F(xiàn)將平放在水平地面上的該旅行箱的C端抬離地面，至少用力N，拉桿越短，所需的力越。12．（2021?永州中考）如圖所示，在一質量不計、刻度分布均勻的杠桿上的A點懸掛兩個質量均為50g的鉤碼，將一質量為0.3kg的物體放在水平地面上，用一輕繩將該物體懸掛在杠桿上的B點，杠桿在水平位置平衡。此時輕繩對杠桿的拉力大小為N，物體對地面的壓力大小為N。要使物體對地面的壓力大小為零，同時杠桿在水平位置平衡，則在A點要增掛個50g的鉤碼。現(xiàn)提供一個量程為0～3N的彈簧測力計和若干個50g的鉤碼，利用彈簧測力計和鉤碼使杠桿在水平位置平衡，則在A點所掛鉤碼的個數(shù)最多為個。（g＝10N/kg）13．（2021?大連中考）工人使用獨輪車搬運石頭，相關信息如圖所示，車箱和石頭所受的總重力G＝1200N，推車時，雙手向上的力F＝N；如果將這些石頭偏向車箱前部裝載，推車時，雙手向上的力為F′，則F′F（選填“＞”“＝”或“＜”）。14．（2021?宿遷中考）小明在社會實踐中觀察到修理汽車的叔叔使用扳手時，還在扳手手柄上加了一個套筒，如圖甲所示。于是小明設計了如圖乙所示的裝置，探究輕質杠桿的動力大小與動力臂的關系。（1）測量時，總保持杠桿在水平位置平衡，目的是便于。（2）改變動力臂，多次測量，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)畫出如圖丙所示的動力隨動力臂變化的圖像，則杠桿左端所掛重物的重力大小是N（杠桿上每一小格長度為1cm），小明發(fā)現(xiàn)圖像中每次描出的點與兩坐標軸圍成的方形面積（如圖丙中陰影部分）總相等，原因是。15．（2021?無錫中考）小紅和小華用一只彈簧測力計，一根長度為1m、質量為1.2kg粗細均勻、質量均勻分布的圓柱型螺紋鋼AB，一只金屬筐，制成了如圖所示的機械裝置。制作時，她們將金屬筐系于螺紋鋼上的B端，當懸掛螺紋鋼的鋼索在螺紋鋼上的懸吊點移至O點時，螺紋鋼在水平位置平衡，測得OB＝4cm，則金屬筐的質量為kg。稱重時，將重物放入金屬筐中，用彈簧測力計豎直向下拉住螺紋鋼的A端，使之再次在水平位置平衡，此時彈簧測力計示數(shù)為15N，則重物的質量是kg。若在她們制作的裝置中僅將彈簧測力計換成質量為1kg的“秤砣”，制成桿秤，從O點開始，沿OA每隔1cm標出對應的質量刻度，則該桿秤的分度值為kg。（g取10N/kg）16．（2021?齊齊哈爾中考）杠桿是我們生活中一種常見的簡單機械，如圖所示，輕質杠桿OA可繞O點無摩擦轉動，A點懸掛一個重為20N的物體，B點施加一個豎直向上的拉力F，使杠桿在水平位置平衡，且OB：AB＝2：1。則F＝N，此杠桿是杠桿。17．（2021?重慶中考）如圖所示，ABC是以O為支點的輕質杠桿，AB＝40cm，OB＝30cm，OC＝60cm，水平地面上的實心均勻正方體物塊M重為80N，用細線與C點相連，在A點用60N的力沿某方向拉杠桿，使M對地面的壓力最小，且杠桿處于水平位置平衡，此時細線的拉力為N；保持A點的拉力大小和方向以及杠桿的狀態(tài)不變，要使M對地面的壓強變?yōu)樵瓉淼?，可將物塊M沿豎直方向切去的質量為kg。（忽略支點處的摩擦）18．（2021?南充中考）如圖甲所示，AB為輕質杠桿，AC為輕質硬棒且與力傳感器相連，圖乙是物體M從A點開始向右勻速運動過程中力傳感器讀數(shù)大小與時間的關系圖像，則物體M的質量大小g；已知OA的長度為30cm，OB足夠長，AC能承受的最大彈力大小為15N，若要桿不斷，物體從A點開始運動時間最長為s（g＝10N/kg）。19．（2021?南通中考）如圖，輕質杠桿平衡，請作出動力F1的力臂l1和杠桿所受阻力F2的示意圖。20．（2021?威海中考）如圖是撐桿跳運動員起跳動作示意圖，請在圖中畫出運動員對撐桿A點豎直向下的拉力及其力臂。21．（2021?常州中考）請在圖中畫出使杠桿ABC保持平衡的最小動力F1及其力臂L1的示意圖。22．（2020?朝陽中考）圖甲是自行車手閘，其中AOC部分可視為杠桿，O為支點，剎車線對A點的拉力為阻力F2，其簡化示意圖如圖乙。請在乙圖中畫出：（1）阻力的力臂L2；（2）剎車時，作用在杠桿AOC上的最小動力F1。23．（2021?江西中考）[探究名稱】探究杠桿的平衡條件[猜想與假設】猜想一：動力×動力臂＝阻力×阻力臂猜想二：動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離【設計實驗與進行實驗】（1）如圖甲所示，應將杠桿兩端的螺母向（選填“左”或“右”）調節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。（2）如圖乙所示，小明同學掛上鉤碼并調節(jié)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡，記錄的數(shù)據(jù)如表。（3）改變鉤碼的和鉤碼的位置重復上述實驗兩次，記錄的數(shù)據(jù)如表。實驗次數(shù)動力F1/NOB間距離/cm阻力F2/NOA間距離/cm小明11.050.51021.5101.01531.0102.05小紅和小明40.8151.01051.4151.010【分析與論證】根據(jù)小明同學的數(shù)據(jù)可驗證猜想（選填“一”、“二”或“一和二”）是正確的。而小紅同學則認為小明同學每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點到力的作用點的距離，具有一定的特殊性，還應改變動力或阻力的進行實驗。于是，小紅同學協(xié)助小明同學按圖丙方式進行實驗，獲得表中后兩組數(shù)據(jù)。綜合分析表中數(shù)據(jù)可驗證猜想是錯誤的。若要驗證另一種猜想是否正確，必須添加的測量工具是。通過以上探究，小明同學真正理解了力臂是支點到的距離。24．（2021?東營中考）圖甲是某實驗小組探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置。（1）掛鉤碼前，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)；要想使杠桿在水平位置平衡，接下來應將杠桿兩端的螺母向（選填“左”或“右”）側調節(jié)。（2）圖乙是一個平衡的杠桿，此時若推動右側鉤碼的懸線（如圖丙所示），就會發(fā)現(xiàn)杠桿（選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。（3）在探究過程中，需要進行多次實驗的目的是。（4）某同學提出，若支點不在杠桿的中點，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是該小組利用圖丁所示的裝置進行探究，在杠桿O點處掛上2個鉤碼，用彈簧測力計在A點處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，此時彈簧測力計示數(shù)為N。以彈簧測力計的拉力為動力F1，鉤碼處繩子拉力為阻力F2，多次改變動力作用點的位置進行實驗發(fā)現(xiàn)：當杠桿水平平衡時，F(xiàn)1L1總是（選填“大于”、“等于”或“小于”）F2L2，其原因可能是。（5）圖丁中，彈簧測力計處在A點位置時，此杠桿屬于（選填“省力”或“費力”）杠桿，請舉出它在生活生產中的一個應用實例：。25．（2021?蘭州中考）如圖甲所示的輕質杠桿，O為支點。用細線將質量為4kg、密度為4.0g/cm3的物體P懸掛在A點，同時在B點施加豎直向下的力F使杠桿水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用細線將密度為3.0g/cm3的物體Q懸掛在支點O的左側，再將P、Q分別浸沒在水和某種未知液體中，調節(jié)細線在杠桿上的懸掛點使杠桿再次水平平衡。如圖乙所示，測得杠桿左、右側的力臂大小分別為L1和L2。然后將物體P、Q取出擦干后左右對調，再次將P、Q分別浸沒在未知液體和水中，重新調節(jié)杠桿仍能水平平衡，測得杠桿左、右兩側的力臂大小分別為L1′和L2′。已知ρ水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠桿足夠長，在調節(jié)過程中P、Q始終未露出液面，也未與容器壁和底接觸。求：（1）力F的大??；（2）物體P浸沒在水中時受到的浮力；（3）未知液體的