杠桿平衡分析及應(yīng)用（原卷版）-2022年中考物理二輪專項(xiàng)復(fù)習(xí)

專題24杠桿平衡分析及應(yīng)用

【核心考點(diǎn)講解】

1、杠桿的平衡條件

(1)探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)中，杠桿在水平位置平衡，但在實(shí)際生產(chǎn)和生活中，許多情況下，杠桿在傾斜的情況

下靜止，此時(shí)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(dòng)力義動(dòng)力臂=阻力X阻力臂。

F1

(3)公式：FlF1,即士鏟。

1122F1

21

2、杠桿的動(dòng)態(tài)平衡分析

(1)杠桿動(dòng)態(tài)平衡：構(gòu)成杠桿的某些要素發(fā)生變化時(shí)，杠桿仍處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。

(2)常考類型

①阻力一定，判斷動(dòng)力變化情況；

②動(dòng)力和阻力不變，動(dòng)力臂和阻力臂變化情況；

③動(dòng)力臂和阻力臂不變，動(dòng)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(shí)，要使動(dòng)力最小，則須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)，連接杠桿支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)

所得線段，即為最長(zhǎng)動(dòng)力臂。

(2)具體步驟：

①確定杠桿中支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)的位置；

②連接支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)，得到最長(zhǎng)線段；

③經(jīng)過動(dòng)力作用點(diǎn)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(dòng)力方向。

【必刷題型精講】

1.(2021?衡陽(yáng)中考)如圖所示，是我國(guó)古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理，有關(guān)它的說法正確的是()

A.“標(biāo)”、“本”表示力，“權(quán)”、“重”表示力臂

B.圖中的B點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)

C.“權(quán)”小于“重”時(shí)，A端一定上揚(yáng)

D.增大“重”時(shí)，應(yīng)把“權(quán)”向A端移

2.（2021?泰州中考）如圖，在均勻杠桿的A處掛3個(gè)鉤碼，B處掛2個(gè)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(cè)鉤碼同時(shí)向支點(diǎn)移動(dòng)一格

B.兩側(cè)鉤碼下方同時(shí)加掛一個(gè)鉤碼

C.左側(cè)加掛一個(gè)鉤碼，右側(cè)加掛兩個(gè)鉤碼

D.左側(cè)拿去一個(gè)鉤碼，右側(cè)鉤碼向左移動(dòng)一格

3.（2021?廣西中考）如圖是小華在勞動(dòng)教育實(shí)踐活動(dòng)中體驗(yàn)中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)耕“舂稻谷”的示意圖。小華若要更省力,

下列做法可行的是（）

B.將支點(diǎn)靠近人，腳在桿上的位置不動(dòng)

C.將支點(diǎn)靠近人，同時(shí)腳在桿上的位置前移

D.將支點(diǎn)遠(yuǎn)離人，同時(shí)腳在桿上的位置后移

4.（2021?鎮(zhèn)江中考）如圖所示，輕質(zhì)杠桿0B可繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=AB,用細(xì)線將重物懸掛在A點(diǎn)，在B點(diǎn)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(dāng)懸掛點(diǎn)左移時(shí)，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的大小也增加2N

5.（2021?揚(yáng)州中考）有關(guān)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(zhuǎn)軸位置離蠟燭重心越遠(yuǎn)越好

C.為防止蠟燭擺動(dòng)過大而翻轉(zhuǎn)，可使轉(zhuǎn)軸位置處于蠟燭重心上方

D.為防止蠟燭擺動(dòng)過大而翻轉(zhuǎn)，可將蠟燭兩端的下側(cè)面削去一些

6.（2021?棗莊中考）如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞0點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木桿的右端施加一個(gè)始終垂直于木桿

的作用力F,使木桿從0A位置勻速轉(zhuǎn)到0B位置的過程中，力F的大小將（）

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(dòng)力F動(dòng)的變化情況是（）

A.L不變，F(xiàn)變大B.L陽(yáng)不變，F(xiàn).不變

阻動(dòng)阻動(dòng)

c.L陽(yáng)變大，F(xiàn)*變大D.Lm變大，F(xiàn)力不變

阻動(dòng)阻動(dòng)

8.（2021?達(dá)州中考）如圖所示，A0B為輕質(zhì)杠桿，B端用細(xì)線掛一重物G,在A端分別施加作用力FPF2,F3

時(shí)，杠桿都能在圖示位置平衡。則下列說法正確的是（）

A.Fi最小

B.F2最大

C.使用此杠桿、筷子、輪軸等機(jī)械一定能省力，但不能省功

D.若作用力為F3,保持F3與0A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(shí)，若要從如圖四點(diǎn)中選擇一點(diǎn)施加豎直向上的力，將后輪略微提起。其中最省

力的點(diǎn)是（）

潰苞"

A.A點(diǎn)B.B點(diǎn)C.C點(diǎn)D.D點(diǎn)

10.（2021?廣元中考）如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，輕質(zhì)杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度均為2cm,在B點(diǎn)

豎直懸掛4個(gè)重均為0.5N的鉤碼，當(dāng)在A點(diǎn)用與水平方向成30°角的動(dòng)力F拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡。

對(duì)該杠桿此狀態(tài)的判斷，下列說法中正確的是（）

A.杠桿的動(dòng)力臂為8cm

B.該杠桿為費(fèi)力杠桿

C.該杠桿的阻力大小為0.5N

D.動(dòng)力F的大小為1.5N

11.（2021?益陽(yáng)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(zhǎng)。

現(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o

箱體

12.（2021?永州中考）如圖所示，在一質(zhì)量不計(jì)、刻度分布均勻的杠桿上的A點(diǎn)懸掛兩個(gè)質(zhì)量均為50g的鉤碼，將

一質(zhì)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(diǎn)，杠桿在水平位置平衡。此時(shí)輕

繩對(duì)杠桿的拉力大小為N,物體對(duì)地面的壓力大小為No要使物體對(duì)地面的壓力大小為零，同

時(shí)杠桿在水平位置平衡，則在A點(diǎn)要增掛個(gè)50g的鉤碼?，F(xiàn)提供一個(gè)量程為0?3N的彈簧測(cè)力計(jì)和若

干個(gè)50g的鉤碼，利用彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼使杠桿在水平位置平衡，則在A點(diǎn)所掛鉤碼的個(gè)數(shù)最多為個(gè)。

（g=10N/kg）

13.（2021?大連中考）工人使用獨(dú)輪車搬運(yùn)石頭，相關(guān)信息如圖所示，車箱和石頭所受的總重力G=1200N,推車

時(shí)，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(shí)，雙手向上的力為X,則F，

F（選填”或

14.（2021?宿遷中考）小明在社會(huì)實(shí)踐中觀察到修理汽車的叔叔使用扳手時(shí)，還在扳手手柄上加了一個(gè)套筒，如圖

甲所示。于是小明設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置，探究輕質(zhì)杠桿的動(dòng)力大小與動(dòng)力臂的關(guān)系。

（1）測(cè)量時(shí)，總保持杠桿在水平位置平衡，目的是便于。

（2）改變動(dòng)力臂，多次測(cè)量，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)畫出如圖丙所示的動(dòng)力隨動(dòng)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(zhǎng)度為1cm）,小明發(fā)現(xiàn)圖像中每次描出的點(diǎn)與兩坐標(biāo)軸圍成的方

形面積（如圖丙中陰影部分）總相等，原因是o

15.（2021?無(wú)錫中考）小紅和小華用一只彈簧測(cè)力計(jì)，一根長(zhǎng)度為1m、質(zhì)量為1.2kg粗細(xì)均勻、質(zhì)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(jī)械裝置。制作時(shí)，她們將金屬筐系于螺紋鋼上的B端，當(dāng)懸

掛螺紋鋼的鋼索在螺紋鋼上的懸吊點(diǎn)移至0點(diǎn)時(shí)，螺紋鋼在水平位置平衡，測(cè)得OB=4cm,則金屬筐的質(zhì)量為

kg。稱重時(shí)，將重物放入金屬筐中，用彈簧測(cè)力計(jì)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(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為15N,則重物的質(zhì)量是kgo若在她們制作的裝置中僅將彈簧測(cè)力計(jì)換成質(zhì)量為1kg

的“秤蛇”，制成桿秤，從0點(diǎn)開始，沿0A每隔1cm標(biāo)出對(duì)應(yīng)的質(zhì)量刻度，則該桿秤的分度值為kgo

（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(jiǎn)單機(jī)械，如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞0點(diǎn)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),

A點(diǎn)懸掛一個(gè)重為20N的物體，B點(diǎn)施加一個(gè)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0為支點(diǎn)的輕質(zhì)杠桿，AB=40cm,OB=30cm,OC=60cm,水平地

面上的實(shí)心均勻正方體物塊M重為80N,用細(xì)線與C點(diǎn)相連，在A點(diǎn)用60N的力沿某方向拉杠桿，使M對(duì)地

面的壓力最小，且杠桿處于水平位置平衡，此時(shí)細(xì)線的拉力為N；保持A點(diǎn)的拉力大小和方向以及杠桿

8

的狀態(tài)不變，要使M對(duì)地面的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼囊唬蓪⑽飰KM沿豎直方向切去的質(zhì)量為kgo（忽略支

15

點(diǎn)處的摩擦）

B

18.（2021?南充中考）如圖甲所示，AB為輕質(zhì)杠桿，AC為輕質(zhì)硬棒且與力傳感器相連，圖乙是物體M從A點(diǎn)開

始向右勻速運(yùn)動(dòng)過程中力傳感器讀數(shù)大小與時(shí)間的關(guān)系圖像，則物體M的質(zhì)量大小,g;已知0A的長(zhǎng)度

為30cm,0B足夠長(zhǎng),AC能承受的最大彈力大小為15N，若要桿不斷,物體從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)為S

(g=10N/kg)o

AB

力傳

北感器

777777777777777777777

甲乙

19.（2021?南通中考）如圖，輕質(zhì)杠桿平衡，請(qǐng)作出動(dòng)力Fi的力臂％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(yùn)動(dòng)員起跳動(dòng)作示意圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出運(yùn)動(dòng)員對(duì)撐桿A點(diǎn)豎直向下的拉力及其

21.（2021?常州中考）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出使杠桿ABC保持平衡的最小動(dòng)力Fi及其力臂Li的示意圖。

22.（2020?朝陽(yáng)中考）圖甲是自行車手閘，其中AOC部分可視為杠桿，0為支點(diǎn)，剎車線對(duì)A點(diǎn)的拉力為阻力F2,

其簡(jiǎn)化示意圖如圖乙。請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫出:

（1）阻力的力臂Lz；

（2）剎車時(shí)，作用在杠桿AOC上的最小動(dòng)力Fi。

甲Z

23.（2021?江西中考）探究名稱】探究杠桿的平衡條件

靖想與假設(shè)】

猜想一：動(dòng)力義動(dòng)力臂=阻力又阻力臂

猜想二：動(dòng)力義支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力X支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

（1）如圖甲所示，應(yīng)將杠桿兩端的螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。

（2）如圖乙所示，小明同學(xué)掛上鉤碼并調(diào)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次，記錄的數(shù)據(jù)如表。

甲乙丙

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F/N0B間距離/cm0A間距離/cm

阻力F2/N

11.050.510

小明21.5101.015

31.0102.05

40.8151.010

小紅和小明

51.4151.010

【分析與論證】

根據(jù)小明同學(xué)的數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想（選填“一”、“二”或“一和二”）是正確的。而小紅同學(xué)則認(rèn)為小明

同學(xué)每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，具有一定的特殊性，還應(yīng)改變動(dòng)力或阻力的

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

于是，小紅同學(xué)協(xié)助小明同學(xué)按圖丙方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得表中后兩組數(shù)據(jù)。綜合分析表中數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想

是錯(cuò)誤的。若要驗(yàn)證另一種猜想是否正確，必須添加的測(cè)量工具是o

通過以上探究，小明同學(xué)真正理解了力臂是支點(diǎn)到的距離。

24.（2021?東營(yíng)中考）圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）掛鉤碼前，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時(shí)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(yīng)將杠桿兩端的螺母向（選填“左”或“右”）側(cè)調(diào)節(jié)。

（2）圖乙是一個(gè)平衡的杠桿，此時(shí)若推動(dòng)右側(cè)鉤碼的懸線（如圖丙所示），就會(huì)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(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的是o

（4）某同學(xué)提出，若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)，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(jìn)

行探究，在杠桿0點(diǎn)處掛上2個(gè)鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)在A點(diǎn)處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)彈簧

測(cè)力計(jì)示數(shù)為N。以彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為動(dòng)力FP鉤碼處繩子拉力為阻力F2,多次改變動(dòng)力作用點(diǎn)的

位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，F(xiàn)/i總是（選填“大于”、“等于”或“小于”）F2L2,其原因

可能是o

（5）圖丁中，彈簧測(cè)力計(jì)處在A點(diǎn)位置時(shí)，此杠桿屬于（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿，請(qǐng)舉出它

在生活生產(chǎn)中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例：o

25.（2021?蘭州中考）如圖甲所示的輕質(zhì)杠桿，0為支點(diǎn)。用細(xì)線將質(zhì)量為4kg、密度為4.Og/cri?的物體P懸掛在

A點(diǎn)，同時(shí)在B點(diǎn)施加豎直向下的力F使杠桿水平平衡，0A：0B=1：2。撤去力F,用細(xì)線將密度為3.O