2023年中考物理总复习精品系列15：杠杆及其应用

2023物理中考力学总复习系列

九、杠杆及其应用

第一部分：知识点回顾

一、杠杆的定义及五要素

1．杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。在力的作用下能绕固定点转动，这是杠杆的特点。杠杆有直的也有弯的。

2．杠杆的五要素

（1）支点：杠杆(撬棒）绕着转动的点，用字母O标出。

（2）动力：使杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F1标出。

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F2标出。注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。

（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1标出。

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2标出。

二、杠杆平衡条件

1．动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。

2．杠杆的平衡条件实验

（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂L1和L2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图乙方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。

（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。

3．杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。

利用杠杆的平衡条件来分析有关问题，一般按照以下步骤：（1）确定杠杆的支点的位置；（2）分清杠杆受到动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地做出力的示意图；（3）确定每个力的力臂；（4）根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。

三、杠杆的分类及应用

第二部分：主要考点及典型例题

一、探究杠杆的平衡条件

1. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中。

（1）在杠杆上挂钩码前，杠杆静止在甲图中的位置，为使杠杆水平平衡，应将右端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节。将杠杆调节水平平衡的目的是避免___________________对实验的影响和便于___________________。

（2）乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A处下方再挂一个相同钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将挂在B处的钩码向右移动_______格。

（3）若取掉乙图中挂在B处的钩码，改用弹簧测力计钩在C处对杠杆施拉力，为使杠杆保持水平平衡，且弹簧测力计示数最小，则弹簧测力计对杠杆的拉力方向是______________。

（4）此实验多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是_____________（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）

二、杠杆平衡条件的应用

1．如图中每个钩码的质量相同，杠杆处于平衡状态。下列能使杠杆左端下沉的是

A．两边各加一个钩码

B．两边钩码各向外移动一格

C．左边增加一个钩码，右边向外移动两格

D．左边向外移动二格，右边加一个钩码

2. 如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F

A．变小  B．变大

C．不变  D．先变大后变小

3．如图为“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出，甲图中杠杆处于水平位置平衡。松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′（B′点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该放在

A．B′点处  B．①点处

C．②点处  D．③点处

4. 如图所示，杠杆在水平位置平衡。在其他条件不变的情况下，下列操作一定能使弹簧测力计示数增大的是

A．将钩码悬挂点向右移

B．将弹簧测力计悬挂点向右移

C．将钩码和弹簧测力计的悬挂点均向左移

D．增加钩码的个数并将钩码悬挂点向右移

三、杠杆的分类及生活中的杠杆

1．如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点转动，在B点挂一物体。在C点施加力F1时，棒刚好处于静止状态。下列说法中正确的是

A．此时，F1的方向向上

B．在C点无论向哪个方向拉，F1大小不变

C．这是一个费力杠杆

D．F1＝F2

2．下列简单机械属于省力杠杆的是

A．剪刀 B．起重机吊臂

C．船桨 D．核桃夹

3．如图所示的工具中，属于费距离杠杆的是

A． B．

C． D．

4．如图所示，一根一端粗一端细的木棒，用细线悬起来，刚好在水平处平衡，如果沿悬挂线锯成两段，则

A．粗端较重  B．细端较重        C．两端一样重  D．无法比较

四、作图题：

1. 如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的      。

2.在图中画出力F对支点O的力臂。

3. 如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。

第三部分：随课练习

1. 如图所示，杠杆在水平位置平衡。在其他条件不变的情况下，下列操作一定能使弹簧测力计示数增大的是

A．将钩码悬挂点向右移

B．将弹簧测力计悬挂点向右移

C．将钩码和弹簧测力计的悬挂点均向左移

D．增加钩码的个数并将钩码悬挂点向右移

2. 如图所示杠杆，力F方向始终竖直向上，当此杠杆在动力F作用下，将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时，则

A．F大小始终不变

B．F先变大后变小

C．F先变小后变大

D．无法判断F大小的变化

3. 如图所示，一根一端粗一端细的木棒，用细线悬起来，刚好在水平处平衡，如果沿悬挂线锯成两段，则

A．粗端较重  B．细端较重

C．两端一样重  D．无法比较

4．自行车是人们常用的交通工具，它应用了许多物理知识，下面说法中正确的是

A．刹车传动系统应用了费力杠杆         B．车把应用了杠杆

C．链条和前后轮盘组成滑轮组           D．轮胎制有花纹是为了减小摩擦

5．如图，轻质杠杆OA中点通过细线悬挂一个重力为60 N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，下列有关说法正确的是

A．使杠杆顺时针转动的力是物体的重力

B．此杠杆为费力杠杆

C．杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小为30 N

D．保持F的方向竖直向上不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将增大

6. 饲养员用铡刀铡草喂动物时，为了铡草时省力，饲养员应把草放在________（填“靠近”或“远离”）轴的地方，这样可以使动力臂________，阻力臂________，而达到省力的目的。

7. 如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是

A．以A点为支点的费力杠杆

B．以A点为支点的省力杠杆

C．以B点为支点的费力杠杆

D．以B点为支点的省力杠杆

8. 人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5 kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定(    )

A．大于5 kg     B．大于49 N

C．小于49 N     D．等于49 N

9.过去农村用的舂米工具是一个杠杆，如图所示是它的结构示意图。O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下打击稻谷。请在图中画出动力F1的力臂和石球所受重力G的示意图。

10. 如图所示，在杠杆C点挂上钩码，在转轴O上套有半径大小为R的圆形纸板，纸板圆心也在O点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力FA、FB，杠杆都能在水平位置保持平衡。杠杆平衡时，拉力FB的力臂大小为____，拉力FA____（选填“>”、“=”或“<”）FB。

11. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）让杠杆在水平位置平衡的目的是__________________。

（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上______个钩码，使杠杆在水平位置平衡。

（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙），弹簧测力计示数如何变化________________。

（4）在探究过程中，我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力、阻力臂四个物理量，在进行多次实验的过程中，我们________（选填“可以”或“不可以”）同时改变多个量，进行探究测量。