备战2022 中考科学 重难点练习 专题2.3 杠杆

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专题2.3 杠杆
1.如图所示为一把指甲刀的示意图，它由ABC、OBD和OED三个杠杆组成，用指甲刀剪指甲时，杠杆ABC的支点是（ ）。

A. A点 B.B点 C.C点 D.O点
【答案】C
【解析】杠杆可以绕某一固定点转动，该固定点即为支点；据此进行分析．
2.如图所示，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G，为保持杠杆在水平位置平衡，在B点分别作用的四个动力的力臂中最长的是（ ）。
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4

【答案】C
【解析】由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小．所以要判断哪个动力最小，就看哪个动力对应的动力臂最长．支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力．
3.水泥是一种重要的建筑材料，把水泥用在建筑上，坚固耐压，但不耐拉，通常在混凝土建筑物需承受拉力的部位用钢筋来加固，正确地放置钢筋的位置，可以使建筑物更加牢固。如图所示，楼板和阳台的加固钢筋的位置都正确的是（ ）。

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】从题目材料中抓捕到有用的信息：①混凝土耐压，钢筋耐压也耐拉．②混凝土建筑物承受张力的部位要用钢筋来加固．
处理信息后分析推理可知，人站在房间的楼板上，给平台向下的压力，由于楼板两端壁支撑楼板，在压力的作用下向下弯曲，致使楼板上面承受压力，下面承受张力，所以在房间的楼板内的钢筋应放在下部．人站在阳台上，给阳台向下的压力，由于阳台只有一端压在墙壁中，因此阳台在压力的作用下向下弯曲，致使阳台上部承受张力，下部承受压力，所以阳台内的钢筋应放在上部．
4.如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是1800N,且AB=1.8m,BD=0.6m,CD=0.4m,则要撬动该石块所用的最小的力应不小于( )

A. 600N B. 400N C. 200N D. 150N
【答案】C
【解析】①若以D点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时AD为动力臂，CD为阻力臂，如图：

②若以B点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时AB为动力臂，BC为阻力臂，如图：

由图知，ADBC，所以②更省力；
如上图，以B为支点，动力臂AB=1.8m，阻力臂BC=BD−CD=0.6m−0.4m=0.2m，
由杠杆的平衡条件：F1×AB=F2×BC，得：
F1×1.8m=1800N×0.2m，
∴F1=200N.
故选C.
5.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】由图可知动力F1的力臂始终保持不变,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,重力的力臂逐渐增大,在L2L1之后，杠杆变为费力杠杆，故在这个过程中此杠杆先是省力的，后是费力的。故选B.
6.如图所示，杠杆AB绕点B转动，C为AB的中点，在C处挂一重物G，动力F作用在A点，则该杠杆（ ）

A. 一定是省力杠杆
B. 一定是费力杠杆
C. 一定是等臂杠杆
D. 可能是等臂杠杆
【答案】D
【解析】杠杆分为三种：省力杠杆费力杠杆和等臂杠杆，省力杠杆是动力臂大于阻力臂的杠杆，费力杠杆是动力臂小于阻力臂的杠杆，等臂杠杆是动力臂等于阻力臂的杠杆，力臂是支点到力的作用线的距离。题中只确定了动力的作用点,动力的方向并不确定，所以动力臂可能很长，也可能很短,所以省力、费力、等臂都有可能。故选择D。
7.如图，用甲、乙两种方式搬起质量为10kg的长方形箱子（质量分布均匀），则（　　）

A.用甲图所示的方式更省力
B.用乙图所示的方式更省力
C.人体肌肉需要承受的力一定小于98N
D.人体肌肉需要承受的力一定小于10kg
【答案】B
【解析】解：AB、两次搬起箱子时的情况如图（1）所示，

在上述两种情况下，阻力为箱子的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上．
手的前臂是一根以肘关节处为支点的杠杆；由图可知，阻力G和动力臂L1不变，箱子横放时阻力臂变短，即L2变小；根据杠杆的平衡条件可知，动力变小，所以用乙图所示的方式更省力．故A错误，B正确；
C、箱子的重力为G=mg=10kg×9.8N/kg=98N；
由图（2）知，肱二头肌的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，支点在肘关节处，所以动力臂小于阻力臂，即L1＜L2；根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，F1＞F2，即肱二头肌收缩所承受的力一定大于98N．故C错误；
D、力的单位是N，不是kg，故D错误．
8.如图所示为手臂负重（指能承受的最大物重）示意图，当人的前臂按图示方向伸展至水平位置时，下列图像中，能表示手臂负重大小与手臂伸展程度大致关系的是（ ）。

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】将前臂作为一个杠杆，可以画出其对应的力及力臂，如下图所示：

图中的F1表示动力,F2表示阻力，O表示支点，结合省力杠杆、费力杠杆的定义不难得出，这是一个费力杠杆。
在提升重物的过程中,可以近似认为动力臂保持不变,而手负重时动力F1为人体的极限值,最大,这样随着前臂的伸展程度增大,阻力臂不断增大,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得，阻力要减小。
即随着前臂的伸展程度增大，负重会减小，只有选项A的图象符合这一规律。
9.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拉着木板．现使物块向左缓慢移动，木板始终在水平位置保持静止．则在此过程中，拉力F（　　）

A. 逐渐变小 B. 逐渐变大 C. 始终不变 D. 先变大后变小
【答案】A
【解析】设长木板长为L,则动力臂为L,物块对木板的压力(即杠杆受到阻力)等于物块的重力,即F′=G,阻力臂为L′，
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得,FL=GL′,即F=GL′/L，
由图可知,动力臂L始终保持不变,物块重力G大小不变,当物块向左缓慢移动过程中,阻力臂L′逐渐变小，则拉力F也将逐渐变小。
故选：A.
10.如图所示，一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直平面内转动，木板下垫有长方体木块C，恰好使木板水平放置。现用一水平力F将C由A向B缓慢推动，在推动过程中，推力F将（ ）。
A.大小不变 B.逐渐增大 C.先增大后减小 D.先减小后增大

【答案】B
【解析】杆受重力G和C对它的支持力FN，由力矩平衡条件知GL=FNL，在C逐渐向右推移的过程中，支持力FN对轴B的力臂L逐渐减小，则FN逐渐增大，力的作用是相互的从而得到压力增大，由此可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大，由平衡条件知，水平推力F也逐渐增大。
故选：B。
11.图中轻质硬杆ABC受力后可绕A点转动，装置摩擦均不计，在D点用轻绳挂一个80N的重物，那么杆要在图示位置保持平衡，杆上所加最小拉力应该加在 点，这个最小拉力为 N。

【答案】C；16
【解析】当力臂为AC时，拉力最小。
12.如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（ ）。

A.一直变大 B.一直变小
C.先变大，后变小 D.先变小，后变大
【答案】C
【解析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力力臂变大，所以动力变大．
当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小．
故F先变大后变小．
13.用如图所示的杠杆提升重物，如果作用在A端的力F始终垂直于杠杆，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中（不超过水平位置），力F的大小将（ ）

A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.保持不变
D.先变大，后变小
【答案】A
【解析】此过程中，重物重力不变；F始终垂直于杠杆，动力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，动力随阻力臂的增大而增大，随阻力臂的减小而减小．
14.如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上且作用点分别在长和宽中点的力，欲使其一端抬离地面，则（ ）。
A.F甲>F乙 B. F甲