2021_2022学年初中物理一轮复习11　杠杆、滑轮与斜面 专题练习

专题练习11　杠杆、滑轮与斜面

基础训练    

1.（2020·宁夏）如图是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把　　　点看作支点，此时夹子可近似看作　　　　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 

2.（原创）螺丝钉上的螺纹展开后相当于　　　　，利用该机械是为了　　　　。 

3.（2020·山东济宁）杠杆两端螺母的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　，图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧各减掉一个等重的钩码，杠杆　　　　（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。 

4.（2020·安徽模拟）如图所示，用以O点为支点的杠杆OA提升重物，F是作用在杠杆A端的力。图中线段AD与力F的作用线在一条直线上，且OD⊥AD、BC⊥AD。线段　　　　表示力F的力臂。（选填“BC”“OD”或“AD”）。 

5.（2020·安徽模拟）如图所示，物体甲和乙所受重力都为160 N，滑轮重力及摩擦忽略不计，当用力分别匀速提起物体甲和物体乙时，F甲为　　　　 N，F乙为　　　　 N。 

6.（2020·重庆）如图所示硬棒OB能绕支点O转动，A处用绳子拉住固定在墙壁上。请画出拉力F的力臂（用L表示）。

7.如图所示，仰卧起坐是通过腹肌收缩把人体上半身抬起的常见健身动作。每次平卧好后坐起的初始阶段，人的上半身（上半身重心约在胸部附近）相当于一个　　　　杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”），随着上身的升高，腹肌的收缩力将　　　　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 

8.（2020·安徽宣城一模）如图所示，质量分布均匀的圆柱体重G=500 N，圆柱体高AD=40 cm，底面直径AB=30 cm，若要使该圆柱体的A点离开地面，则需要在D点施加的最小的力是　　　　 N。 

9.（2020·安徽涡阳县月考）小明用两个完全相同的滑轮组装成如图所示滑轮组，把重200 N的物体匀速提升2 m，所用拉力F为80 N，克服绳重与摩擦做功40 J，则每个滑轮重　　　　 N。 

10.（2020·安徽亳州模拟）如图所示，物体A在物体B的重力作用下做匀速直线运动。若在A上再施加一个水平向左、大小为180 N的拉力F（图中未画出），则物体A向左做匀速直线运动，物体B的重力为　　　　 N（滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计）。 

11.（2020·湖南湘西州）在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是（　　）

12.（2020·湖南益阳）如图所示是指甲剪的示意图，F是剪指甲时施加的一个力，则下列关于指甲剪的说法正确的是（　　）

A.指甲剪只由一个杠杆组成

B.指甲剪由两个杠杆组成

C.对杠杆ABC，若以B为支点，则动力臂是l

D.对杠杆ABC，若以B为支点，则动力臂是BC

13.（2020·湖南衡阳）如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50 g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（　　）

A.在A点挂4个钩码能使杠杆平衡

B.在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5 N 时，能使杠杆平衡

C.用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力

D.用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力

14.（2020·安徽蜀山区期末）如图甲所示，在探究杠杆平衡条件时，左边的钩码个数和位置保持不变，且让杠杆在水平位置平衡。当右边弹簧测力计的拉力作用点位置固定，改变测力计的拉力与水平方向的夹角θ，则能描述拉力力臂与θ角间的变化关系图象的是图中的（　　）

15.（原创）俗话说“民以食为天”，筷子是中国人饮食文化中的深刻印记。在整个东亚文化圈中，也扮演着一种文化标签的角色。如图所示，O点为支点，A点为阻力作用点，B点为动力作用点（动力和阻力都与筷子垂直）。则（　　）

A.筷子是一个省力杠杆

B.阻力的方向向下，动力的方向向下

C.杠杆的阻力臂为AB，动力臂为BO

D.把食物靠近支点放置时，食指对筷子上B点的压力变小

16.（2020·湖北宜昌）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（　　）

A.手握的位置靠近把手末端时更费力

B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力

C.轮子的中心是杠杆的支点

D.图中拉力F大于重力G

17.（2020·四川巴中）如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是（　　）

A.F1=G B.F2=G

C.F3=G D.F4=G

18.（2020·安徽太和模拟）如图所示，甲、乙两个滑轮组只是绕线不同。不考虑摩擦与绳重，用它们把相同的重物提升相同的高度，则（　　）

A.利用甲滑轮组需要的拉力大

B.二者绳子自由端移动的距离相等

C.甲滑轮组绳子自由端移动的距离大

D.利用乙滑轮组需要的拉力大

能力提升

19.（2020·安徽亳州模拟）A、B两物体如图放置，A的重力是20 N，B的重力是50 N。物体B在弹簧测力计的拉动下水平向右做匀速直线运动。已知A、B之间的滑动摩擦力是4 N，地面对B的滑动摩擦力是12 N，不计弹簧测力计和绳子重力、忽略绳子和滑轮之间的摩擦，那么绳子对物体A的拉力F2=　　　 N，弹簧测力计的示数F1=　　　 N。 

20.（2020·四川达州）一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。已知ρ水=1.0×103 kg/m3，ρ铝=2.7×103 kg/m3，ρ铜=8.9×103 kg/m3，则下列判断正确的是（　　）

A.A端下降 B.B端下降                    C.仍然平衡        D.无法判断

21.（2020·安徽蒙城县质检）下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。

（1）调节平衡后，在杠杆B点处挂6个钩码，如图甲所示，则在A点处应挂　　　　个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。 

（2）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长5 cm，钩码每个重0.5 N，请将弹簧测力计的示数填入下表。

（3）上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

22.

（2020·安徽涡阳月考）如图所示，小明爷爷的质量为m=70 kg，撬棍长BC=1.2 m，其中O为支点，OB=AC=0.2 m。当小明爷爷用力F1作用于A点时，恰能撬动重为G1=1 000 N的物体。求:

（1）作用力F1的大小；

（2）保持支点位置不变，F1的方向保持不变，小明爷爷所能撬动的最大物体重Gm。

参考答案

1.【答案】 B　等臂

【解析】 当用力摁住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，故B为支点；由于AB=BC，故动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。

2.【答案】 斜面　省力

3.【答案】 调节杠杆在水平位置平衡　不能

【解析】 实验前，应首先进行杠杆平衡调节。当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力即为钩码的重力，其方向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出。设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，如果在两侧钩码下再各取下一个相同的钩码后，左边=2G×2L=4GL；右边=G×3L=3GL；左边大于右边，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，杠杆不再水平平衡，左侧下降。

4.【答案】 OD

【解析】 由题知，O点为支点，线段AD与力F的作用线在一条直线上，且OD⊥AD，则OD是从支点O到力F作用线的距离，所以线段OD表示力F的力臂。

5.【答案】 160　80

【解析】 左图的滑轮不随物体一起运动，所以甲是定滑轮，定滑轮不省力，所以F甲=G=160 N；右图滑轮随物体一起升降，所以是动滑轮，所以可以省一半的力，F乙=G=×160 N=80 N。

6.【答案】 如图所示

【解析】 由支点O向力F的作用线作垂线，则垂线段的长就是力F的力臂L。

7.【答案】 费力　变小

【解析】 人每次由平卧坐起时，把上半身看成杠杆，支点在臀部的位置，腹肌收缩抬起身体，上半身重心约在胸部，故动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；由杠杆的平衡条件得，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，可知随着上身的升高，腹肌的收缩力（动力）将变小。

8.【答案】 150

【解析】

由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，要使圆柱体的A点离开地面，力臂为DB时最大，力作用在D端，且与DB垂直时力最小，动力臂l1=DB==50 cm，阻力臂l2=AB=×30 cm=15 cm，由杠杆平衡条件得:Fl1=Gl2，最小作用力:F==150 N。

9.【答案】 20

【解析】 由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离:s=nh=3×2 m=6 m，

拉力做的总功W总=Fs=80 N×6 m=480 J，

拉力做的有用功:W有用=Gh=200 N×2 m=400 J，W额=W总-W用=480 J-400 J=80 J，

克服动滑轮重力所做的额外功:W额2=W额-W额1=80 J-40 J=40 J，

由W=Gh可得每个滑轮重G动==20 N。

10.【答案】 45

【解析】 物体A在物体B的重力作用下向右做匀速直线运动时，A受到的摩擦力等于动滑轮对A的拉力，即f=F动；当物体A向左做匀速直线运动时，受到向左的拉力F、向右的摩擦力f和F动，即F=f+F动，因f=F动，所以F=2f，即180 N=2f，解得f=F动=90 N，且此时摩擦力方向水平向右。动滑轮上有2段绳子承担拉力，滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计，动滑轮上受到的拉力和物体B的重力的关系为F动=2GB；则GB=F动=×90 N=45 N。

11.B　【解析】 钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；用锤子撬钉子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；用踏碓捣米时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。

12.C　【解析】 由图可知，杠杆ABC的下面由两个杠杆组成，这两个杠杆的支点在最右侧，所以指甲剪由三个杠杆组成，故A、B错误；对杠杆ABC，若以B为支点，动力臂为支点到动力的作用线的距离，所以l为动力臂，故C正确，D错误。

13.D　【解析】 每个钩码重力为F=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N，设每个小格长度为L，则O点左侧力与力臂的乘积为1 N×3L=3 N×L；在A点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为2 N×2L=4 N×L>3 N×L，杠杆不能平衡，故A错误；在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5 N时，杠杆右侧力与力臂的积为0.5 N×5L=2.5 N×L<3 N×L，杠杆不能平衡，故B错误；用弹簧测力计在B点拉，根据杠杆平衡条件知，当改变用力方向使力臂小于3L时，根据杠杆平衡条件知，拉力要大于1 N，杠杆才能平衡，要费力，故C错误；在A点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1 N×3L=F×2L，最小拉力为1.5 N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向，力都要大于1.5 N，都要费力，故D正确。

14.C　【解析】

由力臂的定义，画出动力F的动力臂OA=l，杠杆上一个格为L，则l=sin θ×6L。因sin 0°=sin 180°=0，sin 90°=1，故当θ=0°和180°时，l=0；θ=90°时，l=1×6L=6L，力臂最大，故只有C正确。

15.D　【解析】 根据题图可知，使用筷子时，动力臂为BO，阻力臂为AO，所以筷子是费力杠杆，由此可知，A、C错误；动力和阻力是作用在杠杆上的力，阻力是菜给杠杆一个向下的力，动力是手指给杠杆一个向上的力，由此可知，B错误；把食物靠近支点，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力变小，D正确。

16.C　【解析】 在阻力和阻力臂不变的情况下，手握的位置靠近把手末端时，动力臂大，则动力小，更省力，故A错误；砖头的位置远离车轮时，此时的动力臂和阻力大小不变，阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，抬起更费力，故B错误；由图可知，整个杠杆是围绕轮子的中心转动的，所以轮子的中心是杠杆的支点，故C正确；图中的动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，动力小于阻力，即F小于G，故D错误。

17.C　【解析】 不计机械自重和摩擦时，第一个图是等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得F1=G，故A正确；第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数n=3，F2=G，故B正确；第三个图是动滑轮，动力作用在轴上，F3=2G，故C错误；第四个图是斜面，使用的斜面=sin 30°=，因为FL=Gh，所以F4=G，故D正确。

18.A　【解析】 由题知，现在用甲乙两个滑轮组，把相同的重物G提升相同的高度h，由甲图知，n甲=2，拉力端移动的距离s甲=n甲h=2h；不考虑摩擦与绳重，拉力F甲=（G+G动）；由乙图知，n乙=3，拉力端移动的距离s乙=n乙h=3h；不考虑摩擦与绳重，拉力F甲=（G+G动）；可见s甲<s乙，F甲>F乙，乙滑轮组绳子自由端移动的距离大，利用甲滑轮组需要的拉力大，故A正确，BCD错。

19.【答案】 4　20

【解析】 物体B水平向右做匀速直线运动，物体A向左也做匀速直线运动，因物体A受到B对A水平向右的摩擦力和绳子对物体A的拉力F2处于平衡状态，二力大小相等，绳子对物体A的拉力F2=fBA=4 N，因B对A的摩擦力和A对B的摩擦力是一对相互作用力，二力大小相等，方向相反，A对B水平向左的摩擦力fAB=fBA=4 N，因同一根绳子的拉力不变，所以绳子对B物体的拉力也为4 N，对B物体受力分析可知，受到水平向右的拉力F1、A对B水平向左的摩擦力和地面对B施加的摩擦力以及绳子对B的拉力，此时B处于平衡状态，合力为零，则F1=F2+fAB+fB=4 N+4 N+12 N=20 N。

20.B　【解析】 如题图，杠杆处于平衡状态，根据杠杆平衡条件得，

G铝×OA=G铜×OB，

ρ铝gV铝×OA=ρ铜gV铜×OB， ①

ρ铝<ρ铜，

V铝×OA>V铜×OB， ②

现将铝块、铜块同时浸没在水中，由阿基米德原理F浮=ρ水gV排=ρ水gV物，

故此时作用在杠杆左、右两端的合力分别为:

FA=ρ铝gV铝-ρ水gV铝，

FB=ρ铜gV铜-ρ水gV铜，

FA×OA-FB×OB=（ρ铝gV铝-ρ水gV铝）×OA-（ρ铜gV铜-ρ水gV铜）×OB=ρ铝gV铝×OA-ρ水gV铝×OA-ρ铜gV铜×OB+ρ水gV铜×OB，

由①知，FA×OA-FB×OB=ρ水gV铜×OB-ρ水gV铝×OA=ρ水g（V铜×OB-V铝×OA）。 ③

由②③知，FA×OA-FB×OB<0，FA×OA<FB×OB，故B端下沉，只有B正确。

21.【答案】 （1）4　（2）3.8　（3）弹簧测力计没有竖直向下拉

【解析】 （1）如图甲所示，在杠杆B点处挂6个钩码，设在A点处应挂n个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；设每个钩码重为G，每个小格为L，根据杠杆的平衡条件F动l动=F阻l阻:6G×2L=nG×3L，故n=4，即在A点处应挂4个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。

（2）弹簧测力计每一个大格代表1 N，每一个小格代表0.2 N，示数为3.8 N。

（3）弹簧测力计没有竖直向下拉，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂小于动力点到支点的距离，动力臂变小。

22.【答案】 （1）250 N　（2）3 500 N

【解析】 （1）由题意可知，OB=AC=0.2 m，OA=BC-OB-AC=1.2 m-0.2 m-0.2 m=0.8 m，

由下图可知，OE为重力G1的力臂，

由△AOD与△BOE相似可得，，

由杠杆的平衡条件可得:F1L1=G1L2，

则F1=G=×1 000 N=250 N。

（2）支点位置不动，F1的方向保持不变，小明爷爷要想撬动最大物重，F1的作用点应在C端，此时动力臂最长，则最长动力臂OC=BC-OB=1.2 m-0.2 m=1 m，如下图所示。

由△COD与△BOE相似可得，，

小明爷爷的最大动力F1大=G人=mg=70 kg×10 N/kg=700 N，

由杠杆的平衡条件可得F1大L1'=GmL2，

则Gm=F1大=×700 N=3 500 N。