初中物理中考复习 专题24 杠杆平衡分析及应用（原卷版）-2022年中考物理二轮专项复习核心考点突破与必刷题型汇编（全国通用）

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专题24 杠杆平衡分析及应用【核心考点讲解】1、杠杆的平衡条件（1）探究杠杆平衡条件实验中，杠杆在水平位置平衡，但在实际生产和生活中，许多情况下，杠杆在倾斜的情况下静止，此时杠杆受到平衡力作用，所以杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态。（2）杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。（3）公式：，即。2、杠杆的动态平衡分析（1）杠杆动态平衡：构成杠杆的某些要素发生变化时，杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态。（2）常考类型①阻力一定，判断动力变化情况；②动力和阻力不变，动力臂和阻力臂变化情况；③动力臂和阻力臂不变，动力和阻力变化情况。3、杠杆中最小力的问题（1）根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂一定时，要使动力最小，则须使动力臂最长，连接杠杆支点和动力作用点所得线段，即为最长动力臂。（2）具体步骤：①确定杠杆中支点和动力作用点的位置；②连接支点与动力作用点，得到最长线段；③经过动力作用点做出与该线段垂直的直线；④根据杠杆平衡原理，确定使杠杆平衡的动力方向。【必刷题型精讲】1．（2021•衡阳中考）如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（　　）A．“标”、“本”表示力，“权”、“重”表示力臂 B．图中的B点为杠杆的支点 C．“权”小于“重”时，A端一定上扬 D．增大“重”时，应把“权”向A端移2．（2021•泰州中考）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（　　）A．两侧钩码同时向支点移动一格 B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码 C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码 D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格3．（2021•广西中考）如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（　　）A．支点不动，脚在杆上的位置前移 B．将支点靠近人，脚在杆上的位置不动 C．将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移 D．将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移4．（2021•镇江中考）如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB，用细线将重物悬挂在A点，在B点作用竖直向上的拉力F，则在保持杠杆水平静止的情况下（　　）A．拉力F的大小为物重的2倍 B．当悬挂点左移时，F将减小 C．若F改为沿图中虚线方向施力，F将增大 D．若物重增加2N，F的大小也增加2N5．（2021•扬州中考）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（　　）A．选用越粗的蜡烛效果越好 B．转轴位置离蜡烛重心越远越好 C．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方 D．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些6．（2021•枣庄中考）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．先变大，后变小 B．先变小，后变大 C．一直是变大的 D．一直是变小的7．（2021•新疆中考）如图所示用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂L阻和动力F动的变化情况是（　　）A．L阻不变，F动变大 B．L阻不变，F动不变 C．L阻变大，F动变大 D．L阻变大，F动不变8．（2021•达州中考）如图所示，AOB为轻质杠杆，B端用细线挂一重物G，在A端分别施加作用力F1、F2、F3时，杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是（　　）A．F1最小 B．F2最大 C．使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功 D．若作用力为F3，保持F3与OA垂直，使重物匀速上升，F3将逐渐减小9．（2021•温州中考）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　）A．A点 B．B点 C．C点 D．D点10．（2021•广元中考）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（　　）A．杠杆的动力臂为8cm B．该杠杆为费力杠杆 C．该杠杆的阻力大小为0.5N D．动力F的大小为1.5N11．（2021•益阳中考）如图，装满物品的拉杆式旅行箱总重60N，其重心在箱体的几何中心，图中AB与BC等长。现将平放在水平地面上的该旅行箱的C端抬离地面，至少用力 　   　N，拉杆越短，所需的力越 　   　。12．（2021•永州中考）如图所示，在一质量不计、刻度分布均匀的杠杆上的A点悬挂两个质量均为50g的钩码，将一质量为0.3kg的物体放在水平地面上，用一轻绳将该物体悬挂在杠杆上的B点，杠杆在水平位置平衡。此时轻绳对杠杆的拉力大小为 　   　N，物体对地面的压力大小为 　   　N。要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，则在A点要增挂 　   　个50g的钩码。现提供一个量程为0～3N的弹簧测力计和若干个50g的钩码，利用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡，则在A点所挂钩码的个数最多为 　   　个。（g＝10N/kg）13．（2021•大连中考）工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重力G＝1200N，推车时，双手向上的力F＝　   　N；如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，双手向上的力为F′，则F′　   　F（选填“＞”“＝”或“＜”）。14．（2021•宿迁中考）小明在社会实践中观察到修理汽车的叔叔使用扳手时，还在扳手手柄上加了一个套筒，如图甲所示。于是小明设计了如图乙所示的装置，探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系。（1）测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是便于 　   　。（2）改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图丙所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是 　   　N（杠杆上每一小格长度为1cm），小明发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积（如图丙中阴影部分）总相等，原因是 　   　。15．（2021•无锡中考）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱型螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝4cm，则金属筐的质量为 　   　kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是 　   　kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为 　   　kg。（g取10N/kg）16．（2021•齐齐哈尔中考）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为20N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB：AB＝2：1。则F＝　   　N，此杠杆是 　   　杠杆。17．（2021•重庆中考）如图所示，ABC是以O为支点的轻质杠杆，AB＝40cm，OB＝30cm，OC＝60cm，水平地面上的实心均匀正方体物块M重为80N，用细线与C点相连，在A点用60N的力沿某方向拉杠杆，使M对地面的压力最小，且杠杆处于水平位置平衡，此时细线的拉力为 　   　N；保持A点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变，要使M对地面的压强变为原来的，可将物块M沿竖直方向切去的质量为 　   　kg。（忽略支点处的摩擦）18．（2021•南充中考）如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连，图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像，则物体M的质量大小 　   　g；已知OA的长度为30cm，OB足够长，AC能承受的最大弹力大小为15N，若要杆不断，物体从A点开始运动时间最长为 　   　s（g＝10N/kg）。19．（2021•南通中考）如图，轻质杠杆平衡，请作出动力F1的力臂l1和杠杆所受阻力F2的示意图。 20．（2021•威海中考）如图是撑杆跳运动员起跳动作示意图，请在图中画出运动员对撑杆A点竖直向下的拉力及其力臂。21．（2021•常州中考）请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。 22．（2020•朝阳中考）图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：（1）阻力的力臂L2；（2）刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。23．（2021•江西中考）[探究名称】探究杠杆的平衡条件[猜想与假设】猜想一：动力×动力臂＝阻力×阻力臂猜想二：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离【设计实验与进行实验】（1）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向 　   　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如表。（3）改变钩码的 　   　和钩码的位置重复上述实验两次，记录的数据如表。实验次数动力F1/NOB间距离/cm阻力F2/NOA间距离/cm小明11.050.51021.5101.01531.0102.05小红和小明40.8151.01051.4151.010【分析与论证】根据小明同学的数据可验证猜想 　   　（选填“一”、“二”或“一和二”）是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的 　   　进行实验。于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 　   　是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是 　   　。通过以上探究，小明同学真正理解了力臂是支点到 　   　的距离。24．（2021•东营中考）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　   　（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向 　   　（选填“左”或“右”）侧调节。（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆 　   　（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是 　   　。（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为 　   　N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1L1总是 　   　（选填“大于”、“等于”或“小于”）F2L2，其原因可能是 　   　。（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于 　   　（选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：　   　。25．（2021•兰州中考）如图甲所示的轻质杠杆，O为支点。用细线将质量为4kg、密度为4.0g/cm3的物体P悬挂在A点，同时在B点施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用细线将密度为3.0g/cm3的物体Q悬挂在支点O的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡。如图乙所示，测得杠杆左、右侧的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在未知液体和水中，重新调节杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′。已知ρ水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠杆足够长，在调节过程中P、Q始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：（1）力F的大小；（2）物体P浸没在水中时受到的浮力；（3）未知液体的密度。26．（2021•菏泽中考）如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，BO＝4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m2＝4kg，高度H＝1m，横截面积S＝20cm2（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求：（1）物体N的密度ρ；（2）物体M的质量m1；（3）当压力传感器的示数F＝40N时，求水槽内水的深度h。