上海初中物理杠杆经典例题讲解

1初中物理杠杆经典例题1、右图是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中，手把和夹爪分别是()A．省力杠杆，费力杠杆B．费力杠杆，省力杠杆C．省力杠杆，省力杠杆D．费力杠杆，费力杠杆答案：A，手把处动力臂大于阻力臂，夹爪处动力臂小于阻力臂。2、如图所示，一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杆垂直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在此过程中这个直杆()A．始终是省力杠杆B．始终是费力杠杆C．先是省力杠杆，后是费力杠杆D．先是费力杠杆，后是省力杠杆答案：C，极限法：直杆由竖直位置刚向右转动时，重力的力臂几乎为零，此时动力臂大于阻力臂；直杆水平时，重力的力臂为直杆全长，大于F的力臂。3、如图所示，旅游登山时背囊中的物品有轻有重，应该怎样摆放更科学呢?()A．把重的物品放在背囊下部B．把重的物品放在背囊上部C．从取拿方便考虑，把常用的放上部D．随意摆放都可以答案：B，以人的肩膀为支点，书包的重力是阻力，背部对包的支持力是动力，则把重的物品放上部可以减小阻力臂，从而达到省力的目的。4、人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动。如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力。由图可以看出，这是一个()A．费力、省距离的杠杆B．省力、费距离的杠杆C．既费力，也费距离的杠杆D．既省力，也省距离的杠杆答案：A，首先，C、D这种双费、双省杠杆肯定不存在；其次，从图中可以看出茶杯重力的力臂大于动力臂，故该杠杆是费力杠杆。5、将一圆柱体油桶推上台阶，现分别在A、B和C点用力，则最小的推力是()A．FAB．FBC．FCD．一样大答案：B，本题实际上是找最大动力臂：（1）、动力作用点距离支点最远；（2）、动力方向与作用点和支点的连线垂直。26、如图所示，在杠杆AOB的A端挂一个重为GA的物体，B端挂―个重为GB的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=BO，杠杆自身重力不计，则()A．GA=GBB．GAGBC．GAGBD．无法判断答案：B，GA力臂等于AO，GB力臂小于BO（直角边小于斜边）7、如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N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，则F=；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将（填“变大”、“不变”或“变小”）。答案：30N、不变，由图可知：F的力臂是G的两倍，故F=0.5G；G方向始终竖直向下，F方向始终竖直向上，它们的力臂出现在两个相似的直角三角形中，相似比为1：2，故F始终等于0.5G不变。8、如图所示，一根轻质木杆A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为()A．80NB．60NC．40ND．20N答案：C，由杠杆平衡条件：F×OB=T×OA=T=10N为A端受到细线的拉力大小，故物体对地面的压力N=G-T=40N。9、密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物P时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图所示，则此直尺受到的重力是()A．2.5NB．5NC．10ND．无法确定答案：C，设AB的中点为C，则C点即为重心，且OC为六分之一全长，则GP×OB=G×OC=G=10N。10、如图是自卸车的示意图，车厢部分视为杠杆，则下列分析正确的是()A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重是阻力B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力答案：C，车厢升起时绕着转动的点是C点，B点处的液压杆提供动力（竖直向上），A物体重力为阻力（竖直向下），要求省力，则动力臂须大于阻力臂，A应放在车厢后部。11、如图所示，一根重木棒在水平拉力Ｆ的作用下以Ｏ点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为l，动力与动力臂的乘积为Ｍ，则()A．Ｆ增大，l增大，Ｍ增大B．Ｆ增大，l减小，Ｍ减小C．Ｆ增大，l减小，Ｍ增大D．Ｆ减小，l增大，Ｍ增大答案：C，木棒逆时针旋转的过程中，动力臂l减小，阻力臂增大，阻力为重力不变，故阻力与阻力臂的乘积增大，所以动力与动力臂的乘积M增大，且F增大。312、甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山，木箱的悬点恰好在抬杠的中央。如图所示，则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是()A．F甲=F乙B．F甲F乙C．F甲F乙D．已知条件不足，所以无法判断答案：A，此题最快的做法是选定木箱悬挂点为支点，则可知甲、乙两人所用的力F甲，F乙的力臂相等，由杠杆平衡条件可知F甲=F乙。13、（多选）在轻质的杠杆两端AB各挂有体积相同的铜块和铝块（ρ铜＞ρ铝）。支点O在如图所示的位置时，杠杆在水平位置保持平衡，在下列情况下杠杆仍能在水平位置保持平衡的是()A．在铜块和铝块上各加一块质量相等的物体B．将铜块和铝块各切去体积相同的一小部分C．将铜块和铝块同时向支点移动一段相同的距离D．给铜块和铝块同时加热答案：B、D，首先D选项多数同学都能选出，物体的质量不随位置、温度、状态而改变；A：Δmg×OA〈Δmg×OB；C：G铜×ΔL〉G铝×ΔL；B：ρ铜Vg×OA=ρ铝Vg×OB，故ρ铜（V-ΔV）g×OA=ρ铝（V-ΔV）g×OB。14、一根杆秤，如果秤砣被磨损掉一部分，用它称得的质量将比被称物体的实际质量()A．偏大B．偏小C．相等D．无法判定答案：A，秤砣的重力变小，为了保持杆秤的平衡，必须增大力臂将秤砣后移；若秤砣上沾了东西导致质量变大，那么称量结果将偏小。15、F的方向始终垂直于杠杆向上，在缓慢提升重物G由A到B的过程中()A．F大小不变B．F先变小后变大C．F逐渐变大D．F先变大后变小答案：D，由A到B的过程中，F的力臂始终为杠杆全长，而重力G的力臂先变大后变小，由F×L1=G×L2可知，L1与G不变，F与L2成正比，故F先变大后变小16、如图所示，用始终垂直于与木头的力F将木头缓慢地抬起，在抬起的过程中，力F将()A．不变B变小C．变大D．先变小后变大答案:B，F始终垂直于木头，力臂不变，木头重力G的力臂在变小，所以F变小。补充：若F刚好将木头抬离地面，且换用F＇在木头左端将其刚好抬起，则F+F＇=G。可假设木头重心在O点，两端分别为A、B点，则F×AB=G×AO，F＇×AB=G×BO，两式相加即可。17、如图所示，杠杆OA的B点挂着一重物，A端用绳子吊在滑环M下，此时OA恰好成水平，且A点与圆弧架PQ的圆心重合，那么当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中，绳子对A端拉力F的大小将()A．不变B．增大C．减少D．先变小再变大答案：D，如图所示M所在的位置使得F的力臂最大（=OA），而M在P、Q两点时的力臂均小于OA，所以F的力臂先变大再变小，F先变小后变大。418、图中是一台常见案秤的示意图。下列有关案秤和天平的说法中，正确的是()A．天平没有游码，而案秤有游码B．天平没有砝码盘，而案秤有砝码盘C．天平是等臂杠杆，而案秤是不等臂杠杆D．天平可以通过平衡螺母调节横梁平衡，而案秤不能调节答案：C，游码、砝码盘天平都有，案秤有调零螺丝可以调节平衡，但案秤的秤盘和砝码盘到支点的距离（即力臂）明显不相等。19、（多选）如图所示，O为杠杆的支点，现在B端挂一质量为m的物体，在杆的中点A施加一适当大小和方向的力，可使杠杆OB在水平位置平衡，那么能使杠杆平衡的力是（不计杠杆自重）()A．143F=mg3B．2F=2mgC．3F=22mgD．2F=4mg答案：A、B，本题难度不大，根据杠杆平衡条件计算出F1、F2的大小即可，部分同学计算发现F3的大小也是对的，但是仔细观察上图可知：F3的方向是错误的，故C不能选！20、园艺师傅使用剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴处靠近，这样做的目的是为了()，使用镊子时手指尽量往前端放是为了()A．增大阻力臂，减小动力移动的距离B．减小动力臂，减小动力移动的距离C．增大动力臂，省力D．减小阻力臂，省力答案：D、C，使用剪刀修剪树枝时，树枝对剪刀的力是阻力，通过减小阻力臂可以在动力臂不变的情况下达到省力的目的；使用镊子时手指的力为动力，增大动力臂可以更省力。21、如图所示的水桶，是在一个最小外力作用下所处的状态。作出水桶此时的受力示意图。注意：水桶受到自身重力G、地面支持力N以及外力F作用，重力竖直向下，支持力垂直地面向上，外力要求最小，所以应找到最大力臂并使外力方向与之垂直向右，接下来假设水桶与地面间无摩擦，则水桶在向右在外力F作用下必然向右滑动，故地面对水桶还有向左的摩擦力f。大家在做物体的受力分析时一定要按：先重力，后弹力，再外力、摩擦力的顺序进行。522、下图是使用道钉撬的示意图，请在图中画出最省力的力的示意图，并作出相应的力臂。答案：如右图所示，力的方向、力臂、垂直符号各一分(3分)常见错误：忘了标垂直符号，力的方向画成垂直向上。23、如图所示，灯重30N，灯挂在水平横杆的C端，O为杠杆的支点，水平杆OC长2m，杆重不计，BC长0.5m，绳子BD作用在横杆上的拉力F是多少？（∠DBO=30°）解：过O点作BD垂线交于E点，OB=OC-BC=2m-0.5m=1.5mOE=OB×sin∠DBO=0.75m由杠杆平衡条件:F×OE=G×OC可知：F=(G×OC)/OE=80N24、小民按如图所示装置做“杠杆平衡条件”的实验时，操作步骤如下：A．把杠杆的中点固定在支架上.B．把钩码挂在杠杆的左边，在右边的不同位置加减钩码，直至杠杆在水平位置平衡.C．记下两边钩码的重，并用刻度尺测量出力臂的长度，分别填入实验数据表格内.D．改变两边钩码数量或位置，使杠杆在水平位置重新平衡。重复上一实验步骤.E．分析表中的实验数据，得出结论.（1）实验过程中，小民漏掉了一个重要的步骤，这个步骤的具体内容是：。（2）小民的实验数据如下表，请将表格补充完整。（3）分析实验数据可以得出的结论是：。答案：（1）调节杠杆在水平位置平衡；（2）0.02；（3）F1×L1＝F2×L2实验序号动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m120.0440.02260.0640.09340.0366*1、（2010大同杯初赛20题）如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端悬挂在水平天花板上，相距为2L。现在C点悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点应施加的最小作用力F为()A．mgB．√3/3mgC．1/2mgD．1/4mg答案：C，本题若用高中受力分析解会比较简单，但此处显然只能用杠杆的知识去解：把AC看成杠杆（A为支点），则FCD与物体重力mg平衡，可得平衡条件：FCD×（√3/2）AC=mg×（1/2）AC；接着，再将BD看成杠杆（B为支点），FDC与最小力F（只需力臂取得最大）平衡，可得：FDC×（√3/2）BD=F×BD，故F=1/2mg，且方向与BD垂直向下。*2、（2011大同杯初赛21题）如图所示，两根硬杆AB、BC用铰链连接于A、B、C，整个装置处于静止状态。关于AB杆对BC杆作用力的方向正确的是()A．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由A指向BB．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由C指向BC．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向AD．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向C答案：C，首先，若BC无重力，则AB对BC力的作用线必须通过C点，否则以C点为支点的BC就会在这一个力的作用下转动（由相互作用力可知BC对AB的力也通过C点）；其次，又因为AB受到重力（能使其绕A点逆时针转动），所以BC对AB必有能使其绕A点顺时针转动的力。综上：BC对AB有由B指