一、初中物理杠桿平衡條件的應(yīng)用問(wèn)題1．如圖所示，杠桿在水平位置平衡．下列操作仍能讓杠桿在水平位置保持平衡的是（）A．兩側(cè)鉤碼同時(shí)向外移一格B．兩側(cè)鉤碼同時(shí)向內(nèi)移一格C．在兩側(cè)鉤碼下方，同時(shí)加掛一個(gè)相同的鉤碼D．左側(cè)增加一個(gè)鉤碼，右側(cè)鉤碼向外移一格【答案】D【解析】【分析】【詳解】設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G，橫梁上一個(gè)格的長(zhǎng)度為l，原來(lái)杠桿處于平衡狀態(tài)，則有A．兩側(cè)鉤碼同時(shí)向外移一格,左邊為右邊為杠桿右端下沉，故A項(xiàng)不符合題意；B．兩側(cè)鉤碼同時(shí)向內(nèi)移一格，左邊為右邊為杠桿左端下沉，故B項(xiàng)不符合題意；C．同時(shí)加掛一個(gè)相同的鉤碼，左邊為右邊為杠桿左端下沉，故C項(xiàng)不符合題意；D．左側(cè)增加一個(gè)鉤碼，右側(cè)鉤碼向外移一格，左邊為右邊為杠桿平衡，故D項(xiàng)符合題意。故選D。2．如圖所示，作用在A點(diǎn)的各個(gè)力中，不可能使杠桿平衡的力是A．F3和F4B．F1和F3C．F2和F4D．F1和F2【答案】A【解析】【詳解】因?yàn)榱3的作用線所在的直線過(guò)支點(diǎn)O，所以力F3的力臂為0，又因?yàn)?乘以任何數(shù)都為0，所以力F3不能使杠桿平衡；力F4使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向與重物使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，所以力F4不能使杠桿平衡；力F1和F2使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向與重物使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，所以力F1和F2可以使杠桿平衡；故選A。3．如圖甲是制作面團(tuán)的情景，把竹竿的一端固定在繩扣中，人騎在另一端施加一個(gè)向下的大小為F的力，面團(tuán)被不斷擠壓后變得更有韌性，圖乙為壓面團(tuán)原理圖．關(guān)于壓面團(tuán)過(guò)程的敘述正確的是（）A．面團(tuán)對(duì)桿的作用力方向向下B．面團(tuán)對(duì)桿的作用力大小等于FC．面團(tuán)被壓扁說(shuō)明力能使物體發(fā)生形變D．A點(diǎn)向下移動(dòng)的距離小于B點(diǎn)向下移動(dòng)的距離【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．桿對(duì)面團(tuán)的作用力向下，面團(tuán)對(duì)桿的作用力向上，故A錯(cuò)誤；B．由于面團(tuán)B點(diǎn)到支點(diǎn)C的距離小于A點(diǎn)到C的距離，根據(jù)杠桿定律F1L1=F2L2，可知面團(tuán)對(duì)桿的作用力大于F，故B錯(cuò)誤；C．面團(tuán)被壓扁說(shuō)明力能使物體發(fā)生形變，故C正確；D．C為支點(diǎn)，A點(diǎn)向下移動(dòng)的距離大于B點(diǎn)向下移動(dòng)的距離，故D錯(cuò)誤；故選C。4．如圖所示為等刻度輕質(zhì)杠桿，A處掛4牛的物體，若使杠桿在水平位置平衡，則在B處施加的力（）A．可能為0.5牛 B．一定為2牛 C．一定為3牛 D．可能是4?！敬鸢浮緿【解析】【分析】【詳解】設(shè)杠桿每小格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，若在B點(diǎn)用垂直O(jiān)B豎直向下的力使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)所用的力最小，根據(jù)杠桿平衡條件可得則有若在B點(diǎn)斜拉使杠桿在水平位置平衡，由杠桿平衡條件可知?jiǎng)t此時(shí)杠桿左邊的阻力與阻力臂的乘積不變，動(dòng)力臂減小，故動(dòng)力將增大，故若使杠桿在水平位置平衡，在B點(diǎn)施加的力故選D。5．懸掛重物G的輕質(zhì)杠桿，在力的作用下傾斜靜止在如圖所示的位置，若力施加在A點(diǎn)，最小的力為FA，若力施加在B點(diǎn)或C點(diǎn)，最小的力分別為FB、FC、且AB=BO=OC．下列判斷正確的是（）（忽略O(shè)點(diǎn)的位置變化）A．FA>GB．FB=GC．FC<GD．FB>FC【答案】C【解析】【詳解】在阻力和阻力臂不變的情況下，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力最??；若力施加在A點(diǎn)，當(dāng)OA為動(dòng)力臂時(shí)，動(dòng)力最小為Fa；若力施加在B點(diǎn)，當(dāng)OB為力臂時(shí)動(dòng)力最小，為Fb；若力施加在C點(diǎn)，當(dāng)OC為力臂時(shí)，最小的力為Fc，從支點(diǎn)作阻力的力臂為Gl，如圖所示：A．Fa的力臂AO＞Gl，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)a＜G，A錯(cuò)誤。B．Fb的力臂BO＞Gl，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)b＜G，B錯(cuò)誤。C．Fc的力臂CO＞Gl，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)c＜G，C正確。D．Fb的力臂BO=OC，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)b=Fc，D錯(cuò)誤。6．如圖，一個(gè)長(zhǎng)方體木箱，重心在它的幾何中心，其高度為H、正方形底面的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、重為G。想把這個(gè)木推倒（木箱較重，不會(huì)移動(dòng)），在其中部的中心最初施加一個(gè)水平推力大小是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】【分析】【詳解】由圖示可知，把這個(gè)木箱推倒，它右下端與地面的接觸點(diǎn)是支點(diǎn)，當(dāng)小孩水平推木箱時(shí)，力臂為，阻力為木箱的重力，阻力臂為，如圖所示：根據(jù)杠桿的平衡條件可得G×=F×F=故選D。7．用圖示裝置探究杠桿平衡條件，保持左側(cè)的鉤碼個(gè)數(shù)和位置不變，使右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用點(diǎn)A固定，改變測(cè)力計(jì)與水平方向的夾角θ，動(dòng)力臂l也隨之改變，所作出的“F-θ”圖象和“F-l”圖象中，正確的是A． B．C． D．【答案】C【解析】【詳解】A．動(dòng)力F和θ的關(guān)系，當(dāng)F從沿桿方向（水平向左）→垂直于桿方向（與水平方向成90°）→沿桿方向（水平向右），由圖可知，F(xiàn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂l=OA×sinθ，動(dòng)力臂l先變大后變小，則動(dòng)力F先變小后變大，所以A錯(cuò)誤；B．當(dāng)θ等于90°時(shí)，動(dòng)力臂最大，動(dòng)力最小但不為零，所以B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)杠桿平衡條件Fl=F2l2可得：F=，由于F2、l2不變，則F和l成反比，故C正確，D錯(cuò)誤。8．有一平衡的不等臂杠桿，下面哪種情況下杠桿仍能平衡：（）A．使動(dòng)力、阻力的大小減少相同的數(shù)值 B．使動(dòng)力、阻力的大小增加相同的數(shù)值C．使動(dòng)力臂、阻力臂增加相同的長(zhǎng)度 D．使動(dòng)力、阻力的大小增加相同的倍數(shù)【答案】D【解析】【詳解】不等臂杠桿平衡時(shí)，滿足F1l1=F2l2，l1l2，F(xiàn)1F2。A．使動(dòng)力、阻力的大小減少相同的數(shù)值F時(shí)，由Fl1≠Fl2可知，(F1?F)l1≠(F2?F)l2，故A不符合；B．使動(dòng)力、阻力的大小增加相同的數(shù)值F時(shí)，由Fl1≠Fl2可知，(F1+F)l1≠(F2+F)l2，故B不符合；C．使動(dòng)力臂、阻力臂增加相同的長(zhǎng)度L時(shí)，由F1L≠F2L可知，F(xiàn)1(L+l1)≠F2(L+l2)，故C不符合；D．使動(dòng)力、阻力的大小增加相同的倍數(shù)時(shí)，由F1l1=F2l2可知，nF1×l1=nF2×l2，故D正確。故選D。9．如圖所示，杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，力F作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直；在將杠桿緩慢地由位置A拉到位置B的過(guò)程中，力F（）A．變大 B．變小C．不變 D．先變大后變小【答案】A【解析】【分析】解答此題，首先要判斷杠桿的五要素中，有哪些要素發(fā)生了變化，然后再利用杠桿的平衡條件進(jìn)行分析?！驹斀狻繉⒏軛U緩慢地由位置A拉到位置B，動(dòng)力臂不變，阻力G的力臂變大，而阻力不變，根據(jù)杠桿平衡條件分析得出動(dòng)力變大。故選A。10．如圖所示，杠桿掛上鉤碼后剛好平衡，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量相同，在下列情況中，杠桿還能平衡的是A．左右鉤碼各向支點(diǎn)移一格 B．左右各減少一個(gè)鉤碼C．左右各減少一半鉤碼 D．左右各增加兩個(gè)鉤碼【答案】C【解析】設(shè)杠桿的分度值為L(zhǎng)，一個(gè)鉤碼的重為G．原來(lái)4G×2L=2G×4L；左、右鉤碼各向支點(diǎn)移動(dòng)一格，左邊=4G×L=4GL，右邊=2G×3L=6GL，左邊＜右邊，杠桿向右端下沉，A不符合題意；左右各減少一個(gè)鉤碼，左邊=3G×2L=6GL，右邊=G×4L=4GL，左邊＞右邊，杠桿向左下沉，B不符合題意；左、右鉤碼各減少一半法碼，左邊=2G×2L=4GL，右邊=G×4L=4GL，左邊=右邊，杠桿平衡；C符合題意；左右各增加兩個(gè)鉤碼，左邊=6G×2L=12GL，右邊=4G×4L=16GL，左邊＜右邊，杠桿右邊下沉，D不符合題意，故選C．11．小明探究杠桿的平衡條件，掛鉤碼前，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，杠桿上每格距離相等，桿上A、B、C、D的位置如圖所示，當(dāng)A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，下列操作中能使杠桿在水平位置平衡的是（）A．B點(diǎn)掛5個(gè)鉤碼B．C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼C．D點(diǎn)掛1個(gè)鉤碼D．D點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼【答案】D【解析】【分析】【詳解】設(shè)每個(gè)鉤碼重力為F，每個(gè)小格長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則O點(diǎn)左側(cè)力與力臂的積為4F×3L=12FL杠桿的平衡條件是A．若B點(diǎn)掛5個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為5F×2L=10FL＜12FL杠桿不能平衡，故A錯(cuò)誤；B．若C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為4F×4L=16FL＞12FL杠桿不能平衡，故B錯(cuò)誤；C．若D點(diǎn)掛1個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為F×6L=6FL＜12FL杠桿不能平衡，故C錯(cuò)誤；D．若D點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿右側(cè)力與力臂的積為2F×6L=12FL=12FL杠桿能平衡，故D正確。故選D12．一輕質(zhì)不等臂杠桿AOB的左右兩端分別吊著一實(shí)心鋁塊和銅塊，此時(shí)杠桿在水平位置平衡?，F(xiàn)將鋁塊、銅塊同時(shí)浸沒(méi)在水中，如圖所示。已知：，，，則下列判斷正確的是（）A．A端下降 B．B端下降C．仍然平衡 D．無(wú)法判斷【答案】B【解析】【分析】【詳解】在輕質(zhì)不等臂杠桿AOB兩端吊上實(shí)心鋁塊和銅塊時(shí)，杠桿在水平位置平衡，由圖知OB<OA，據(jù)杠桿的平衡條件得G鋁?OA=G銅?OB即ρ鋁V鋁g?OA=ρ銅V銅g?OB而ρ鋁<ρ銅，所以V鋁g>V銅g將鋁塊和銅塊同時(shí)浸沒(méi)在水中后，杠桿左、右兩邊有(G鋁-F浮)?OA，(G銅-F浮＇)?OB即(ρ鋁V鋁g-ρ水V鋁g)?OA，(ρ銅V銅g-ρ銅V銅g)?OB那么ρ鋁V鋁g?OA-ρ水V鋁g?OA<ρ銅V銅g?OB-ρ銅V銅g?OB所以B端下沉。故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。13．如圖所示，AOB為一杠桿，O為支點(diǎn)，杠桿重不計(jì)，AO=OB．在杠桿右端A處用細(xì)繩懸掛重為G的物體，當(dāng)AO段處于水平位置時(shí)，為保持杠桿平衡，需在B端施加最小的力為F1；當(dāng)BO段在水平位置時(shí)保持杠桿平衡，這時(shí)在B端施加最小的力為F2，則A．F1<F2 B．F1>F2 C．F1=F2 D．無(wú)法比較【答案】B【解析】【分析】【詳解】（1）當(dāng)AO段處于水平位置時(shí)，如左圖所示最省力，∵F1lOB=GlOA∴F1==G；（2）當(dāng)OB段處于水平位置時(shí)，如右圖所示最省力，∵F2lOB=GlOC∴F2=∵lOC＜lOB∴F2＜G∴F1＞F2；故選B．14．在一個(gè)長(zhǎng)3米的蹺蹺板（支點(diǎn)在木板中點(diǎn)）的兩端分別放置兩個(gè)木箱，它們的質(zhì)量分別為m1=30kg，m2=20kg，為了使蹺蹺板在水平位置平衡，以下做法可行的是（）A．把m1向右移動(dòng)0.5米 B．把m2向左移動(dòng)0.5米C．把m1向右移動(dòng)0.2米 D．把m2向左移動(dòng)0.3米【答案】A【解析】【分析】【詳解】蹺蹺板的支點(diǎn)在木板中點(diǎn)，根據(jù)圖中信息可知，木板左邊受到的壓力比右邊大，為了使蹺蹺板在水平位置平衡，應(yīng)該將m1向右移，則m2的力臂不變?yōu)?.5m，根據(jù)杠桿的平衡條件有代入數(shù)據(jù)可得m1向右移后的力臂m1的力臂由1.5m變?yōu)?m，為了使蹺蹺板在水平位置平衡，把m1向右移動(dòng)0.5米，所以BCD項(xiàng)錯(cuò)誤，A項(xiàng)正確。故選A。15．身高相同的兄弟二人用一根重力不計(jì)的均勻扁擔(dān)抬起一個(gè)900N的重物．已知扁擔(dān)長(zhǎng)為1.8m，重物懸掛點(diǎn)與哥哥的肩之間的距離OA=0.8m，如圖所示．則A．以哥哥的肩A為支點(diǎn)，可計(jì)算出弟弟承擔(dān)的壓力為400NB．以O(shè)為支點(diǎn)，可計(jì)算出兄弟二人承擔(dān)的壓力之比為4:9C．以O(shè)為支點(diǎn)，可計(jì)算出兄弟二人承擔(dān)的壓力之比為9:5D．以弟弟的肩B為支點(diǎn)，可計(jì)算出哥哥承擔(dān)的壓力為600N【答案】A【解析】【分析】【詳解】A．設(shè)哥哥承擔(dān)的壓力為FA，弟弟承擔(dān)的壓力為FB，以哥哥的肩A為支點(diǎn)，由杠桿平衡條件可得：，，A選項(xiàng)正確；BC．因?yàn)橹c(diǎn)是固定點(diǎn)，杠桿能繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中的O不符合支點(diǎn)的特點(diǎn)，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意．D．以弟弟的肩B為支點(diǎn)，由杠桿平衡條件可得：,，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；16．如圖，用橇棒撬起石塊并保持平衡，下列說(shuō)法正確的是()A．動(dòng)力對(duì)橇棒的轉(zhuǎn)動(dòng)效果小于阻力對(duì)橇棒的轉(zhuǎn)動(dòng)效果B．手在A點(diǎn)豎直向下施力時(shí)，撬棒是個(gè)省力杠桿C．手在A點(diǎn)向不同方向施力時(shí)，力的大小都相等D．手分別在A、B兩點(diǎn)沿豎直向下方向施力時(shí)，在B點(diǎn)比在A點(diǎn)費(fèi)力【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．因用撬棒撬起石塊并保持平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件，動(dòng)力乘動(dòng)力臂等于阻力乘阻力臂。所以動(dòng)力對(duì)撬棒的轉(zhuǎn)動(dòng)效果等于于阻力對(duì)撬棒的轉(zhuǎn)動(dòng)效，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．手在A點(diǎn)豎直向下施力時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件，動(dòng)力小于阻力，撬棒是個(gè)省力杠桿，B選項(xiàng)正確；C．手在A點(diǎn)向不同方向施力時(shí)，動(dòng)力的力臂大小隨方向的改變而改變，而阻力和阻力臂大小不變，所以動(dòng)力的大小不相等，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．手分別在A、B兩點(diǎn)沿豎直向下方向施力時(shí)，在A點(diǎn)的動(dòng)力臂小于在B點(diǎn)的動(dòng)力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件，手在A點(diǎn)沿豎直向下方向施力大于在B點(diǎn)沿豎直向下方向施加的力，即在A點(diǎn)比在B點(diǎn)費(fèi)力，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。17．如圖所示，重力為G的均勻木棒豎直懸于O點(diǎn)，在其下端施一始終垂直于棒的拉力F，讓棒緩慢轉(zhuǎn)到圖中間虛線所示位置，在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中（）A．動(dòng)力臂逐漸變大B．阻力臂逐漸變大C．動(dòng)力F保持不變D．動(dòng)力F逐漸減小【答案】B【解析】【分析】先確定阻力臂、動(dòng)力臂的變化，然后根據(jù)杠桿平衡的條件（動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂）分析動(dòng)力的變化?！驹斀狻緼．由圖示可知，木棒是一個(gè)杠桿，力F是動(dòng)力，力F始終垂直與木棒，則木棒的長(zhǎng)度是動(dòng)力臂，木棒長(zhǎng)度保持不變，動(dòng)力臂保持不變，故A不符合題意；B．木棒的重力是阻力，阻力大小不變，木棒在豎直位置時(shí)，重力的力臂為0，轉(zhuǎn)過(guò)θ角后，重力力臂（阻力臂）逐漸增大，故B符合題意；CD．已知G、L保持不變，LG逐漸變大，由杠桿平衡條件有GLG=FL動(dòng)力F逐漸增大，故CD不符合題意。故選B?！军c(diǎn)睛】本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，知道杠桿平衡的條件，會(huì)熟練應(yīng)用杠桿平衡的條件分析問(wèn)題解決問(wèn)題是關(guān)鍵。18．如圖所示，小明用一可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿，將掛在杠桿下的重物提高。他用一個(gè)始終與杠桿垂直的力F使杠桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個(gè)過(guò)程中，此杠桿（）A．一直是省力的 B．先是省力的，后是費(fèi)力的C．一直是費(fèi)力的 D．先是費(fèi)力的，后是省力的【答案】B【解析】【分析】【詳解】由題圖可知?jiǎng)恿的力臂l1始終保持不變，物體的重力G始終大小不變，在杠桿從豎直位置向水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，重力的力臂l2逐漸增大，在l2＜l1之前杠桿是省力杠桿，在l2＞l1之后，杠桿變?yōu)橘M(fèi)力杠桿，故選B。19．如圖所示甲乙兩杠桿處于水平位置平衡，甲圖上有兩個(gè)體積不同的鐵球，乙圖上有兩個(gè)體積相向的鋁球和鐵球，如果把他們都浸沒(méi)在水中，則杠桿將發(fā)生的變化是A．仍保持平衡 B．甲仍保持平衡，乙失去平衡C．都失去平衡 D．甲失去平衡，乙仍保持平衡【答案】B【解析】【詳解】甲杠桿：浸入水中之前，由杠桿平衡條件可得即所以浸入水中后左端力和力臂的乘積為：浸入水中后右端力和力臂的乘積為：所以浸入水中后，左右兩端力和力臂的乘積相等，故杠桿仍然平衡。乙杠桿：浸入水中之前，由杠桿平衡條件可得即①浸入水中后左端力和力臂的乘積為：②浸入水中后右端力和力臂的乘積為：③由于，結(jié)合①可知，左端力和力臂的乘積小于右端力和力臂的乘積，故杠桿失去平衡、右端下沉，故選B?！军c(diǎn)睛】本題考查了學(xué)生對(duì)阿基米德原理、杠杠平衡條件的掌握和運(yùn)用，利用好力臂大小關(guān)系和受到的浮力大小關(guān)系是本題的關(guān)鍵。20．如圖所示，AC硬棒質(zhì)量忽略不計(jì)，在棒的B點(diǎn)懸掛一個(gè)重物，在棒的C點(diǎn)施加一個(gè)方向沿的力F，棒在力F的作用下從水平位置被緩慢提升到圖示位置。則下列相關(guān)描述正確的是（）A．力F的方向沿向下 B．ABC是費(fèi)力杠桿C．阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力是懸掛在杠桿上的物體的重力 D．在提升過(guò)程中，力F變小【答案】D【解析】【詳解】A．F1