天津中考物理培优专题复习杠杆平衡练习题.docx

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天津中考物理培优专题复习杠杆平衡练习题

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题

1．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体Ｍ是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。

当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（　　）

A．建筑材料P上升的速度为3m/sB．物体M对地面的压力为5000N

C．工人对地面的压力为400ND．建筑材料P的重力为600N

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度

v=v绳=×1m/s=0.5m/s

故A错误；

B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得

FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N

杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即

FA=FA′=1000N

根据杠杆的平衡条件FA×OA=FB×OB，且OA:

OB=1:

2，所以

FB=FA×=1000N×=500N

因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即

FB′=FB=500N

物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为

FM支持=GM−FB′=5000N−500N=4500N

因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力

FM压=FM支持=4500N

故B错误；

C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得F+F支=G，则

F支=G−F=700N−300N=400N

因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力

F压=F支=400N

故C正确；

D．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，由F=（G+G动）可得，建筑材料P重

G=2F−G动=2×300N−100N=500N

故D错误。

故选C。

2．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着体积为1cm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示。

当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度，下列说法中错误的是（　　）

A．密度秤的零点刻度在Q点

B．密度秤的刻度都在Q点的左侧

C．密度秤的刻度都在Q点的右侧

D．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．合金块没有浸入液体时，液体的密度应为零，所以秤的零刻度应该在Q处；故A正确，不符合题意；

BC．若秤砣由Q向右移动，它的力臂变长，则左边合金块拉秤杆的力应增大，但合金块受到的浮力不可能竖直向下，所以零点的右边应该是没有刻度的，其刻度都在Q点的左侧。

故B正确，不符合题意，C错误，符合题意；

D．秤砣的质量不变，由Q向左移动时，它的力臂变短，则左边合金块拉秤杆的力减小，说明合金块受到的浮力增大，而合金块排开液体的体积不变，说明液体的密度变大，所以刻度应逐渐变大，即秤杆上较大的刻度在较小的刻度的左边；故D正确，不符合题意。

故选C。

3．如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能平衡的是

A．左右钩码各向支点移一格B．左右各减少一个钩码

C．左右各减少一半钩码D．左右各增加两个钩码

【答案】C

【解析】

设杠杆的分度值为L，一个钩码的重为G．原来4G×2L=2G×4L；

左、右钩码各向支点移动一格，左边=4G×L=4GL，右边=2G×3L=6GL，左边＜右边，杠杆向右端下沉，A不符合题意；

左右各减少一个钩码，左边=3G×2L=6GL，右边=G×4L=4GL，左边＞右边，杠杆向左下沉，B不符合题意；

左、右钩码各减少一半法码，左边=2G×2L=4GL，右边=G×4L=4GL，左边=右边，杠杆平衡；C符合题意；

左右各增加两个钩码，左边=6G×2L=12GL，右边=4G×4L=16GL，左边＜右边，杠杆右边下沉，D不符合题意，故选C．

4．如图所示，将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，已知：

乙物体所受重力为30N，，甲物体的底面积为0.2m2，g取10N/kg。

下列说法正确的是（　　）

A．甲物体对杠杆的拉力为10NB．杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N

C．甲物体对水平地面的压强为750PaD．水平地面对甲物体的支持力为60N

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

对物体甲受力分析，甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用，其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。

AB．根据杠杆平衡条件可知杠杆A端受到物体的拉力与OA的乘积等于乙给B端的拉力与OB的乘积相等，则有

即甲对杠杆的拉力为90N，杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，故AB项错误；

CD．甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为

则甲物体对水平地面的压强

故C项错误，D项正确。

故选D。

5．如图所示，一根均匀木尺放在水平桌面上，它的一端伸出桌面的外面，伸到桌面外面的部分长度是木尺长的，在木尺末端的B点加一个作用力F，当力F=3N时，木尺的另一端A开始向上翘起，那么木尺受到的重力为（　　）

A．3NB．9NC．1ND．2N

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

设直尺长为l，如图所示：

从图示可以看出：

杠杆的支点为O，动力

F=3N

动力臂

OB=l

阻力为直尺的重力G，阻力臂

CO=l-l=l

由杠杆平衡的条件得

F×OB=G×OC

3N×l=G×l

G=3N

故选A。

6．如图，一个长方体木箱，重心在它的几何中心，其高度为H、正方形底面的边长为L、重为G。

想把这个木推倒（木箱较重，不会移动），在其中部的中心最初施加一个水平推力大小是（　　）

A．B．

C．D．

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

由图示可知，把这个木箱推倒，它右下端与地面的接触点是支点，当小孩水平推木箱时，力臂为，阻力为木箱的重力，阻力臂为，如图所示：

根据杠杆的平衡条件可得

G×=F×

F=

故选D。

7．有一平衡的不等臂杠杆，下面哪种情况下杠杆仍能平衡：

（）

A．使动力、阻力的大小减少相同的数值B．使动力、阻力的大小增加相同的数值

C．使动力臂、阻力臂增加相同的长度D．使动力、阻力的大小增加相同的倍数

【答案】D

【解析】

【详解】

不等臂杠杆平衡时，满足F1l1=F2l2，l1l2，F1F2。

A．使动力、阻力的大小减少相同的数值F时，由Fl1≠Fl2可知，

（F1−F）l1≠（F2−F）l2，

故A不符合；

B．使动力、阻力的大小增加相同的数值F时，由Fl1≠Fl2可知，

（F1+F）l1≠（F2+F）l2，

故B不符合；

C．使动力臂、阻力臂增加相同的长度L时，由F1L≠F2L可知，

F1（L+l1）≠F2（L+l2），

故C不符合；

D．使动力、阻力的大小增加相同的倍数时，由F1l1=F2l2可知，

nF1×l1=nF2×l2，

故D正确。

故选D。

8．如图所示，杠杆可绕O点转动，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B的过程中，力F（）

A．变大B．变小

C．不变D．先变大后变小

【答案】A

【解析】

【分析】

解答此题，首先要判断杠杆的五要素中，有哪些要素发生了变化，然后再利用杠杆的平衡条件进行分析。

【详解】

将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，动力臂不变，阻力G的力臂变大，而阻力不变，根据杠杆平衡条件分析得出动力变大。

故选A。

9．小明做探究杠杆平衡条件的实验时将手中的5个钩码挂成了如图所示的情况，则（）

A．由图可以得到杠杆平衡条件为F1L1=F2L2

B．小明在F1和F2的下方各再挂一个钩码杠杆仍能平衡

C．小明取下F1下的一个钩码并将F2的钩码取下杠杆仍能平衡

D．小明取下F2下的钩码并将F3的钩码向右移至20cm处杠杆仍能平衡

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．假设一个钩码的重力为G

F1=2G，F2=G，F3=2G

各力力臂为

L1=20，L2=10，L3=15

F1L1=2G⨯20=40G

F2L2=G⨯10=10G

F3L3=2G⨯15=30G

杠杆平衡的条件为

F1L1=F2L2+F3L3

故A不符合题意；

B．在F1和F2的下方各再挂一个钩码后

F1L1=3G⨯20=60G

F2L2=2G⨯10=20G

F3L3=2G⨯15=30G

F1L1>F2L2+F3L3

杠杆失去平衡，故B不符合题意；

C．取下F1下的一个钩码并将F2的钩码取下后

F1L1=G⨯20=20G

F2L2=0

F3L3=2G⨯15=30G

F1L1

杠杆失去平衡，故C不符合题意；

D．取下F2下的钩码并将F3的钩码向右移至20cm处后

F1L1=2G⨯20=40G

F2L2=0

F3L3=2G⨯20=40G

F1L1=F2L2+F3L3

杠杆重新平衡，故D符合题意。

故选D。

10．如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是（）

A．将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格

B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变

C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变

D．将左右两边的钩码均向外移动一格

【答案】A

【解析】

【详解】

设杠杆的一个小格是1cm，一个钩码的重是1N；

A．将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格，（4-2）N×3cm=3N×（4-2）cm，杠杆仍然平衡，故A符合题意；

B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变，由（4+1）N×3cm＜（3+1）N×4cm得，杠杆的右端下沉，故B不符合题意；

C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变，由（4-1）N×3cm＞（3-1）N×4cm得，杠杆的左端下沉，故C不符合题意；

D．将左右两边的钩码均向外移动一格，由4N×（3+1）cm＞3N×（4+1）cm得，杠杆的左端下沉，故D不符合题意。

11．如图所示，用不同的机械匀速提升同一物体时，最省力的是（不计机械自重和摩擦）（　　）

A．B．

C．D．

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

如图所示，物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则各图的力F大小分别如下：

A．图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F1=2G；

B．图中为斜面，在直角三角形中，30°角所对的直角边h为斜边s的一半，不计机械自重和摩擦，总功与有用功相等，则

F2s=Gh

所以

C．图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轮上，则

D．图中为杠杆，O为支点，动力臂为3l，阻力臂为l，由杠杆平衡条件可得

F4×3l=Gl

即

由此可得，最省力的为F4。

故选D。

12．如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=B0，AC=OC．A端放在托