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1、一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1 如图，粗细均匀木棒AB 长为 1m，水平放置在O、 O两个支点上已知AO、 OB 长度均为 0.25m。若把 B 端竖直向上稍微抬起一点距离，至少需要用力40N；则木棒的重力为（）A160NB 120NC 80ND 4ON【答案】 B【解析】【分析】【详解】设木棒 AB 的重心在C点，抬起B 端时的支点为O，由于 AO0.25m ，则抬 B 端的力的力臂OB AB- AO 1m-0.25m 0.75m木棒 AB 的重心距离支点的距离，即重力的力臂OC O C1 ABAO 11m0.25m 0.25m22木棒平衡，则有FOB GOC木棒的重力FOB40N0.
2、75mG=120NOC0.25m故 B 正确。故选 B。2 如图所示，作用在A 点的各个力中，不可能使杠杆平衡的力是A F3 和 F4B F1 和 F3C F2 和 F4D F1 和 F2【答案】 A【解析】【详解】因为力 F3 的作用线所在的直线过支点O，所以力 F3 的力臂为 0，又因为 0 乘以任何数都为0，所以力 F3 不能使杠杆平衡；力F4 使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同，所以力 F4不能使杠杆平衡；力12使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力1F和 FF和 F2可以使杠杆平衡；故选A。3 如图所示，杠杆在水平状态保持静止，要使弹簧测力计的示数变为原来的1 ，下列措
3、2施中可行的是A去掉三个钩码B把钩码向左移动2 小格C把钩码向右移动2 小格D把弹簧秤测力计向左移动2 小格【答案】 B【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F1L1F2L2 得，4G 4LF2 8L，解得F2 2G，要使弹簧测力计的示数变为原来的1 ，2即 F2 G。A去掉三个钩码，根据杠杆平衡条件F1L1 F2L2 得，G4L F28L，1所以 F 2G，不符合题意；2B把钩码向左移动2 小格，根据杠杆平衡条件F1L1 F2L2 得，4G2L F28L，所以 F 2 G，故 B 符合题意；C把钩码向右移动2 小格，根据杠杆平衡条件F1L1 F2L2 得，4G6L F28L，所以 F 2
4、3G，故 C 不符合题意；D把弹簧秤测力计向左移动2 小格，根据杠杆平衡条件F1L1 F2L2 得，4G4L F26L，所以 F 28G，故 D 不符合题意。3故选 B。4 要使图中的杠杆平衡，分别用FA、 FB、 FC 的拉力，这三个力的关系应是A FA FB FC【答案】 C【解析】【分析】【详解】B FA FB FCC FAFC FBD FA=FB=FC分别从支点向三条作用线做垂线，作出三个力的力臂，如图；从图可知，三个方向施力， F B 的力臂 L OB 最长，其次是 L OC 、 L OA ，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件 F1 L1 F2 L2 可知，动力臂越长动力越小，所以三
5、个方向施力大小：F A F C F B 故选 C5 如图所示，在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在力F 作用下在水平位置平衡，现保持杠杆始终在水平位置平衡，将弹簧测力计绕B 点从 a 转动到 b 的过程中，拉力F 与其力臂的乘积变化情况是（）A一直变小B一直变大C一直不变D先变小后变大【答案】 C【解析】【分析】【详解】将测力计绕B 点从 a 位置转动到b 位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA 不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件可知，拉力 F 与其力臂的乘积也是不变的。故选 C。6 如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态。下列操作仍能使杠杆在水平
6、位置保持平衡的是 （ ）A两侧钩码同时向外移一格B左侧的钩码向左移一格，右侧增加一个钩码C在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码D在两侧钩码下方，同时减去一个相同的钩码【答案】 B【解析】【分析】【详解】设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为L，原来杠杆处于平衡状态，则有2G3L3G2LA两边各向外移一格，左边2G4L8GL右边3G3L9GL由于8GL9GL杠杆右端下沉，故A 不符合题意；B左侧的钩码向左移一格，右侧增加一个钩码，因左边2G4L右边4G2L因2G4L4G2L故 B 符合题意；C在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码，左边3G3L9GL右边4G2L8GL因为9GL8GL杠杆左
7、端下沉，故C 不符合题意；D在两侧钩码下方，同时减去一个相同的钩码，左边G3L3GL右边2G2L4GL由于3GL4GL杠杆右端下沉，故D 不符合题意。故选 B。7 如图所示，体积之比为12 的甲、乙两个实心物块，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为（）A1 1B1 2C 43D 2 1【答案】 C【解析】【分析】【详解】由图知道，甲物体挂在左边第3 格处，乙物体挂在右边第2 格处，由杠杆的平衡条件知道，此时 G甲l1G乙 l 2 即m甲 g3m乙 g2m甲2所以，又因为 V 甲/ V 乙 1/2，甲、乙两个物块的密度之比是m乙3m甲2V甲4甲1乙m乙33V乙2故
8、 C 正确。故选 C。8 如图所示，小明利用一根长为L 的扁担挑水，他在扁担的左端挂上质量为m1 的水桶，在右端挂上质量为m2 的水桶，右手扶着扁担右侧。已知m1 m2 ，不计扁担自重，下列说法正确的是（ ）A若要右手不使力，小明的肩应靠近扁担左端B若要右手不使力，小明的肩应靠近扁担右端C小明的肩位于扁担中点时，右手需要给扁担施加向上的力D扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强越小【答案】 A【解析】【分析】【详解】AB扁担在左端挂了m1 的水桶，右端挂了m2 的水桶，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件F1 L1F2 L2 可知，若要扁担平衡右手不使力，人的肩膀应靠近扁担左端，故 A
9、正确， B 错误；C小明的肩位于扁担中点时，左端的重力大于右端的重力，根据杠杆的平衡条件F1L1 F2 L2 可知，左端下沉，为了使扁担在水平位置平衡，右手需要给扁担施加向下的力，故 C 错误；FD根据压强的公式p可知，压力一定时，扁担与肩的接触面积越小，肩受到的压强S越大，故D 错误。故选 A。9 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【答案】 CD左右各增加两个钩码【解析】设杠杆的分度值为L，一个钩码的重为G原来4G2L=2G4L；左、右钩码各向支点移动一格，左边=4GL=4GL，
10、右边 =2G3L=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=3G2L=6GL，右边 =G4L=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=2G2L=4GL，右边 =G4L=4GL，左边 =右边，杠杆平衡；C 符合题意；左右各增加两个钩码，左边沉， D 不符合题意，故选=6G2L=12GL，右边C=4G4L=16GL，左边右边，杠杆右边下10 如图所示，轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲，正方体甲放在水平放置的电子测力计上，右侧挂着重为1N 的钩码乙， O 为支点，正方体甲的边长为0.1m 。在杠杆水平平衡的条件下，当只改变动力臂
11、l1 ，电子测力计的示数T 随之改变， T- l1 的关系如图所示。则下列判断正确的是（）A阻力臂l2 为 6cmB正方体甲受到的重力为6NC当动力臂l1 =2cm 时，左侧细绳对杠杆的拉力为2ND当动力臂l1=4cm 时，正方体甲对电子测力计的压强为100Pa【答案】 D【解析】【分析】通过甲物体处于平衡条件的分析确定杠杆所受的拉力大小，再根据杠杆平衡条件结合图像上不同的点来解题。【详解】A根据题意，甲始终处于静止状态，甲受到绳子的拉力，甲物体自身的重力，电子秤对甲物体的支持力GF支F拉物体拉杠杆的力和杠杆拉物体的力是一对相互作用力F拉F2电子测力计对物体甲的支持力和物体甲对电子测力计的压力
12、是一对相互作用力F支T即F2GT根据杠杆的平衡条件F1L1F2 L2得F1 L1GT L2根据图像可知当T1=2N，L1=2cm1N2cmG2NL2根据图像可知当T1=1N， L1=4cm1N4cmG1NL2解得 L2=2cm， G=2N， A、B 选项错误；C由图像可知，当L1=2cm，此时 T1=2NF2GT13N2N1N细绳对杠杆的拉力是1N，C 选项错误；D由图像可知，当L1=4cm，此时 T1=1N，由公式F1NP100PaS0.1m 0.1mD 选项正确。故答案选择 D。11 如图所示，直杆OA 的下端挂一重物G 且可绕 O 点转动。现用一个始终与直杆垂直的力 F 将直杆由竖直位置
13、缓慢转动到水平位置，不计杆的重力，则拉力F 大小的变化情况是（ ）A一直变小B一直不变C一直变大D先变小后变大【答案】 C【解析】【分析】【详解】由图可知，由于力F 始终与杠杆垂直，则力F 所对应的力臂始终不变，大小为力F 的作用点到 O 点的距离，设为 l1 ，在逐渐提升的过程中，重力大小不变，方向竖直向下，则对应力臂逐渐变大，设为l2，由于缓慢转动，视为受力平衡，则由杠杆平衡公式可得Fl =Gl21由于等式右端重力G 不变， l 2 逐渐变大，则乘积逐渐变大，等式左端l1 不变，则可得F 逐渐变大，故选 C。12 如图所示， AC 硬棒质量忽略不计，在棒的B 点悬挂一个重物，在棒的C 点施
14、加一个方向沿 OO 的力 F ，棒在力 F 的作用下从水平位置被缓慢提升到图示位置。则下列相关描述正确的是（）A力F 的方向沿OO向下BABC是费力杠杆C阻碍杠杆转动的力是悬挂在杠杆上的物体的重力【答案】 DD在提升过程中，力F 变小【解析】【详解】A F1 对杠杆的拉力向下，则为了将杠杆抬起，力F 的方向应沿OO向上，故A 错误；B由于力F 的方向应沿OO向上，则动力臂为S2，阻力臂小于动力臂，则杠杆为省力杠杆，故B 错误；C与杠杆接触的是悬挂在杠杆上的绳子，则阻碍杠杆转动的力是绳子对杠杆的拉力，故C 错误；D在移动过程中， F 1 的力臂逐渐变小，拉力F 力臂不变，则由杠杆平衡公式F 1l
15、1=F 2l 2 可知力 F 变小，故 D 正确。故选 D 。13 如图所示，有一个轻质硬杆，两端分别为AD点，一重物悬挂于B点，力F作用在，D 点使硬杆平衡，为了使力F 最小，支点O 应选择在（）A A 点B B 点C C 点D D 点【答案】 A【解析】【详解】由题意可知，支点O 不会在 B 点，否则有力F 的存在，轻质硬杆不能平衡；支点O 也不会在 D 点，否则无论力F 大小如何，轻质硬杆也不能平衡；假设支点O 在 C 点，那么根据杠杆的平衡原理可知Gl BCFl CD ，变换可得FGl BC ；lCD假设支点 O 在 A 位置时，那么根据杠杆的平衡原理可知Gl ABFl AD ，变换可
16、得F Gl AB ，lAD从图中可以看到，动力F 的力臂 l AD 最长，那么力F 最小；故选A。14 如图所示，轻质均匀杠杆分别挂有重物GA 和 GB （GAGB） ,杠杆水平位置平衡，当两端各再加重力相同的物体后，杠杆A仍能保持平衡B不能平衡，左端下沉C不能平衡，右端下沉D不能确定哪端下沉【答案】 C【解析】【详解】杠杆原来在水平位置处于平衡状态 ,此时作用在杠杆上的力分别为 GA 和 GB,其对应的力臂分别为 lA 和 lB，如图所示：根据杠杆平衡条件可得：GAlA=GBl B；已知 GAGB 所以 lAlB，当两端各再加重力相同的物体后，设增加的物重为G，此时左边力和力臂的乘积：(GA
17、+G)?l A=GAlA+GlA右边力和力臂的乘积：(GB+G)?l B=GBlB+GlB由于 lAlB，所以 GlAGlB；所以：GAlA+GlA6GL，所以左端下降，故A 符合题意， BCD都不符合题意。故选 A。20 如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，已知杠杆上每个小格的长度为2cm，用弹簧测力计在A 点斜向上（与水平方向成30角）拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是（）A此时杠杆的动力臂为0.08mB此时为省力杠杆C当弹簧测力计向左移至竖直位置时，其示数为1ND图中钩码的总重力为2N【答案】 D【解析】【分析】【详解】A当弹簧测力计在A 点斜向上拉（与水平方向成3
18、0角）杠杆，所以动力臂l11 OA14 2cm 4cm=0.04m22故 A 错误；B由图知，钩码对杠杆拉力为阻力，阻力臂的大小l2=3 2cm=6cm l1杠杆为费力杠杆，故错误；CD由图知，弹簧测力计示数为3N，根据杠杆的平衡条件F1 l1=Gl2 可得GF1l13N 4cm = 2Nl26cm竖直向上拉 A 点时，力臂大小等于OA，由杠杆平衡条有 F1 OAGl 2 ，所以测力计的示数F1Gl 22N 6cm = 1.5NOA2cm 4故 C 错误， D 正确。故选 D。二、初中物理功和机械能问题21 如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（）A在 a 到 b 的过程
19、中，运动员对铅球做了功B在 b 到 c 的过程中，运动员对铅球没有做功C在 c 到 d 的过程中，没有力对铅球做功D在 a 到 d 的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【答案】 C【解析】【分析】【详解】图中从 a 到 b 过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对铅球做了功， A 说法正确；从 b 到 c 过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功，B 说法正确；从c 到d 的过程中，铅球受到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功，C 说法错误；从a到 d 的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状
20、态在不断改变，答案选 CD 说法正确；22 如图所示，木块以一定的速度滑过A、B 点，到 C点滑出下落至D 点， A 和 B、C 和 D之间的垂直距离均为 h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是 ( )A D 点与 A 点相比，动能增大，势能减小，机械能不变B A 点到 C 点减少的重力势能大于C 点到 D 点减少的重力势能C B 点的动能可能等于A 点的动能，但可能大于C 点的动能D B 点的动能可能等于D 点的动能，但一定大于A 点的动能【答案】C【解析】【详解】A D 点与 A 点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A 错
21、误；B A 和 C、C 和 D 之间的垂直距离均为点减少的重力势能，故B 错误；h，则A 点到C 点减少的重力势能等于C 点到DC斜面粗糙，则AB 段有可能匀速，但因摩擦力的存在B 的速度一定大于C 的速度，所以， B 点的动能可能等于 A 点的动能，一定大于C 点的动能，故 C 正确；D木块从 B 到 C，因为有摩擦，则 C 处的动能小于 B 处的动能，从 C 到 D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D 点动能大于 C 点动能， B 点的动能可能等于 D 点的动能，但与 A 点的动能大小不确定，故D 错误。故选 C。23 工人用如图所示的滑轮组，在4s 内将重为1500N
22、的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4 倍。在此过程中下列说法不正确的是（）A绳子自由端沿水平方向移动了4mB物体受到的拉力为750NC拉力 F 的功率为 375WD该滑轮组的机械效率一定小于100%【答案】 B【解析】【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据snsA 求出绳子自由端沿水平方向移动；(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据 FA f0.4G 求出物体受到的拉力；(3)根据 WFs 求出拉力 F 做的功，根据 PW总求出拉力F 的功率；t(4)任何机械
23、效率一定小于100%。【详解】A由图可知， n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s nsA2 2m 4m故 A 正确，不符合题意；B物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FAf0.4G0.41500N600N故 B 错误，符合题意；C拉力 F 做的功W总Fs375N4m1500J则拉力 F 的功率PW总1500J375Wt4s故 C 正确，不符合题意；D该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故 D 正确，不符合题意。故选 B。24 小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a c两点处于同一、高度则下列判断中正确的是（）A皮球由a 到 b 时，动能逐渐增大B皮球由c 到 d 时，机械能一直减小C皮球在b 点时的机械能最大