《2020-2021沈阳培优易错试卷杠杆平衡条件的应用问题辅导专题训练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021沈阳培优易错试卷杠杆平衡条件的应用问题辅导专题训练.docx（36页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1 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D在提升过程中，力 F 变小【答案】 D【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2S ，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
2、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 1l1=F 2l 2 可知力 F 变小，故D 正确。故选 D 。2 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，AO : OB1:3，甲物体的底面积为 0.2m 2， 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60NC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
3、】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FAG乙OB30N390NOA1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F压F支G甲 FA 150N 90N 60N则甲物体对水平地面的压强F压60N300Pap甲0.2m2S甲故 C 项错误， D 项正确。故选 D。3 如图所
4、示为等刻度轻质杠杆，A 处挂4 牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在B 处施加的力（）A可能为 0.5 牛B一定为2 牛C一定为 3 牛D可能是 4 牛【答案】 D【解析】【分析】【详解】设杠杆每小格的长度为L，若在 B 点用垂直 OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡，此时所用的力最小，根据杠杆平衡条件Fl1 1F2 l2 可得Fmin 4LG 2L则有G 2L4N 2Fmin2N4L4若在 B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件FlF l可知1 12 2F2l 2F1l1则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变，动力臂减小，故动力将增大，故若使杠杆在水平位置平衡，在B 点施加的力F
5、2N故选 D。4 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（）GHLGHAB2LC HLD GLGH【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 H ，阻力为木箱的重力，阻力臂为L ，如图所示：22根据杠杆的平衡条件可得LHG=F2 2GLF=H故选 D。5 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】 CB FA FB FCC FAFC
6、FBD FA=FB=FC【解析】【分析】【详解】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，所以三个方向施力大小：F A F C F B 故选 C6 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
7、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Fl1 1F2 l2 分析得出动力变大。故选 A。7 如图所示为一轻质杠杆。机翼模型固定在直杆上，它们总重6N，直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是（）A测力计在a 位置时的示数为1.5NB测力计从a 位置转到b 位置后，示数将会变小C测力计在 a 位置时示数为 Fa，移至 c 位置时示数为 Fc，则 Fa Fc=41 D测力计在 c 位置时，对模型水平向右吹风，示数将会变大【答案】 C【解析】【分析
8、】【详解】A我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力，右边受到的拉力定义为动力。因为动力臂为阻力臂的 1 ，根据杠杆平衡条件 FlF l2 我们可以知道，动力应为阻力6N的 4 倍，即为41 1224N，A 选项错误，不符合题意；B测力计 a 位置时，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当测力计在b 位置时，动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系，即测力计从a 位置转到 b 位置，动力臂变小了。根据杠杆平衡条件Fl1 1F2l2可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂减小，要使杠杆继续平衡，动力应该增大。B 选项错误，不符合题意；C当测力计从 a 位置转到 c 位置时
9、，动力臂变为原来的4 倍。由杠杆平衡条件Fl1 1 F2l 2可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂变为原来的4倍，要使杠杆继续平衡，动力应变为原来的1 ，即 Fa Fc=4 1。C 选项正确，符合题意；4D对模型向右吹风，根据流体压强与流速的关系可以知道，模型会受到一个向上的升力，即杠杆左边受到的拉力会减小。根据杠杆平衡条件FlF l2 可以知道，在力臂均不1 12变的情况下，阻力减小了，要使杠杆继续平衡，动力也应减小。D 选项错误，不符合题意。故选 C。8 如图所示装置，杆的两端A、B 离支点 O 的距离之比 OA : OB1: 2 ， A 端接一重为 GA的物体， B 端连一滑轮
10、，滑轮上挂有另一重为GB 的物体。现杠杆保持平衡，若不计滑轮重力，则 GA 与 GB 之比应是（）A1 4B 12C 1 1D 2 1【答案】 C【解析】【分析】【详解】由杠杆平衡条件可知GA OAF OB即F GA OA OB因OA : OB1: 2所以F 1 GA2由图和动滑轮的特点可知F 1 GB2故GA1:1GB故选 C。9 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【
11、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
12、。10 如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB 可绕O 点在竖直平面内转动，AB3BO ，配重的重力为120 牛，重力为500 牛的健身者通过细绳在B 点施加竖直向下的拉力为时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85 牛，在 B 点施加竖直向下的拉力为时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60 牛。已知F1 : F22 : 3 ，杠杆细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（）F1F2AB 和A配重对地面的压力为50 牛时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为160 牛B配重对地面的压力为90 牛时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为120 牛C健身者在 B 点施加400 牛竖直
13、向下的拉力时，配重对地面的压力为35 牛D配重刚好被匀速拉起时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为 540牛【答案】 C【解析】【分析】【详解】当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力为FGFN由图知动滑轮上有2 段绳子承担物重，因此杠杆A 点受到的拉力FA2FG动2 （GFN） G动根据杠杆的平衡条件得到FA OAFB OB即2 （ GFN） G动OAFBOB因为AB3BO所以AO2 BO则2 （ G FN） G动 2 FB 1即FB4 （ GFN）2G动当压力为 85N 时F14（）2G动120N -85N当压力为 60N 时F24（）2G动120N - 60N因为F1 : F22
14、 : 3所以F14（）2G动2120N -85NF24（）2G动3120N - 60N解得G动30NA当配重对地面的压力为50N 时， B 点向下的拉力为FB4 （ GFN）2G动4 （120N - 50N）230N = 340N故 A 错误；B当配重对地面的压力为90N 时， B 点向下的拉力为FB4 （ GFN）2G动4 （120N - 90N）230N = 180N故 B 错误；C健身者在B 点施加 400N 竖直向下的拉力时，根据FB4 （ GFN） 2G动可得400N4 （120NFN） 230N解得FN35N故 C 正确；D配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，根据FB4 （ GF
15、N）2G动可得FB4 （120N - 0N ）230N = 540N 500N因为人的最大拉力等于体重500N，因此配重不可能匀速拉起，故D 错误。故选 C。11 如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面，则（ ）A F1 F2，因为甲方法的动力臂长B F =F ，因为动力臂都是阻力臂的2 倍12C F1 F2，因为乙方法的阻力臂短D F1F2，因为乙方法的动力臂长【答案】 B【解析】【分析】【详解】由图示可知，无论用哪种方法来抬，动力臂总是阻力臂的二倍，所用的力总等于阻力的二分之一，由于阻力就是重力，大小是不变的，所以动力的大小也是不变的，故
16、应选B。12 如图所示，直径为 50cm 的半球形碗固定在水平面上，碗的端口水平。一根密度分布均匀，长度为 60cm 的光滑杆 ABC搁置在半球碗上，碗的厚度不计，平衡时杆受到的重力与杆在 B 点受到的弹力大小之比为 ( )A5 ： 3B 6 ： 5C 3 ：2D 4 ：3【答案】 A【解析】【详解】以 AC棒为研究对象受力如图所示：根据几何关系可得：OABOBABAD设杆在 B 点受到的弹力为N，根据力矩平衡可得：NLABGLAD则：N25cos2G30cos解得：G 5 N 3故 A 项符合题意；BCD项不符合题意；13 如图所示，长1m 的粗细均匀的光滑金属杆可绕O 点转动，杆上套一滑环
17、，用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动，并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F 与滑环离开 O 点的距离s 之间的关系图像为（）ABCD【答案】 B【解析】【分析】【详解】由题意可知，测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动的过程中，金属杆处于水平状态，处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可得GOA1 lOAFsk2金属杆的重力和金属杠的长度大小不变，即k 是定值，那么可得到F k 1 s从上式可知随着距离s 的变大，测力计示数F 在变小，两者是成反比的，两者的关系图像是 B 图像。故选 B。14 如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一竖直向上的动力F1、 F2
18、作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（）A F1F2，因为甲中的动力臂长B F1F2，因为乙中的阻力臂短D F1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2 倍【答案】 D【解析】【分析】把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点；由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力F 克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半；在此基础上，利用杠杆的平衡条件，即可确定F1 与 F2 的大小关系。【详解】两次抬起水泥板时的情况如图所示：在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以两图中动力臂都是阻
19、力臂的2 倍；依据 Fl 动Gl阻 可得，FG l阻1 G ，l动2所以，前后两次所用的力相同，即F1F2 ，故 ABC 都错误， D 正确。【点睛】本题作为考查杠杆平衡条件应用的一道经典例题，很容易让学生在第一印象中选错，一定要仔细分析，重点记忆！15 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 端放在托盘秤甲上， B 端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N 现移动托盘秤甲，让C 点放在托盘秤甲上此时托盘秤乙的示数是（）A8NB 12NC 16ND 18N【答案】 C
20、【解析】【分析】在做双支点的题目时，求左边的力应以右边支点为支点，求右边的力应以左边支点为支点；本题 A 端放在托盘秤甲上，以B 点支点，根据杠杆平衡条件先表示出木条重心D 到 B的距离，当C 点放在托盘秤甲上C 为支点，再根据杠杆平衡条件计算托盘秤乙的示数【详解】设木条重心在D 点，当 A 端放在托盘秤甲上，B 端放在托盘秤乙上时，以B 端为支点，托盘秤甲的示数是6N，根据力的作用是相互的，所以托盘秤对木条A 端的支持力为6N，如图所示：由杠杆平衡条件有：FA AB G BD ，即： 6N AB24N BD ，所以：AB 4BD ， BD1 AB ，当 C 点放在托盘秤甲上时，仍以C 为支点
21、，此时托盘秤乙对4木条 B 处的支持力为FB，因为AOBO，AC所以COOD BD，BC3BD， CD 2BD，由杠杆平衡OC，条件有：FB BCG CD，即：FB 3BD 24N2BD ，所以： FB=16N，则托盘秤乙的示数为16N故选 C【点睛】本题考查了杠杆平衡条件的应用，关键正确找到力臂，难点是根据杠杆的平衡条件计算出木条重心的位置16 一轻质不等臂杠杆AOB 的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。已知：水 1.0103 kg/m3 ，铝 2.7 103 kg/m 3 ， 铜 8.9 103 kg/m 3 ，则下列判断正确
22、的是（）A A 端下降BB 端下降C仍然平衡D无法判断【答案】 B【解析】【分析】【详解】在轻质不等臂杠杆AOB 两端吊上实心铝块和铜块时，杠杆在水平位置平衡，由图知OBOA，据杠杆的平衡条件得G 铝 ?OA=G 铜 ?OB即铝 V 铝 g?OA=铜 V 铜 g?OB而 铝V 铜 g将铝块和铜块同时浸没在水中后，杠杆左、右两边有(G 铝 -F 浮 )?OA， (G 铜 -F 浮 )?OB即(铝 V 铝 g-水 V 铝 g)?OA， (铜 V 铜 g-铜 V 铜 g)?OB那么铝 V 铝 g?OA -水 V 铝 g?OA铜 V 铜 g?OB -铜 V 铜 g?OB所以 B 端下沉。故ACD错误，
23、 B 正确。故选 B。17 如图所示，粗细均匀的铁棒AB 静止在水平地面上，小明用力至竖直立起此过程中，力F 作用在 B 端且始终与铁棒垂直，则力F 将铁棒从水平地面拉F 将（）A逐渐变大B逐渐变小C保持不变D先变小后变大【答案】 B【解析】【详解】如下图所示： 在抬起的过程中，阻力F2 不变， F 与铁棒始终垂直，所以动力臂l1 不变，由于铁棒的位置的变化，导致了阻力F2 的阻力臂 l2 在变小，根据杠杆的平衡条件可得：Fl =F l可知， l1、 F都不变， l变小，所以 F 也在变小。 故选 B。12 22218 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）
24、（）ABCD【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Fh G1 G2s2C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轮上，则F31 G2D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F43l=Gl即F41G3由此可得，最省力的为F4。故选 D。19 在一个长 3 米的跷跷板（支点在木板中点）的两端分别放置两个木箱，它们
25、的质量分别为 m1=30kg， m2=20kg，为了使跷跷板在水平位置平衡，以下做法可行的是（）A把 m1 向右移动0.5 米B把 m2 向左移动0.5 米C把 m1 向右移动0.2 米D把 m2 向左移动0.3 米【答案】 A【解析】【分析】【详解】跷跷板的支点在木板中点，根据图中信息可知，木板左边受到的压力比右边大，为了使跷跷板在水平位置平衡，应该将 m1 向右移，则 m2 的力臂不变为 1.5m，根据杠杆的平衡条件有m1 gl1m2 gl 2代入数据可得m1 向右移后的力臂m2 gl 220kg 1.5ml11mm1g30kgm1 的力臂由1.5m 变为 1m，为了使跷跷板在水平位置平衡
26、，把m1 向右移动 0.5 米，所以BCD项错误， A 项正确。故选 A。20 一根粗细均匀的铁棒挂在中点时刚好处于平衡，如图（b ）所示的情况，铁棒将（）a）所示，如果将右端弯成如图A顺时针转动B逆时针转动C静止不动D以上三种情况均有可能【答案】B【解析】【分析】【详解】图 a 中，水平铁棒在水平位置处于平衡状态，根据杠杆平衡条件可知G左 l左G右l 右图 b 中，将铁棒右端弯折，此时铁棒右边的重力不变，右端铁棒的重心将向左移动，力臂l右 减小，而左边的力和力臂不变；因此G左l左G右l 右所以铁棒左端下沉，右端上升，即铁棒将沿逆时针转动。故选 B。二、初中物理功和机械能问题21 如图，细线上
27、端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动，A、 B 是球摆动过程中的最高点， C是最低点，不计空气阻力，则（）A球在 C 点时受力平衡B球在 A 点时速度最大C球在 A 点时绳子突然断开，小球将静止不动D球在 B 点时所受外力同时消失，小球将静止不动【答案】 D【解析】【分析】【详解】A球在C 点时，不是处于平衡状态，所以受到的不是平衡力，故A 错误；BCD小球在A、 B 两点时，是摆动过程中的最高点，此时的动能最小，速度最小为0，若在 A 点时绳子突然断开，小球由于受到重力的作用，会向下运动，若在力同时消失，则球会保持静止不动，故A、C 错误， D 正确。故选 D。B 点时，所受的外22 如图所
28、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 错误；B A 和 C、C 和 D 之间的垂直距离
29、均为 h，则 A 点到 C 点减少的重力势能等于C 点到 D点减少的重力势能，故B 错误；C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 如图所示，动滑轮的质量为m，所挂重物的质量为M ，重物在时间t 内被提升的高度为 h，不计
30、绳重及摩擦，则（）MA滑轮组的机械效率为MmMB滑轮组的机械效率为M2 mMghC拉力 F 的功率为t( Mm) ghD拉力 F 的功率为2t【答案】 A【解析】【分析】【详解】AB滑轮组做的有用功为W有用G物hMgh总功为W总G物G动 hMm gh滑轮组的机械效率为W有用MghMW总Mm ghMm故 A 正确， B 错误；CD拉力 F 的功率为P总故 CD错误。故选 A。W总Mm ghtt24 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D皮球在a、 c 两点时动能相等【答案】 B【解析】试题分析：皮球由a 到 b 时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A 错；皮球由c 到 d时，要克服摩