苏科版物理第11单元 第一节 11.1 杠杆 杠杆平衡条件的应用 典例解析学案 含答案

【典例1】在大力士比赛中，有一个项目是把车轮推上台阶。下面把车轮推上台阶的四种方法，推力的作用点相同，推力的方向不同，如图，则哪一种推法最省力（ ）

【典例2】三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详，图中和尚们商量出新的跳水方案，胖和尚一人挑2个小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一个大桶，以下说法中不正确的是（ ）

A 乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩膀往后移动一点距离
B 乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面的水桶B往前移动一点距离
C 丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离
D丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离
【典例3】如图，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO=BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是（ ）

A GA＞GB B GA=GB C GA＜GB D无法比较
【典例4】在用棒挑着重物扛在肩上行走时，应按图中 那样。如果按 那样，肩会压得疼些。这是因为这样扛动力臂 于阻力臂，肩承受的 会因胳膊费力而 （填增大或减小）。

【典例5】用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手柄上再套一节管子，如图，这样就比较容易拧下螺母，这是因为（ ）

A 套上的管子较重，可以省些力 B 套上的管子较粗，使用比较方便
C 套上管子后可以用较大的力 D 套上管子后增大了动力臂
【典例6-真题】在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲。为使杠杆在水平位置平衡，应使杠杆左端螺母向 边旋一些（填左或右）。
（2）调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验，你认为第 组实验更好，理由是 。
【典例7】如图，轻质杠杆OA中点悬挂重为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，则力F的大小是 。保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将 （填变大、变小或不变）。

【典例8-真题】如图所示的器具，属于省力杠杆的是（ ）

【典例9】如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是（ ）
A 变小 B 变大 C 不变 D 无法确定

【典例10】在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，实验时先调节杠杆在 位置平衡，若在A处挂3个钩码，如图，要使杠杆水平平衡应在B处挂 个钩码（每个钩码质量均为100g）。拿去B处钩码，改在C处用弹簧测力计竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为 N（g取10N/kg）

【典例11】要使如图所示的杠杆水平平衡，可采取的做法是（ ）

A 支点两边A、B处各减少一个钩码 B 支点两边A、B处各增加一个钩码
C 支点O向左端移动一格 D 支点左侧的钩码整体向右移动一格
【典例12】如图，独轮车车斗和车内的煤受到的总重力为900N，可视为作用于A点。车轴为支点，动力作用线到阻力作用线的距离为70cm，将车把抬起来后，作用在车把上的力至少为多少？

【典例13】如图是冰冰探究杠杆平衡条件的实验装置。

（1）请在图中画出钩码受到的重力G的示意图和此时杠杆受到动力的力臂；
（2）现在冰冰想使杠杆在水平位置平衡，以便测量力臂，采取的做法是 （写出一条）
（3）表中是冰冰得到的一组实验数据，由此得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。你认为她的实
验结论是否正确？如果不正确，造成错误的原因是 。

【典例14】在图甲所示的杠杆中，O为支点，画出使杠杆保持平衡的最小力F（保留作图痕迹）。

【典例15-真题】如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（ ）

A 一直是变大的 B 一直是变小的 C 先变大，后变小 D 先变小，后变大
【典例16-真题】某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。
（1）将刻度尺放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，这就是刻度尺的 。
（2）如图，将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置，向 移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡，记录物体悬挂点到支座的距离l1和刻度尺的 到支座的距离上l2。

（3）根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m= （用题目中所给物理量表示。）
【典例17】如图是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（ ）

A C点是支点 B 液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
C 物体A放在车厢后部可省力 D 物体A放在车厢前部可省力
【典例18】如图所示，是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD、OED组成，用指甲刀剪指甲时，下列说法正确的是（ ）

A 三个杠杆都是省力的 B 三个杠杆都是费力的
C ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆 D ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆
【典例19-真题】为使轻质杠杆AB在如图位置静止，请在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意图，并作出阻力F2的力臂l2。


典例解析
【典例1】在大力士比赛中，有一个项目是把车轮推上台阶。下面把车轮推上台阶的四种方法，推力的作用点相同，推力的方向不同，如图，则哪一种推法最省力（ ）

【解析】当阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小【答案】C
【典例2】三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详，图中和尚们商量出新的跳水方案，胖和尚一人挑2个小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一个大桶，以下说法中不正确的是（ ）

A 乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩膀往后移动一点距离
B 乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面的水桶B往前移动一点距离
C 丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离
D丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离
【解析】胖和尚挑水时，将挑水的扁担看作一个杠杆，其支点是扁担与肩的接触点，水桶B向下沉，说明水桶B对扁担的拉力与其力臂的乘积大于水桶A对扁担的拉力与其力臂的乘积，要保持水平平衡，由于桶和水的重力不变，对扁担的拉力不变，故要减小桶到肩膀的距离，因此将肩膀后移或将水桶B前移；丙图中两个和尚抬水时，将小和尚的肩膀与扁担的接触点作为支点，桶和水的重力为阻力且不变，小和尚为减轻瘦和尚的负担，即减小对瘦和尚肩膀的压力，需要增大瘦和尚的力臂或减小阻力臂，即让瘦和尚往前移动一点距离或将水桶往后移动一点距离【答案】D
【典例3】如图，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO=BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是（ ）

A GA＞GB B GA=GB C GA＜GB D无法比较
【答案】C
【典例4】在用棒挑着重物扛在肩上行走时，应按图中 那样。如果按 那样，肩会压得疼些。这是因为这样扛动力臂 于阻力臂，肩承受的 会因胳膊费力而 （填增大或减小）。

【答案】甲、乙、小、压力、增大
【典例5】用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手柄上再套一节管子，如图，这样就比较容易拧下螺母，这是因为（ ）

A 套上的管子较重，可以省些力 B 套上的管子较粗，使用比较方便
C 套上管子后可以用较大的力 D 套上管子后增大了动力臂
【答案】D
【典例6-真题】在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲。为使杠杆在水平位置平衡，应使杠杆左端螺母向 边旋一些（填左或右）。
（2）调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验，你认为第 组实验更好，理由是 。
【答案】右、二、便于在杠杆上直接读出力臂的大小。
【典例7】如图，轻质杠杆OA中点悬挂重为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，则力F的大小是 。保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将 （填变大、变小或不变）。

【解析】利用杠杆平衡条件可知，G×OG=F×OA，推导得F=，代入数值可得F=30N；当保持F方向竖直向上不变时，由于重物G对杠杆向下的拉力方向是竖直向下的，所以两个力臂的比值不变，因此拉力F的大小不变【答案】30N、不变
【典例8-真题】如图所示的器具，属于省力杠杆的是（ ）

【解析】A使用镊子时，动力臂＜阻力臂，镊子属于费力杠杆；C托盘托盘左右两盘压力的力臂相等，属于等臂杠杆；D使用筷子夹起食物时，动力臂＜阻力臂，筷子属于费力杠杆【答案】B
【典例9】如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是（ ）
A 变小 B 变大 C 不变 D 无法确定

【解析】弹簧测力计向右倾斜，力臂变短，根据杠杆平衡条件可知，拉力变大【答案】B

【典例10】在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，实验时先调节杠杆在 位置平衡，若在A处挂3个钩码，如图，要使杠杆水平平衡应在B处挂 个钩码（每个钩码质量均为100g）。拿去B处钩码，改在C处用弹簧测力计竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为 N（g取10N/kg）

【解析】让杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂，在调节时可根据杠杆平衡条件判断所施加的力的大小【答案】水平、4、6
【典例11】要使如图所示的杠杆水平平衡，可采取的做法是（ ）

A 支点两边A、B处各减少一个钩码 B 支点两边A、B处各增加一个钩码
C 支点O向左端移动一格 D 支点左侧的钩码整体向右移动一格
【解析】考查杠杆平衡条件。ABC中改变力或力臂后，F1l1≠F2l2，所以改变后均不能使杠杆平衡；D中变化后两边力和力臂的乘积相等，所以平衡【答案】D
【典例12】如图，独轮车车斗和车内的煤受到的总重力为900N，可视为作用于A点。车轴为支点，动力作用线到阻力作用线的距离为70cm，将车把抬起来后，作用在车把上的力至少为多少？

【解析】根据杠杆平衡条件件F1l1=F2l2可知，F动===270N，故作用在车把上的力至少为270N
【典例13】如图是冰冰探究杠杆平衡条件的实验装置。

（1）请在图中画出钩码受到的重力G的示意图和此时杠杆受到动力的力臂；
（2）现在冰冰想使杠杆在水平位置平衡，以便测量力臂，采取的做法是 （写出一条）
（3）表中是冰冰得到的一组实验数据，由此得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。你认为她的实
验结论是否正确？如果不正确，造成错误的原因是 。

【解析】（1）钩码受到的重力G方向竖直向下；画力臂时，先找出支点O，从支点O向的作用线画垂线；（2）可以从改变力和力臂两方面考虑，在实际操作中，增大F1的值最方便（3）由于是探究规律型结论，所以必须多次试验，这样得出的结论才更可靠
【答案】、增大力F1的值、不正确、实验次数太少，不能得出一般性结论
【典例14】在图甲所示的杠杆中，O为支点，画出使杠杆保持平衡的最小力F（保留作图痕迹）。

【解析】A点距支点O最远，连接OA，因为OA为最长力臂，所以以OA为力臂的力最小，动力方向垂直于OA斜向下才能使杠杆在如图位置平衡【答案】
【典例15-真题】如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（ ）

A 一直是变大的 B 一直是变小的 C 先变大，后变小 D 先变小，后变大
【解析】将木杆缓慢地由OA位置拉到OB位置，动力臂不变，阻力（重力）不变，阻力臂（l2）先变大（水平位置最大），后变小。根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2分析，动力先变大，后变小【答案】C
【典例16-真题】某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。
（1）将刻度尺放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，这就是刻度尺的 。
（2）如图，将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置，向 移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡，记录物体悬挂点到支座的距离l1和刻度尺的 到支座的距离上l2。

（3）根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m= （用题目中所给物理量表示。）
【答案】重心、右、重心、
【典例17】如图是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（ ）

A C点是支点 B 液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
C 物体A放在车厢后部可省力 D 物体A放在车厢前部可省力
【答案】D
【典例18】如图所示，是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD、OED组成，用指甲刀剪指甲时，下列说法正确的是（ ）

A 三个杠杆都是省力的 B 三个杠杆都是费力的
C ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆 D ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆
【答案】C
【典例19-真题】为使轻质杠杆AB在如图位置静止，请在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意图，并作出阻力F2的力臂l2。

【解析】要使所施加的动力F1最小，则F1的力臂l1应最大，因此动力F1应与OB垂直；力臂是支点到力的作用线的距离，将F2沿力的方向反向延长，从支点向延长线作垂线段则为F2的力臂
【答案】