1、第1节科学探究：杠杆的平衡条件一填空题（共6小题）1现要使用撬棒将石块1撬起。如图所示，若在撬棒的D点沿DM方向用力撬起石块l，撬棒的支点是点：若在D点沿DN方向用力撬起石块l，撬棒的支点是点。【解析】由图可知，若在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒绕A点转动，所以支点是A点；若在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒绕C点转动，所以支点是C点。故答案为：A；C。2如图所示，用以O点为支点的杠杆OA提升重物，F是作用在杠杆A端的力。图中线段AD与力F的作用线在一条直线上，且ODAD、BCAD线段表示力F的力臂。（选填“BC”、“OD”或“AD”）【解析】由题知，O点为支点，线段AD与力F的
2、作用线在一条直线上，且ODAD，则OD是从支点O到力F作用线的距离，所以，线段OD表示力F的力臂。故答案为：OD。3（2023年黑龙江）如图所示，在刻度均匀的轻质杠杆的A点悬挂一个重为4N的物体，在B点施加一个竖直向下的作用力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则FN；若保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向（如图虚线所示），杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将（填“不变”、“变大”或“变小”）。【解析】（1）设杠杆每个格的长度为L，A点悬挂一个重为4N的物体，根据杠杆的平衡条件：FALAFBLB4N3LFB4L解得FB3N，（2）保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向（如图虚线所示），动力臂将减小，
3、若杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将变大。故答案为：3；变大。4（2023年百色）如图所示，用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置，在提升重物的过程中，动力F的大小变化情况是；该杠杆属于（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。【解析】将重物从A位置缓慢提升到B位置，如图所示，动力F方向始终垂直于杠杆，所以动力臂长度为杠杆的长且大小不变；当杠杆在水平位置时，阻力的力臂最大、且阻力大小不变（等于物重），根据杠杆平衡条件F1L1F2L2可知，此时动力最大，所以杠杆转动的过程中动力先变大、后变小。由图知，杠杆的动力臂始终大于阻力臂，所以该杠杆属于省力杠杆。故答案为：先变大后变小；
4、省力。5（2023年安徽）如图所示，一轻杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30的力F，此时轻杆水平平衡。若重物质量m3kg，BO3AO，g取10N/kg。则力F的大小为N。【解析】反向延长力F的作用线，过支点O作力F作用线的垂线即为F的力臂L1，因为右端施加一个与水平方向成30的力F，则由几何知识可知L1OB，已知BO3AO，重物质量m3kg，则物体重力Gmg3kg10N/kg30N，由杠杆平衡条件得：GL2FL1，即GOAFOB，代入数据可得，30NOAF3OA，解得F20N。故答案为：20。6（2023年成都）如图，是三种类型剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮
5、的剪刀，你会选择（选填”A”、“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了省。【解析】由图片可知，C剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮，目的是为了省力。故答案为：C；力。二选择题（共9小题）7（2023年哈尔滨）质地均匀杠杆，每个钩码重0.5N，下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是（杠杆上有等间隔的刻度）（）ABCD【解析】AC、由图知动力和阻力使得杠杆转动的方向相同，故AC错误；B、左边悬挂2个钩码时，若一个钩码重0.5N，杠杆上一格长L，弹簧秤的示数为1.5N，0.5N24L1.5N5L，故杠杆不平衡，故C错误；D、由边悬挂2个钩码时，若一个钩码重0.5N，杠杆上一格长L，弹
6、簧秤的示数为2N，0.5N26L2N3L，故杠杆平衡，故D正确。故选：D。8如图所示的生活用具，在使用中属于省力杠杆的是（）A筷子B钓鱼竿C扳手D食品夹【解析】A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；B、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；C、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选：C。9（2023年鞍山）如图所示，下列工具使用时都相当于杠杆，其中能省距离的是（）A钳子B水龙头的手柄C拉杆箱D液压汽车起重机【解析】A、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离；B、水龙头的手柄在
7、使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离；C、拉杆箱在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离；D、液压汽车起重机的起重杆在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。故选：D。10（2023年连云港）如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是（）AF1F2BF1F2CF2GDF1G【解析】AB、设动力臂为L2，杠杆长为L（即阻力臂为L）；由图可知，F2与杠杆垂直，因此其力臂为最长的动力臂，由杠杆平衡条件可知F2为最小的动力，则F1F2，故A错误，B正确
8、；CD、用力F2使杠杆在水平位置保持平衡时，由杠杆平衡条件可得：F2L2GL，由图知L2L，所以F2G；故C错误；因为F1F2，F2G，所以F1F2G，故D错误。故选：B。11（2023年青岛）如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力F210N，阻力臂l220cm，测力计示数F125N，则动力臂l1为（）A15cmB8cmC50cmD80cm【解析】根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2得动力臂：L10.08m8cm，故B正确。故选：B。12（2023年广西）如图所示，杠杆在拉力F的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力
9、F的变化情况是（）A一直变大B一直变小C一直不变D先变大后变小【解析】将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，钩码的重力不变，其力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，拉力F的力臂逐渐变小，由杠杆的平衡条件F1L1F2L2可知，拉力F逐渐变大。故选：A。13（2023年泸州）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（）A杠杆的动力臂为8cmB该杠杆为费力杠杆C该杠
10、杆的阻力大小为0.5ND动力F的大小为1.5N【解析】A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30角）动力臂是：OA42cm4cm，故A错误；B、阻力臂OB，32cm6cmOA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确；C、该杠杆的阻力大小为：G40.5N2N，故C错误；D、根据杠杆的平衡条件，F1l1F2l2，GOBFOA代入数据，2N6cmF4cm，解得，F3N，故D错误。故选：B。14（2023年南充）如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将（）A变大B不变C变小D不能确定【解析】如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉
11、至水平的过程中，阻力的大小不变（等于物重G），阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件F1L1F2L2可知，动力将变大。故选：A。15今年国庆70周年期间，小明爸爸开了一瓶啤酒表示庆贺，瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，小明用所学知识画了四幅杠杆示意图，正确的是（）ABCD【解析】A、要把瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的阻力是向下的，故A错；B、瓶盖给起子的阻力是向下的。动力和阻力都使绕支点O顺时针转动，故B错；C、瓶盖给起子的阻力是向下的。动力是起子绕支点O逆时针转动，阻力绕支点O顺时针转动，故C正确；D、如图，动力和阻力都使起子绕支点O逆时针转动，故D错。故选：C。三作
12、图题（共2小题）16（2023年抚顺）如图甲所示是一个钥匙形“瓶起子”，图乙为其简化的示意图，图中O为支点，F2是A点受到的阻力。请在图乙中画出：（1）阻力臂l2。（2）作用在B点的最小动力F1及其力臂l1。【解析】（1）从支点O作动力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为动力臂l2；（2）由杠杆平衡条件F1 L1F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OB作为动力臂l1最长；动力的方向应该向上，过点B垂直于OB向上作出最小动力F1的示意图，如图所示：17（2023年大连）如图所示，用杠杆将物体A吊起，O是支点，请画出拉力F1的力臂L1和物体A所受重
13、力的示意图。【解析】O点是杠杆的支点，从支点向拉力F1作用线做垂线，可得动力臂L1；重物的重心在物体的几何重心，重力的方向是竖直向下的，从重心沿竖直向下的方向，画一条带箭头的线段，标上重力符号G，如图所示：四实验探究题（共2小题）18（2023年阜新）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）如图甲，把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除对实验的影响。为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，当在A处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的。（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在B处的钩码向右移动格。当杠杆平衡、钩
14、码静止时，挂在A处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对力。（3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测计示数（选填“大于”、“小于”或“等于”）1N，如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）（每个钩码重0.5N）。（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件。【解析】（1）把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，当在A处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的运动状态；（2）设一个钩码重为G，一格的长度为L；根据杠杆的平衡条件可得：4G2L2GnL，解得：n4，故应该将B处所挂钩码须向右移动431格；静止的钩码处于平衡状态，受到的重力和测力计对钩码的拉力是一对平衡力。（3）如图丙，小明取下B处钩码，改用弹簧测力计钩在C处，使杠杆再次在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，弹簧测计示数：F2G20.5N1N，由于弹簧测力计拉力F的力臂小于4L，故F大于1N；如果竖直向上拉动弹簧测力计，弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂，故它是省力杠杆；（4）杠杆的平衡条件为F1l1F2l2（或动力动力臂阻力
