2021年中考物理18杠杆和滑轮（解析版）

W考点抢分秘籍18杠杆和滑轮

抢分点1.杠杆的五要素

（1）杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕固定点转动，这根硬棒就是杠杆。这个固定的点是支点,

一个杠杆有且只有一个支点。

正确理解“硬棒”，在外力作用时，不变形。杠杆的形状可以是任意的，不一定时宜的。

（2）杠杆的五要素

动力（F,）:使杠杆转动的力；

阻力（艮）:阻碍杠杆转动的力；

力的作用线：沿力的作用线的一条假想的直线；

动力臂（L,）:支点到动力作用线的距离；

阻力牌（L2）:支点到阻力作用线的距离

（3）当力与杠杆垂直时，力臂最长。力臂与力的作用线垂直。

金例题精选

（2021苏州23）【改编】请画出FA的力臂1,并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB„

AOB

【答案解析】

【试题解答】根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用点的距离

便为最长的力臂；图中。为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F作用在B点，0B最长的

力臂，则力F应与0B垂直且向下。如答案图所示。

【提分秘诀】当以杠杆的一端为支点时，在杠杆的另一端施加一个垂直于杠杆的力，力臂等于杠杆

的长度，最长，最省力。方向的确定，需要根据另外一个力的作用效果相反，即一个力使杠杆绕

顺时针转动，另一个力则必须要使杠杆绕逆时针转动。

I?

人&抢分秘练

1.（2021鄂州19）如图所示，甲图是正在使用的核桃夹，上、下两部分都是杠杆，乙图是上半

部分杠杆的示意图。请在A点画出最小动力Q的示意图，在8点画出阻力B的示意图及其力臂人

甲

【答案解析】

【试题解答】连接。4两点，。4即为最长动力臂，当动力E与动力臂垂直时，动力最小，据此可作

出最小动力a；而阻力尸2应垂直于核桃的接触面向上，然后过。点作力后的垂线，即阻力臂/2。如

答案图所示。

2.（2021巴中27【2】）如图所示，轻质杠杆OMN上挂一重物，为使杠杆在图中位置平衡，请在

N端画出最小力的示意图。

【答案解析】

【试题解答】连接ON,ON即为最长动力臂，根据力与力臂垂直，结合实际情况做出最小力F,如答案

图所示。

3.（2021•重庆B）按要求完成下列作图：如图所示，硬棒如能绕支点。转动，力处用绳子拉住固定

在墙壁上。画出拉力厂的力臂（用/表示）。

【答案解析】

【试题解答】由图可知：。点是支点，通过支点做尸作用线的垂线，如答案图所示。

4.（2021•聊城市）如图是起重机将货物吊起的情景。。为支点。Fi为动力,B为阻力。请画

出阻力B的力臂乩

【答案解析】

【试题解答】从支点O向阻力Fi的作用线做垂线段，即可作出阻力的力臂12,如答案图所示。

抢分点2.探究杠杆的平衡条件

（1）杠杆平衡的条件：动力x动力臂=阻力X阻力臂（FL=FL）

（2）探究杠杆平衡的实验中，要注意几个问题：

A.调节杠杆在水平位置平衡的目的是什么？（使力与杠杆垂直，力臂与杠杆重合，便于测量力臂

的大小）

B.如何调节杠杆在水平位置平衡？（同调节天平平衡一样，看杠杆哪一端向上翘，平衡螺母就向哪边

调）

C.为什么不多加几个动力或阻力？（为了使实验更简单，更容易获得结论）

D.为什么要多次改变力和力的大小？（为了探究规律，避免一次实验带来的结论的偶然性）

E.为什么不能猜想条件为“动力+动力臂=阻力+阻力臂”？（力和长度不能相加减）

乜例题精选

（2021广元22）如图所示是小王“探究杠杆的平衡条件”的装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若

干），弹簧测力计量程为0~5N。

(1)将该装置置于水平桌面上，静止时处于甲图所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠

杆右端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)移，这样做的好处是便于直接测量。

(2)乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A点下方再挂一个一样的钩码，为使杠杆保持水平平衡，

则需将B点的钩码向右移动格。

(3)丙图中杠杆每个小格长度均为5cm,在C点竖直悬挂4个重为0.5N的钩码，当在D点用如丙图

所示动力F拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为cm,动力F为N。

【答案解析】⑴左力臂⑵1(3)103

【试题解答】(1)实验前，应先进行杠杆平衡调节。由甲图可知：杆杆向右下端下沉，所以应该将平衡

螺母向左边调节。在实验中使杠杆在水平位置平衡的目的是使力与力臂垂直，力臂则与杆杆重合，

便于测量力臂的长短。

(2)如图乙所示：设一格的长度为I,根据杠杆的平衡条件可得：4GX21=2GXnl；解得：〃=4,应该

将B处所挂钩码向右移动4-3=1格。

(3)当动力在。点斜向下拉(与水平方向成30。角)动力臂是：ll=0D/2=4X5cm/2=10cm。根据杠杆的平

衡条件可得，动力为：F=罕=4xO.5Nx3x5cm=3^

\110cm

【提分秘诀】根据探究杠杆平衡实验几个问题，灵和求解。

q抢分秘练

1.(2021达州9)一轻质不等臂杠杆A0B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：夕水=L0xlC)3kg/n?,

夕铝=2.7xl（）3kg/m3,p铜=8.9x103kg/n?,则下列判断对的是（）

A.A端下降B.B端下降C,仍然平衡D.无法判断

【答案解析】B

【试题解答】在轻质不等臂杠杆A0B两端吊上实心铝块和铜块时，杠杆在水平位置平衡，由图知0B〈0A,

由杠杆的平衡条件可得：Gn],0A=GnpOB,即Ps,V（j；g-OA=p.V的g,OB。因为PP的，所以Vtng>V（H

go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）-0A,（G『F/）-0B,即（P旬V”g-p*V^g）-0A,（PiHVMg-p时V"）-0B»

则P铝VwgQA-P钿g-OA<P阚V时gQB-P小叱013,所以6端下沉。B正确。选B。

2.（2021甘孜23）如图所示，某同学用完全一样的钩码验证杠杆的平衡条件。杠杆调节平衡后，在杠

杆上A点处挂4个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B点处挂..个钩码；加入A、B两处再各

挂一个钩码，杠杆的（选填“左”或“右”）端会下沉。

【答案解析】6

【试题解答】设每个钩码所受重力为G,杠杆上每一小格代表的长度为L,由杠杆平衡条件可得：

4GX3L=nGX2L»解得：n=6。

加入/、8两处再各挂一个钩码，则杠杆的左边力与力臂的乘积为：5GX3L=15GL：杠杆右边力与力臂

的乘积为：7GX2L=14GL；因15GL>14GL,杠杆的左端会下沉。

3.（2021•雅安市）如图所示，杆秤秤泥的质量为0.2kg,杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静止时,

被测物体和秤花到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为_kg,若秤泥上粘有油污,

则测量值比被测物体的真实质量要—（选填“偏大”或“偏小”）

【答案解析】0.8偏小

【试题解答】如图所示：

因为杠杆平衡，则有GL/GL“，migL产mgl叫m,=喂1=嚓答=0.8kg。若秤坨上粘有油污,

•OAu.usm

加增大，而公心不变，所以/做要变小，杆秤所示的质量值要偏小。

4.（2021・常德市）农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20kg,右筐中装了25kg,

加入扁担的长度为1.8m,则他在距扁担左端m处将谷子挑起来才能使挑担水平（扁担和筐的重

力均不考虑）；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0.1m,则需要.筐（选填“左”或

“右”）增加约kg（保留1位小数）谷子，才能基本保持挑担水平。

【答案解析】1右0.7

L左G右gm/,25

【试题解答】根据杠杆平衡条件有G“L,；=G（1L“，则丁=1=羡1=第=5:4。扁担的长度为1.8m,

L右U左gm左20

则他在距扁担左端L，,=L8mXq=lm处将谷子挑起来才能使挑担水平，右筐距离0.8m。

将两筐谷子同时向内移动了0.1m,则左端距离变为0.9m,右端距离变为0.7m,此时G江=200N

X0.9m=180N.m；GoL«=250NX0.7m=105N.m»左边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积：要使挑担基

本保持水平，根据杠杆平衡条件应该在右边增加谷子:m'=+-m右，2。然9m-25kg30.7kg。

5.（2021达州21）同学们在探究影响浮力大小的因素时，发现手中的弹簧测力计损坏了，聪慧的

小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码（每只重0.5N）替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。以下是小

强同学的实验操作，请你帮他完善该实验探究。

（1）将杠杆安装在支架上，静止时如图1所示，应将平衡螺母向（选填“右”或“左”）调节，

使杠杆在水平位置平衡；

U"1一二

（2）如图2甲所示，将重2N的物体G挂在/点，两只钩码挂在6点时，杠杆在水平位置平衡；

（3）将物体G部分浸入水中（如图2乙所示），两只钩码移到C点时，杠杆水平位置平衡；

（4）将物体G浸没于水中（如图2丙所示），两只钩码移到〃点时，杠杆在水平位置平衡；

（5）将物体G浸没于盐水中（如图2丁所示），两只钩码移到£点时，杠杆在水平位置平衡。

幺ED(B

-[rFTT子Lui崖1Ppi卬r空中1S3

0S

三；归-三

甲乙内

图2

分析与论证：分析比较(2)、(3)、(4)可得：物体G所受浮力大小与有关;分析比较(2)、(4)、

(5)可得：物体G所受浮力大小与有关；由题中信息计算物体G的体积片m3,盐水的密

度睢水=—kg/m3«(夕水=1.0x10'kg/n?,gON/kg)

【答案解析】(1)右分析与论证：物体排开液体的体积液体的密度L0义10一"1.

125X103

【试题解答］(1)杠杆在如图1位置平衡后，要使杠杆在水平位置重新平衡，应将平衡螺母向右调节。

分析与论证：步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中，而钩码逐渐靠近支点,

说明物体G所受的浮力逐渐变大，所以可得物体G所受的浮力大小与排开液体的体积有关。

步骤(4)(5)是让物体G分别浸没在水中和盐水中，所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。

由步骤⑷及杠杆的平衡条件得：(G»-Fs)•4L=1N,4L,(2N-F浮)-4L=1N-4L；所以F浮=1N。

物体的体积：丫物7"=—―=—M=1°”而。

p水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg

由步骤(5)及杠杆的平衡条件得：(2N-F/)-4L=lN-3.5L；F；/=1.125N。盐水的密度：

P就小——=J125N=1.i25X10：ikg/m：i<.

gv物10N/kgxi0-4m3

抢分点3.杠杆的分类

（1）根据动力臂和阻力臂的大小关系，将杠杆分为三类:

A.省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。特点是：省力费距离。如撬棒，一般用在需要的

动力较大的地方。

B.等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。特点是既不省力又不省距离。常见的有定滑轮、天

平。

C.费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。特点是：费力省距离。如钓鱼竿等，一般用在需

要动力较小的地方。

（2）区分这三种杠杆的简单方法：根据需要的动力的大小，需要较大动力的力，一般是省力杠

杆。一个杠杆，不同的使用方法，可以在省力杠杆和费力杠杆之间转换。

奄例题精选

（2021北京3）如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是（）

A.羊角锤B.

【答案解析】D

【试题解答】A.羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，省力杠杆，A错。

B.核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，省力杠杆，B错。

C.园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，省力杠杆，C错。

D.食品夹在使用的过程中，阻力臂大于动力臂，费力杠杆，D正确。选D。

【提分秘诀】区分这三种杠杆的简单方法：根据需要的动力的大小，需要较大动力的力，一般是省

力杠杆；需要较小动力的，一般是费力杠杆；常见的等臂杠杆是定滑轮、天平。

或

工£7抢分秘练

1.（2021河南8）在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（）

【答案解析】B

【试题解答】A.支点在瓶盖边缘，动力臂较长，省力杠杆，A错。

B.支点在夹子两壁连接处，动力臂较短，费力杠杆，B正确。

C.支点是锤子与地面的接触点，动力臂较长，省力杠杆，C错。

D.支点在夹子两壁连接处，动力臂较长，省力杠杆，D错。选B。

2.（2021宜昌10）如图为工地搬运枝头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠

杆下列说法对的是（）

A.手握的位置靠近把手末端时更费力B.破头的位置远离车轮时抬起更省力

C.轮子的中心是杠杆的支点D.图中拉力F大于重力G

【答案解析】C

【试题解答】A.手握的位置靠近把手末端时，动力臂更长，更省力，A错。

B.砖头的位置远离车轮时，重力的阻力臂变大，抬起更费力，B错。

C.工地搬运砖头的独轮车工作时，车轮中心是支点，C正确。

D.根据杠杆平衡条件，拉力力臂大于阻力力臂，图中拉力F小于重力G,D错•选C。

3.（2021苏州2）如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是（）

A.镜子B.开瓶器C.船桨D.钓鱼竿

【答案解析】B

【试题解答】镣子、船桨、钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；开瓶器在使用时,

动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，B正确。选B。

4.（2021•龙东）下图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（）

A.用羊角锤起钉子用撬棒撬石头

用启子起瓶盖用钓鱼竿钓鱼

【答案解析】D

【试题解答】A.能省距离的杠杆为费力杠杆。用羊角锤起钉子，是省力杠杆，费距离，A错。

B.用撬棒撬石头，是省力杠杆，费距离，B错。

C.用起子开瓶盖，是省力杠杆，费距离，C错。

D.用钓鱼竿钓鱼，是费力杠杆，省距离，D正确。选D

5.（2021南京18）如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。。为固定转轴，A处连接着石球,

脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N,不计摩擦和杆重。

（1）脚沿与杆垂直方向至少用力％才能将石球抬起。&的力臂为m,此时舂米工具是一个

（选填“省力”或“费力”）杠杆;

（2）脚竖直向下至少用力F?为N,才能将石球抬起，H和B的大小关系为F?______F,o

【答案解析】⑴1省力（2）20>

【试题解答】脚沿与杆垂直方向用力F：将石球抬起,R的力臂：h=L4m-0.4m=lm；动力臂大于阻力臂,

所以舂米工具是省力杠杆。

（2）脚竖直向下用力&将石球抬起，如图所示:

由杠杆的平衡条件得到F2I/=G1/；¥=「=照=宇=；：F2=§=笠”20No

GI】OB1m555

由于阻力和阻力臂不变，R的力臂大于F?的力臂，由杠杆的平衡条件可知：F2>FU

抢分点4.动（定）滑轮

（1）定滑轮：滑轮的轴固定不动的滑轮。它的实质是一个等臂杠杆。即不省力也不费力，好处是：

可以改变用力的方向。

（2）动滑轮：物体和滑轮一起动的滑轮。它的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆。它可以省一半

的力，但需要费一倍的距离。

图例题精选

如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别为&、F2、

F3,比较它们的大小应是（）

A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3C.F2>F1>F3D.F2<F1<F3

【答案解析】D

【试题解答】拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动时，物体与水平面的摩擦力一样。在1中,

绳子绕过的是定滑轮，不省力，件等于摩擦力:在2中，绳子绕过的是动滑轮，省一般的力，握

等于摩擦力的一半；图3中，号需要克服摩擦力的2倍的力，所以艮>K>Fz,D正确，选D。

【提分秘诀】分析动滑轮的力的问题，可以采纳受力分析的一般方法去分析。提升物体时，竖直向

上的拉力与竖直向下的重力以及摩擦力是平衡力时，滑轮组才会匀速上升。水平拉动物体时，拉

力与摩擦力之和需等于物体与接触面的摩擦力平衡才会匀速运动。

M?

屋抢分秘练

1.用图所示的定滑轮匀速提升重物G时，向三个方向的拉力大小分别为R、艮、F3>则三个力大小

关系是（）

A.件最大B.Fz最大C.R最大1).一样大

【答案解析】D

【试题解答】图中是用定滑轮匀速提升物体，所以不省力也不费力，三个力相等。

2.如图所示，动滑轮重2N,弹簧秤的示数为10N,如忽略绳重及摩擦，则拉力F和物体的重为

□

A.20N,18NB.ION,18NC.18N,IOND.20N,20N

【答案解析】B

【试题解答】如忽略绳重及摩擦，竖直向上的拉力有两个，都等于弹簧秤的示数10N,竖直向下的

也有两个力，即动滑轮重2N和物重。所以有2F=G物+G动，G初=2F-G动=2X10N-2N=18N。B正确，选B。

抢分点5.滑轮组

将动滑轮和定滑轮组合使用的机械，就是滑轮组。组装滑轮组的方法：绳子与轮子相连的一端遵循

“奇动偶定”：奇数股，在动滑轮上；偶数股，在定滑轮上。

常见的数量关系：

（1）S=nh（S-绳子移动端移动的距离：n-绳子的股数；h-物体移动的距离）

（2）V后nV物（V动-动力引动的速度；V物-物体移动的速度）

（3）F=至&（G物-物体的重力；G动-动滑轮的重力）（忽略绳重和摩擦力）

n

（4）G物二nF—G动；G动二nF—G物。

全例题精选

如图所示，利用滑轮组将一重为9N的物体在2s内匀速向上提升了10cm,拉力为4N,不切摩

擦和绳重，（g取10N/kg）。则动滑轮重N；拉力移动的速度为m/so

【答案解析】30.15

【试题解答】由图可知：与动滑轮相联系的绳子股数为n=3,分析题意有：G物=9N,t=2s,h=10cm,F=4N。

不计一切摩擦和绳重，有：G.=nF-G==3X4N-9N=3N。物体上升的速度：V初=:=啜=5cm/s；拉力

移动的速度为VQnV*,=3X5cm/s=15cm/s=0.15m/s»

【提分秘诀】牢记常见物理量的计算公式。也可以根据功的原理分析：使用任何机械都不能省功，费

几倍的力就会省几倍的距离；省几倍的距离就会费力几倍的力。

维o抢分秘练

1.（2021巴中10）如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和

摩擦），拉力大小错误的是（）

^TT

A.F,=GB.F?=G/3C.F：,=G/2D.F产G/2

【答案解析】C

【试题解答】A.由图像可知L尸L,由杠杆平衡条件FL=FL可得K=G,A正确。

B.由图像可知滑轮组n=3,则F产G/3,B正确。

C.由图像可知动滑轮动力作用在轴上，F3=2G,C错。

D.不计机械自重和摩擦，斜面为理想斜面，满足FL=Gh,即F,=G/2,D正确。选C。

2.（2021•滨州市）如图所示，重800N的物体在100N水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度

沿水平地面向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法对的是

()

A.拉力厂做的功为