2021年中考物理秘籍 18 杠杆和滑轮（解析版 ）(一)

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。

正确懂得“硬棒”，在外力作用时，不变形。杠杆的形状可所以随意率性的，不一守时直的。

（2）杠杆的五要素

动力（H）:使杠杆转动的力；

阻力（F2）:阻碍杠杆转动的力；

力的作用线：沿力的作用线的一条设想的直线；

动力臂（L.）:支点到动力作用线的间隔；

阻力臂（L2）:支点到阻力作用线的间隔

（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R的力臂1,并在B端画出使杠杆均衡的最小力FB。

【试题解答】根据杠杆均衡前提，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间隔

便为最长的力臂；图中。为支点，要使杠杆均衡且动力最小，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结果相反，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。

V?

工二抢分秘练

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Fi的示意图，在B点画出阻力尸2的示意图及其力臂12。

甲

【答案解析】

【试题解答】毗邻。4两点，0A即为最长动力臂，当动力Q与动力臂垂直时，动力最小，据此可作

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

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均衡，请在N

端画出最小力的示意图。

【答案解析】

【试题解答】毗邻ON,ON即为最长动力臂，根据力与力臂垂直，联合现实情况做出最小力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，硬棒阳能绕支点。转动，4处用绳子拉住固定在

墙壁上。画出拉力厂的力臂（用，示意）。

【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，尸2为阻力。请画出

阻力6的力臂也

【答案解析】

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

抢分点2.探讨杠杆的均衡前提

（1）杠杆均衡的前提：动力X动力臂=阻力X阻力臂（FL=F2LJ

（2）探讨杠杆均衡的尝试中，要注重几个问题：

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

的大小）

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

调）

C.为什么不多加几个动力或阻力？（为了使尝试更简单，更容易获得结论）

D.为什么要多次改变力和力的大小？（为了探讨规律，避免一次尝试带来的结论的偶尔性）

E,为什么不能料想前提为“动力+动力臂=阻力+阻力臂”？（力和长度不能相加减）

图例题精选

（2021广元22）如图所示是小王”探讨杠杆的均衡前提”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均衡，小王应将杠

杆右端的均衡螺母向(选填“左”或“右”)移，如许做的益处是便于直接测量。

(2)乙图中杠杆恰益处于水平均衡，若在A点下方再挂一个一样的钩码，为使杠杆连结水平均衡，

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。使杠杆在水平位置均衡，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)尝试前，应先进行杠杆均衡调节。由甲图可知：杆杆向右下端下沉，所以应该将均衡

螺母向左边调节。在尝试中使杠杆在水平位置均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/,根据杠杆的均衡前提可得：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。根据杠杆的均

衡前提可得，动力为：F=半=4xos：x3x5cm=

k10cm

【提分秘诀】根据探讨杠杆均衡尝试几个问题，灵和求解。

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

均衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。己知：夕水nl.OxlO'kg/n?,

33

夕铝=2.7x10'kg/n?,y9w=8.9xl0kg/m,则下列判断对的是（）

A.A端下降B.B端下降C.仍然均衡D.无法判断

【答案解析】B

【试题解答】在轻质不等臂杠杆AOB两端吊上实心铝块和铜块时，杠杆在水平位置均衡，由图知OBVOA,

由杠杆的均衡前提可得：G®-OA=GwOB,即p«；Vts；g,OA=p命VwgQB。因为P铝<P朝，所以Vs«g>Y用

go将铝块和铜块同时浸没在水中后，杠杆左、右两边有

（G铝一F浮）-0A,（G（H-F浮'）-0B,即（P,V铠g-p水V$g）,0A,（p制V财g-PW锹g）-0Bo

贝P铝VtsgQA-P*V,gOA<PwV.gQB-PtwVwgQB,所以8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均衡前提。杠杆调节均衡后，在杠

杆上A点处挂4个钩码，为使杠杆从头均衡，应在2点处挂个钩码；参加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左

【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,由杠杆均衡前提可得：

4GX3L=nGX2L«解得：n=6„

参加4、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，杆秤秤坨的质量为0.2kg,杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静止时,

被测物体和秤蛇到秤纽的间隔分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为_kg,若秤花上粘有油污,

则测量值比被测物体的真本色量要一（选填“偏大'或“偏小”）

【答案解析】0.8偏小

【试题解答】如图所示：

因为杠杆均衡，则有GWG八，mig—gl-n,=*=W^=0.8kg。若秤坨上粘有油污,

加增大，而6U创不变，所以心要变小，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,

参加扁担的长度为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

力均不思量）；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"）

增添约kg（保留1位小数）谷子，才能根基连结挑担水平。

【答案解析】1右0.7

【试题解答】根据杠杆均衡前提有产G.L有，则3=*=鬻=第=5:4。扁担的长度为L8m,

L右G左gm左20

则他在距扁担左端Lv=l.8mx|=lm处将谷子挑起来才能使挑担水平，右筐间隔0.8m。

将两筐谷子同时向内移动了0.1m,则左端间隔变为0.9m,右端间隔变为0.7m,此时GL左=200NX

0.9m=180N.m；G«Lfi=250NX0.7m=105N.m»左边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积；要使挑担根基连结

水平，根据杠杆均衡前提应该在右边增添谷子:m'=竺i-皿右=列等空-25kg^0.7kg«

5.（2021达州21）同学们在探讨影响浮力大小的身分时，发觉手中的弹簧测力计损坏了，聪慧的小

强同学操纵刻度平均的杠杆和钩码（每只重0.5N）替代弹簧测力计顺遂地完成了该尝试。以下是小强

同学的尝试操纵，请你帮他完美该尝试探讨。

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

使杠杆在水平位置均衡；

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，杠杆在水平位置均衡；

（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，杠杆水平位置均衡；

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

（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，杠杆在水平位置均衡。

甲乙

图2

解析与论证：解析对照(2)、(3)、(4)可得：物体G所受浮力大小与__有关;解析对照(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

度外水=kg/m\=1.0xl03kg/m3,n10N/kg)

【答案解析】(1)右解析与论证：物体排开液体的体积液体的密度1.0Xl(r

1.125X103

【试题解答］(1)杠杆在如图1位置均衡后，要使杠杆在水平位置从头均衡，应将均衡螺母向右调节。

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

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，所以对照的是浮力大小与液体密度的关系。

由步骤(4)及杠杆的均衡前提得：(G物-F泮)-4L=1N-4L,(2N-Ff?.)-4L=1N-4L；所以F2IN。

物体的体积：5VA,1.0X103kg/ImN3xl0N/kg3

10mo

由步骤(5)及杠杆的均衡前提得：(2N-F/)-4L=1N-3.5L；=1.125NO盐水的密度:

1.125N1.125X10'kg/m\.

p盐水二lON/kgxlO-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：省力费间隔。如撬棒，一样用在需要的

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间隔。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：费力省间隔。如钓鱼竿等，一样用在需

要动力较小的地方。

(2)区分这三种杠杆的简单方式：根据需要的动力的大小，需要较大动力的力，一样是省力杠

杆。一个杠杆，差别的使用方式，可以在省力杠杆和费力杠杆之间转换。

用例题精选

(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()

【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式：根据需要的动力的大小，需要较大动力的力，一样是省

力杠杆；需要较小动力的，一样是费力杠杆：常见的等臂杠杆是定滑轮、天平。

o

A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（）

A.瓶盖起子B.*如食品夹C.起钉锤D.核桃夹

【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.支点在夹子两壁毗邻处，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.支点在夹子两壁毗邻处，动力臂较长，省力杠杆，D错。选B。

2.（2021宜昌10）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以算作个杠杆，关于这个杠

杆下列说法对的是（）

A.手握的位置接近把手末端时更费力B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力

C.轮子的中间是杠杆的支点D.图中拉力F大于重力G

【答案解析】C

【试题解答】A.手握的位置接近把手末端时，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，车轮中间是支点，C正确。

D.根据杠杆均衡前提，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】镜子、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，能省间隔的是（）

/用羊角锤起钉子

A.

C.用启子起瓶盖

【答案解析】D

【试题解答】A.能省间隔的杠杆为费力杠杆。用羊角锤起钉子，是省力杠杆，费间隔，A错。

B.用撬棒撬石头，是省力杠杆,费间隔，B错。

C.用起子开瓶盖，是省力杠杆,费间隔，C错。

I）.用钓鱼竿钓鱼，是费力杠杆,省间隔，D正确。选I）

5.（2021南京18）如图是己往农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处毗邻着石球,

脚踏杆的8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件才能将石球抬起。叫的力臂为小，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&为N,才能将石球抬起，鼻和M的大小关系为邑F,»

【答案解析】⑴1省力⑵20>

【试题解答】脚沿与杆垂直方向用力件将石球抬起，件的力臂：h=1.4m-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B将石球抬起，如图所示:

由杠杆的均衡前提得至肝山，=G1J；掾=、竺=空巴=三.F2=-=丝丝

OB1m5*S5

因为阻力和阻力臂不变，B的力臂大于F2的力臂，山杠杆的均衡前提可知：F2>F1»

抢分点4.动(定)滑轮

(1)定滑轮：滑轮的轴固定不动的滑轮。它的本色是一个等臂杠杆。即不省力也不费力，益处是：

可以改变用力的方向。

(2)动滑轮：物体和滑轮一路动的滑轮。它的本色是动力臂是阻力臂二倍的杠杆。它可以省一半

的力，但需要费一倍的间隔。

餐例题精选

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Fi、Fz、

F3,对照它们的大小应是（）

A.F1>F2>F3B.FI<F2<F3C.F2>FI>F3D.F2<FI<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，K等于摩擦力;在2中，绳子绕过的是动滑轮，省一样的力，F2

等于摩擦力的一半：图3中，Fs需要战胜摩擦力的2倍的力，所以F3>FI>ED正确，选D。

【提分秘诀】解析动滑轮的力的问题，可以采纳受力解析的一样方式去解析。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均衡力时，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均衡才会匀速运动。

O

占抢分秘练

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、邑、F%则三个力大小关

系是（）

A.R最大B.F?最大C.F3最大D.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,10ND.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物=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。组装滑轮组的方式：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-绳子移动端移动的间隔；n-绳子的股数；h-物体移动的间隔）

（2）Va）=nVw（V动-动力引动的速度；V物-物体移动的速度）

（3）F上当（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。

总例题精选

如图所示，操纵滑轮组将一重为9N的物体在2s内匀速向上提升了10cm,拉力为4N,不计统统摩

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,解析题意有：G物=9N,t=2s,h=10cm,F=4N。

不计统统摩擦和绳重，有：G^nF-G物=3X4N-9N=3N。物体上升的速度：丫*^=嘤=5cm/s；拉力

移动的速度为VK=nV的=3X5cm/s=15cm/s=0.15m/so

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

几倍的力就会省几倍的间隔；省几倍的间隔就会费力几倍的力。

一抢分秘练

1.（2021巴中10）如图所示，物重为G的物体在差别简单机械中均处于均衡状态（不计机械自重和摩

擦），拉力大小僧送的是（）

A.FFGB.F2=G/3C.FS=G/2D.F产G/2

【答案解析】C

【试题解答】A.由图像可知由杠杆均衡前提FL=F心可得R=G,A正确。

B.由图像可知滑轮组n=3,则Fe=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，斜面为抱负斜面，满足FL=Gh,即F产G/2,D正确。选C。

2.（2021•滨州市）如图所示，重8OON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400J