2024年中考物理（沪粤版）二轮复习专题特训：杠杆及滑轮的作图、分析与计算

专题特训　杠杆及滑轮的作图、分析与计算 类型一　简单机械相关作图 1. 如图所示为汽车液压刹车装置的一部分。该装置中AOB为一个杠杆,O是杠杆的支点,请画出刹车时它所受的动力F1和动力臂L1。 如图所示 [解析]脚对刹车装置的压力为动力,过支点O作出动力作用线的垂线段为动力臂。 2. 用升降机将工人举高检修路灯,在图中画出横杆上另一个力的示意图,并画出两力的力臂。 如图所示 [解析]O点为杠杆的支点,A点为动力作用点,F2垂直于横杆向上;过支点O分别作出F1、F2作用线或延长线的垂线段就是F1、F2的力臂。 3. (2023·金昌)如图所示,小亮用滑轮组将装修材料运到楼上,请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。 如图所示 [解析]由图可知,小亮站在地面上,要想运用滑轮组将装修材料运到楼上,应向下拉动绳子,应从动滑轮的上挂钩绕起,依次绕过下面的定滑轮、动滑轮和上面的定滑轮,完成作图。 类型二　最小力问题 4. 旅客常使用的拉杆行李箱是　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;如图所示,已知OA=1m,OB=0.2m,行李箱重为150N,使行李箱在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F=　　　　N。 省力 30 [解析]由题图知,拉杆行李箱在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;由杠杆平衡条件可得,G×OB=F×OA,即150N×0.2m=F×1m,解得F= 30N。 5. 如图所示,重力不计的杠杆OAB,可绕O点在竖直平面内转动。重力为100N的物体挂在OA的中点处。已知OA=40cm,AB=30cm,OA垂直于AB,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使杠杆平衡,且OA段处于水平位置,那 么作用于B端的最小力的力臂等于　　　cm,最小力的大小等于　　　N。 50 40 [解析]如图所示,阻力F2会使杠杆绕支点O顺时针转动,为使杠杆平衡,作用在B端的动力F1应使杠杆能绕支点O逆时针转动。据杠杆平衡条件可知,F1L1=F2L2,因为F2L2一定,所以当L1最大时,F1最小。当动力臂为OB时,动力臂最长,最省力,由勾股定理可得OB== =50cm,F1min===40N。 6. (2023·鞍山)图甲是一种常用的移动指示牌,图乙是它的模型,图丙是被风刮倒的指示牌,请在图丙中画出将指示牌扶起的最小力及其力臂。 如图所示 [解析]将指示牌扶起时,支点为C点,由杠杆的平衡条件可知,AC为动力臂时,动力最小,连接AC,从A点作垂直于AC向上的线段并标上箭头,即最小的力F1。 类型三　杠杆平衡条件的应用 7. 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挑水方案:胖和尚一人挑两小桶,瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶。下列说法中不正确的是 (　　) A. 图乙中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖 和尚可以将他的肩往后移动一点距离 B. 图乙中水桶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. 图丙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. 图丙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 D [解析]题图乙中,右边的水桶B向下沉,由杠杆平衡条件可知,扁担在水平位置时,支点右侧的力与力臂的乘积较大,为保持水平平衡,应减小支点右侧的力FB与力臂LB的乘积或增大支点左侧的力FA与力臂LA的乘积。胖和尚将他的肩往后移动一点距离,FA与LA的乘积变大,FB与LB的乘积变小,可以使扁担在水平位置平衡,故选项A不符合题意。胖和尚将后面的水桶B往前移动一点距离,FB与LB的乘积变小,可以使扁担在水平位置平衡,故选项B不符合题意。如图所示,以小和尚的肩膀与扁担的接触位置为支点,水桶和水的总重为阻力F2,阻力臂为L2;瘦和尚的肩膀对扁担的支持力为动力F1,动力臂为L1。瘦和尚往前移动一点距离,动力臂L1变大,F2L2的乘积不变,则F1变小,可以减轻瘦和尚的负担,故选项C不符合题 意。若水桶往前移动,则L2变大,F2和L1不变,由杠杆平衡条件 可知,F1变大,增大了瘦和尚的负担,故选项D符合题意。 8. 如图所示,一根重木棒在水平动力F的作用下以O为轴,由竖直位置逆时针匀速转动到水平位置的过程中,若动力臂为L,动力与动力臂的乘积为M,则 (　　) A. F增大,L增大,M增大 B. F增大,L减小,M减小 C. F增大,L减小,M增大 D. F减小,L增大,M增大 C [解析]如图所示,L为动力臂,L'为阻力臂,由杠杆的平衡条件得:FL=GL';以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,L'不断变大,L逐渐变小,G不变;由于杠杆匀速转动,处于动态平衡,在FL=GL'中,G不变,L'变大,则GL'、FL都增大,即动力臂和动力的乘积M增大,又因为L变小,所以F逐渐增大。故选C。 9.