4.3.3 杠杆-【一战成名新中考】2025河北中考物理·一轮复习·分层作业本（练册）

分层作业本·河北物理 模 块 四 力 学 命题点 3　 杠 杆(必考) [杠杆简单分析与计算(含作图)(10 年 7 考)] 考向 1 杠杆类型判断及作图(10 年 7 考) 1. [一题多选]如图所示,下列工具正常使用时,属 于费力杠杆的是　 BDEL　 ;属于等臂杠杆的 是　 G　 ;属于省力杠杆的是　 ACFHIJK　 . 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀦂 􀦂 􀦂􀦂 考点归纳 (1)一般步骤:找支点→比力臂→定类型. (2) 比较动力臂与阻力臂的大小关系: ①动力臂 　 > 　 阻力臂时为省力杠杆; ②动力臂 　 = 　 阻力臂时为等臂杠杆; ③动力臂　 <　 阻力臂时为费力杠杆. 2. [2024 成都改编]小孟书桌上的折叠式台灯简化 后如图所示,灯头 OAB 可视做绕 O 点转动的 杠杆,A 点是灯头的重心,小孟用拉力 F 将灯 头向上拉. 请在图中画出灯头所受重力 G 的 示意图及拉力 F 的力臂 L. 第 2 题图 　 　 第 3 题图 3. 如图所示为我国古代劳动人民舂(chōnɡ)米所 用工具的简化工作示意图,请在图中作出力 F1 的力臂 l1 和 A 端受到的阻力 F2 的示意图. 4. [2023 南充]如图甲是小菁自行车的手闸,其中 ABO 可视为一种杠杆,简化示意图如图乙,O 为支点,F2 为阻力. 请在图乙中画出作用在 A 点的最小动力 F1 的示意图及其力臂 L1 . 甲 　 　 乙 第 4 题图 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀦂 􀦂 􀦂􀦂 思路点拨 由杠杆平衡条件 　 F1 l1 =F2 l2 　 (用字母 表示)可知,当阻力、阻力臂都不变,动力 臂最大时,动力最　 小　 . 考向 2 杠杆平衡条件的简单分析应用 5. 如图所示是切甘蔗用的铡刀示意图,铡刀在使 用时是 　 省力 　 (选填“省力”或“费力”) 杠 杆,保持力的大小不变,甘蔗放在　 a　 (选填 “a”或“b”)点更容易被切断;让甘蔗处于 b 点 位置不变,手沿　 F2 　 (选填“F1 ” “F2 ” “F3 ” 或“F4”)的方向施力时最省力. 第 5 题图 　 第 6 题图 6. [2024 南充改编]如图所示为我国古人运送巨木 的劳动情境示意图. 他们通过杠杆、支架、悬 绳、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,将 其移到其他地方,在移动巨木时,横杆是一个 　 省力　 (选填“省力”或“费力”)杠杆. 当巨 木太重无法抬起时,请你提出两个有可能抬起 巨木的方案. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 39 分层作业本·河北物理 模 块 四 力 学 方案一: 　 　 　 　 . 方案二: 　 　 　 . 7. [2023 河北 25 题 3 分]在均匀直尺的中央挖一 小凹槽,把一个薄金属片一端插入橡皮中,另 一端支在直尺的凹槽内制成一个简易 “ 天 平”. 静止时直尺水平平衡. 在直尺的两侧各 放一个相同的小盘,在小盘中倒入质量不等 的大米和小米,调整小盘在直尺上的位置,使 直尺再次水平平衡. 如图所示. 由图可知,大 米的质量　 小于 　 (选填“大于” 或“小于”) 小米的质量. F 是左盘对直尺施加的力,请在 图中画出 F 的力臂. 现向左盘中再加入少量大 米,写出一种能够使直尺恢复平衡的方法: 　 　 . 第 7 题图 考向 3 杠杆的简单计算 8. [2023 石家庄裕华区一模改编]停车场入口常用 横杆来控制车辆的进出,该装置可简化为如 图甲所示的杠杆,该杠杆为 　 费力 　 (选填 “省力” 或“费力”) 杠杆,若横杆 AB 粗细相 同、质量分布均匀,其重力 G = 120 N,OB = 2. 5 m,AO= 0. 3 m,该杠杆的阻力臂为　 1. 1　 m. 要使横杆 AB 保持水平平衡,需在 A 端施加竖 直向下的力 F= 　 440　 N. 甲 　 　 　 乙 第 8 题图 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 变式训练 [2024 张家口一模]挑担时可以把扁担看作杠 杆模型. 若在 1 m 长的扁担前端挂 300 N 的 货物,后端挂 200 N 的货物,不计扁担重力. 挑起货物时要使扁担水平平衡,则扁担顶在 肩膀的位置需距前端　 0. 4　 m 远;扁担受到 肩膀的支持力为　 500　 N. 请在点 O 处画出 货物所受重力的示意图. 9. [2024 沧州一模]如图所示,小明在运动会上竖 直举着班牌匀速前进,前进时班牌遇到大小 为 30 N、水平向后的风力,该阻力的作用点等 效作用在 A 点上. 班牌上 A、B 两点距离为 1. 2 m,B、C 两点距离为 0. 4 m,若将班牌视为杠 杆,选 B 点作为支点,此时班牌是 　 费力　 (选填“省力” “等臂”或“费力”)杠杆,握持 C 点的手对班牌的水平作用力大小为　 90　 N. 为了用更小的力保持班牌平衡,可以将握住 B 点的手向　 上　 移动适当距离. 第 9 题图 10. [2023 唐山丰南区一模]如图甲所示的拉杆式书包 在使用时相当于　 省力　 (选填“省力”或“费 力”)杠杆. 已知书包的质量为 5 kg,若拉动书包 时,动力臂是阻力臂的 5 倍,则竖直向上的拉力 F 至少为　 10　 N. 如图乙所示,这是拉杆式书 包的简化图,O是轮子的转轴,相当于杠杆的支 点,书包在图乙所示位置静止,请画出施加在端 点 A的最小作用力 F. (g 取 10 N/ kg) 甲 　 　 乙 第 10 题图 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 49 分层作业本·河北物理 模 块 四 力 学 [杠杆的动态分析(不涉及压强问题)] 第 1 题图 1. 建设中的常泰大桥为斜拉索 公路、铁路两用大桥,图为小 华制作的斜拉索大桥模型,他 用长 30 cm、重 5 N 的质地均 匀分布的木条 OA 做桥面,立 柱 GH 做桥塔. OA 可绕 O 点转动,A 端用细线 与 GH 上的 B 点相连,桥面 OA 实质是一种 　 杠杆　 (填简单机械名称). 保持桥面水平, 细线对 OA 的拉力 F = 　 5　 N;将细线一端的 固定点由 B 点改至 C 点,拉力 F 的大小变化 情况是 　 减小 　 ,由此小华初步了解到大桥 建造很高桥塔的好处. 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀦂 􀦂 􀦂􀦂 思路点拨 由杠杆平衡条件　 F1 l1 =F2 l2 　 (用字母表 示) 可知,阻力、阻力臂不变时,动力臂增 大,则动力会变　 小　 . 2. 如图所示,轻质细杆可绕竖直墙上的 O 点转 动,末端挂一个重为 150 N 的物体,拉力 F 沿 水平方向,当 θ= 45°时,拉力 F = 　 150　 N. 若 保持拉力沿水平方向不变,让细杆顺时针缓 慢旋转到图中虚线位置,则拉力将 　 变大　 (选填“变大”或“变小”). 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀦂 􀦂 􀦂􀦂 思路点拨 保持拉力沿水平方向不变,杠杆顺时针旋 转到虚线位置的过程中,阻力臂 　 变大　 , 阻力　 不变　 ,动力臂　 变小　 ,则拉力将 会　 变大　 . 第 2 题图 　 　 　 第 3 题图 3. 如图所示,轻杆 OA 可绕 O 点自由转动,用细 线将重 30 N 的重物挂在 A 处,小林在 B 处用 竖直向上的拉力提住轻杆,OB 和 BA 长度之 比为 2 ∶3,下列问题中,轻杆始终在水平位置 处于平衡,小林的拉力为　 75 　 N;若拉力由 图中 BC 方向改为 BD 方向,则拉力将变　 大 　 . 画出 BD 方向拉力的力臂. 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀦂 􀦂 􀦂􀦂 思路点拨 拉力的方向由 BC 变为 BD,作 BD 的反向 延长线会发现,动力臂 　 变小 　 ,阻力臂 　 不变　 ,阻力　 不变 　 . (前三空均选填 “变大”“变小”或“不变”);由杠杆平衡条 件　 F1 l1 =F2 l2 　 (用字母表示)可知,动力 会变　 大　 . 4. 某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖 O 触地,脚后 跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A 为人体重心所在位置. 此时墙壁对手掌的支 撑力 F 如图所示,不计墙壁对手掌的摩擦力. (1) 以 O 为支点,请在图中作出动力 F 的力 臂 L. (2)该同学质量为 48 kg,则墙壁对人的支撑 力为　 180　 N. (g 取 10 N / kg) (3)若增大脚尖与墙壁的距离,手臂仍然水平 支撑在墙壁上,支撑力 F 如何变化? 　 支撑 力 F 变大 　 ,并说明理由:　 动力臂变小,阻 力臂变长,阻力大小不变,根据杠杆平衡条件 可知,动力　 　 　 　 　 　 　 变大　 . 第 4 题图 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀦂 􀦂 􀦂􀦂 思路点拨 ①判断动力和阻力→墙壁对人的支撑力为 动力,人的重力为　 阻　 力. ②人身长不变,当增大脚尖与墙壁的距离 时,支撑点会 　 下 　 (选填“上” 或“下”) 移,则动力臂会 　 减小 　 ,阻力臂会 　 增 大　 . ③由杠杆平衡条件　 F1 l1 =F2 l2 　 (用字母 表示)可知,阻力不变,动力臂和阻力臂发 生②中的变化时,动力会变　 大　 . 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 59 分层作业本·河北物理 模 块 四 力 学 [涉及压强、最值等问题的杠杆综合计算(10 年 2 考)] 1. [一题多选、分层设问]建筑工地上,工人利用杠 杆提起重物. 如图所示,杠杆 AOB 在竖直拉力 的作用下恰好在水平位置平衡. 已知 OA ∶OB= 3 ∶1,重物的质量为 160 kg,与地面的接触面积 为 400 cm2,此时重物对水平地面的压强为 2. 5×104 Pa. 已知工人重为 700 N,每只脚与地 面的接触面积为 200 cm2 . 杠杆与绳的自重、转 轴上的摩擦均不计,g 取 10 N / kg,下列判断正 确的是　 (ADEH) 第 1 题图 基础设问 A. 重物的重力为 1 600 N B. 重物对水平地面的压力为 2 500 N C. B 端细线的拉力为 1 600 N D. A 端细线的拉力为 200 N 提升设问 E. 工人对地面的压力为 500 N F. 工人对地面的压强为 25 000 Pa 拔高设问 G. A 端绳子受到的最大拉力为 7 000 N H. 工人最多能拉起 2 100 N 的重物 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀦂 􀦂 􀦂􀦂 思路点拨 ①左侧人受到 　 绳子的拉 　 力、　 人自身 的重　 力、　 地面对人的支持　 力三个力的 共同作用; ②人对地面的压力为①中所述　 人自身的 重　 力与　 绳子的拉　 力之差; ③杠杆上 A 处的动力大小与①中所述的 　 绳子的拉　 力大小相等. 2. [ 2015 河北 37 题 6 分] 如图所示, 将棱长为 10 cm 的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆 的 A 点处,在 B 点施加力 F1 = 30 N 时,杠杆在 水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰 好为 0. 撤去 F1,在 B 点施加 F2 时,合金块对 地面的压强为 1. 2× 103 Pa. (OB = 3OA,g 取 10 N / kg) (1)画出 F2 的力臂; (2)求合金块的质量; (3)求 F2 的大小. 第 2 题图 解:(1)如图所示. (2)在 B 点施加力 F1 = 30 N 时,杠杆在水平位置平 衡,合金块对水平地面的压强恰好为 0. 对合金块进 行受力分析可知,此时合金块受到竖直向下的重力 和细绳对它竖直向上的拉力,并且这两个力是一对 平衡力,根据杠杆平衡条件可得,G·OA =F1·OB, 即 G·OA=30 N·3OA,解得 G= 90 N,合金块的质 量 m= G g = 90 N 10 N / kg =9 kg. (3)从图中可以看出,OBC 为直角三角形,而直角三 角形 30°角对应的直角边等于斜边的一半,故拉力 F2 的力臂 L2 = 1 2 OB,撤去 F1,在 B 点施加 F2 时,合 金块对地面的压强为 1. 2×103 Pa,对合金块进行受 力分析可知,此时合金块受重力、绳子向上的拉力 FA 及地面对它的支持力 FN,如解图所示. FN = pS = 1. 2×103 Pa×0. 1 m×0. 1 m=12 N,FA+FN =G,FA = G-FN =90 N-12 N = 78 N,根据杠杆平衡条件可得 F2·L2 =FA·OA,即F2× 1 2 OB=78 N× 1 3 OB,解得F2 = 52 N. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 69 分层作业本·河北物理 模 块 四 力 学 探究杠杆的平衡条件(10 年 2 考) 3. [一题多问] [2024 石家庄一模改编]小明用图甲 所示装置探究杠杆的平衡条件,用到的器材 有:铁架台、刻度均匀的杠杆、若干重力均为 0. 5 N 的钩码,弹簧测力计等. 甲 　 　 乙 第 3 题图 (1)如图甲,实验时应将杠杆两端的平衡螺母 向　 右　 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆保 持水平并静止,达到平衡状态. (2)小明调平杠杆后,在杠杆两侧挂上不同数 量的钩码,设左侧钩码对杠杆施的力为动力 F1,右侧钩码对杠杆施的力为阻力 F2;不断移 动钩码位置并改变钩码数量,均使杠杆重新 在水平位置平衡. 杠杆平衡时的部分数据已 填入下表中,其中图乙是第 4 次杠杆平衡时的 情景,此时的阻力为　 1　 N;分析表中实验数 据,得出杠杆的平衡条件为　 F1 l1 =F2 l2 　 (用 F1、F2、l1、l2 表示). 实验 次数 动力 F1 / N 动力臂 l1 / m 阻力 F2 / N 阻力臂 l2 / m 1 1. 0 0. 20 2. 0 0. 10 2 2. 0 0. 15 2. 0 0. 15 3 2. 0 0. 15 1. 5 0. 20 4 1. 5 0. 10 0. 15 (3)完成实验后,小明在图乙基础上,在 A 点 下方加挂了 1 个相同的钩码,在 B 点挂了 2 个 钩码,如图丙所示,此时杠杆会向 　 左 　 (选 填“左”或“右”)端下沉,为使杠杆保持水平平 衡,他可以: 第 3 题图丙 ①将挂在 B 点的钩码　 向右移动 1 格 　 (填 具体操作); ②取下挂在 B 处的钩码,将弹簧测力计挂在 支点右侧第五个小格的位置,向　 下　 (选填 “上”或“下”)施加一个力即可,则所施加的最 小力为　 0. 8　 N. 【拓展设问】(1)在图丙基础上,将 B 端所挂钩 码取下,在 C 点挂上调好的弹簧测力计,竖直 向上拉动弹簧测力计,使杠杆在水平位置平 衡,若改为沿虚线方向拉弹簧测力计,仍使杠 杆水平平衡,测力计的示数将　 变大　 (选填 “变大”“变小”或“不变”). (2)若小明所做实验的记录数据为:动力F1 = 3 N,动力臂l1 = 2 cm,阻力F2 = 2 N,阻力臂l2 = 3 cm. 他通过数据得出结论:F1 +l1 = F2 +l2 . 同 组的小邢同学认为小明的结论是错误的,理 由是 　 . (3)如图丁①所示,保持 B 点钩码数量和力臂 不变,杠杆在水平位置平衡时,小明测出多组 动力臂 l1 和动力 F1 的数据,绘制了 l1 -F1 的 关系图像如图丁②所示. 根据图像推算,当 l1 为 0. 6 m 时,F1 应为　 0. 5　 N. 第 3 题图丁 (4)小明与小红对实验过程进行交流,产生了 一个新的问题:若支点不在杠杆的中点,并用 弹簧测力计代替一侧的钩码施力,会出现什 么现象? 他们共同进行了如图戊所示的探究. ①请画出图戊中 F1 的动力臂 l1; ②多次改变拉力 F1 的作用点,发现杠杆平衡 时,F1 l1 总是大于 F2 l2,其原因是 　 　 . 第 3 题图戊 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 79 参考答案及重难题解析·河北物理 分 层 作 业 本 ×105 J,由 W=Gh 得,两种材料的总重力 G总 = W1 h1 = 3 ×105 J 10 m = 3× 104 N,由 G=mg 得,两种材料的总质量 m总 = G总 g = 3 ×104 N 10 N / kg = 3× 103 kg = 3 t;起重机将吊到 40 m 高处的材料从 10 m 高处吊送 至 40 m 高处时,提升材料所做的功为 W2 = 600 kJ- 300 kJ = 300 kJ = 3×105 J,由 W=Gh 得,吊到 40 m 高处的材料的总重力 G= W2 h2 = 3 ×105 J 40 m-10 m = 1×104 N,由 G =mg 得,吊到 40 m 高处的 材料质量 m= G g = 1 ×104 N 10 N / kg = 1×103 kg = 1 t. 6. 1 920 【三阶·思维拔高】 1. 解:(1)这辆车(包括人员及物品)的总重力 G =mg = 2 000 kg× 10 N / kg = 2×104 N,车(包括人员及物品)停放在水平地面上时 对地面的压力F压 =G= 2× 104 N,则车(包括人员及物品)停放 在水平地面上时对地面的压强 p = F压 S = 2 ×104 N 4×250×10-4 m2 = 2 × 105 Pa. (2)由图可知,汽车从标志牌甲运动到丙的路程为 s = 47 km- 2 km = 45 km,从乙运动到丙的路程 s′= 11 km-2 km = 9 km,由 v= s t 可知,从乙运动到丙的过程中所用时间 t′= s′ v′ = 9 km 108 km/ h = 1 12 h=5 min,则甲运动到丙所用时间t总 = 25 min+t′ = 25 min+ 5 min = 30 min = 1 2 h,从甲运动到丙这一过程中的平均速度 v = s t总 = 45 km 1 2 h = 90 km / h. (3)汽油完全燃烧放出的热量 Q放 = Vq = 0. 7 L×3. 6×107 J / L = 2. 52×107 J,由 η = W Q放 × 100%可知,牵引力做的功 W = ηQ放 = 25%×2. 52×107 J = 6. 3× 106 J,这一过程中牵引力做功的功率 P= W t′ = 6. 3 ×106 J 5×60 s = 2. 1×104 W. 2. 解:( 1) 无人机对地面的压力 F = G = mg = 12 kg × 10 N / kg = 120 N,无人机对水平地面的压强 p= F S = 120 N 0. 012 m2 = 1×104 Pa. (2)小轿车通行 0. 4 米距离所用的时间 t = 110 帧 11 000 帧 / s = 0. 01 s, 小轿车的速度 v = s t = 0. 4 m 0. 01 s = 40 m / s = 144 km / h>120 km / h, 故小轿车超速. (3)无人机升力做功 W = Gh = mgh = ( 30 + 12) kg × 10 N / kg × 40 m = 16 800 J,升力做功的功率 P = W t′ = 16 800 J 50 s = 336 W;无 人机做的有用功 W有 =Gh = 30 kg×10 N / kg×40 m = 1. 2×104 J, 由 P= W t 可得,消耗电能 W电 =P额 t′= 400 W×50 s = 2×104 J,无 人机工作的效率 η= W有 W电 ×100% = 1. 2×104 J 2×104 J ×100% = 60%. 命题点 2　 机械能及其转化 1. BE　 2. 小　 大　 大　 3. B 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋【变式训练】(1)A　 (2)减小　 减小　 减小　 增大　 增大　 增大　 【易错提醒】减小　 增大 4. 0. 14　 大于　 等于　 变小　 5. 弹性势能　 增大　 不可能 6. 动　 弹性势　 不是　 【思路点拨】(1)不会　 (2)不会　 大 7. (1)大　 丙　 (2)质量一定时,物体的速度越大,动能越大 (3)超载　 (4)不能　 【拓展设问】BC 命题点 3　 杠 杆 【一阶·基础训练】 1. BDEL　 G　 ACFHIJK　 【考点归纳】(2)①>　 ② = 　 ③< 2. 如答图所示 第 2 题答图 3. 如答图所示 第 3 题答图 4. 如答图所示　 【思路点拨】F1 l1 =F2 l2 　 小 第 4 题答图 5. 省力　 a　 F2 　 【解析】铡刀在使用时动力臂大于阻力臂,实质 上是一种省力杠杆;甘蔗放在 a 点比放在 b 点时的阻力臂更 小,根据杠杆的平衡条件可知,其他条件不变时,阻力臂越小, 动力会越小,更易被切断;为了能切断甘蔗,动力的方向需向 下,由动力臂的定义可知,手沿 F2 方向用力比沿 F1 、F3 方向用 力时的动力臂要大,由杠杆平衡条件可知,其他条件不变时, 动力臂越大,动力越小,手施加的力越小,即 F1 、F3 >F2 ,所以手 沿 F2 方向施力时最省力. 6. 省力　 缩短横杆上悬绳与支架间的距离,减小了阻力臂同时增 大动力臂,根据杠杆平衡条件 F1L1 =F2L2 可知,在阻力一定的 情况下,可以省力　 让杠杆右端的人远离支架,在阻力臂不变 的条件下增大动力臂,根据杠杆平衡条件 F1L1 =F2L2 可知,在 阻力一定的情况下,可以省力 7. 小于　 如答图所示　 向右盘中加入小米(或将装有小米的小 盘向右移动一段距离) 第 7 题答图 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 461 参考答案及重难题解析·河北物理 分 层 作 业 本 【解析】直尺水平平衡时,根据图示可知,力臂 L大米 >L小米,由杠 杆的平衡条件可知 m大米 gL大米 =m小米 gL小米,则 m大米 <m小米;过支 点 O 作 F 的作用线的垂线,该垂线段为 F 的力臂 L,如答图所 示;现向左盘中再加入少量大米,左盘中大米的质量变大,重 力变大,对杠杆的压力变大,则左侧杠杆受到的力与力臂的乘 积变大,要使直尺恢复平衡,根据杠杆的平衡条件可知,可以 向右盘中加入小米或将装有小米的小盘向右移动一段距离. 8. 费力　 1. 1　 440　 【变式训练】0. 4　 500　 如答图所示 第 8 题答图 9. 费力　 90　 上　 【解析】B 点为支点,A 处受垂直杠杆向左的阻 力,故阻力的力臂为 AB,根据杠杆平衡可知,手施加在 C 点的 动力也应水平向后,动力力臂为 BC,由于动力臂 BC 小于阻力 臂 AB,故此班牌为费力杠杆;根据杠杆平衡条件可得 FA ×AB = FC×BC,代入数据可得 30 N× 1. 2 m = FC × 0. 4 m,可得 FC = 90 N;根据杠杆平衡条件可知减小阻力力臂,增大动力力臂可用 更小的力保持班牌平衡,所以可以将握住 B 点的手向上移动. 10. 省力　 10　 如答图所示　 第 10 题答图 【解析】拉杆式书包在使用的过程中,动力臂大于阻力臂,相 当于一个省力杠杆;书包所受的重力 G=mg = 5 kg×10 N / kg = 50 N,动力臂是阻力臂的 5 倍,根据杠杆的平衡条件,动力是 阻力的五分之一,可得竖直向上的拉力 F = 1 5 G = 1 5 ×50 N = 10 N;图乙中阻力和阻力臂为一定值,根据杠杆的平衡条件 F1L1 =F2L2 ,当动力臂 L1 最长时,动力最小,最长的动力臂即 为 OA 的长度,故过 A 点作 OA 的垂线,方向斜向上即为最小 动力,如答图所示. 【二阶·能力提升】 1. 杠杆　 5　 减小　 【思路点拨】F1 l1 =F2 l2 　 小 2. 150　 变大　 【思路点拨】变大　 不变　 变小　 变大 3. 75　 大　 如答图所示　 【思路点拨】变小　 不变　 不变 F1 l1 =F2 l2 　 大 第 3 题答图 4. (1)如答图所示　 (2)180　 (3)支撑力 F 变大　 动力臂变小, 阻力臂变长,阻力大小不变,根据杠杆平衡条件可知,动力变大 【思路点拨】①阻　 ②下　 减小　 增大　 ③F1 l1 =F2 l2 　 大 第 4 题答图 【解析】(2)过重心作竖直向下的重力即为 F2 ,从支点 O 向力 F2 的作用线作垂线段,即为阻力臂 L2 ,如解图所示,根据图中 的坐标纸可知,阻力臂 L2 为 3 个小格,而动力臂 L 为 8 个小 格;根据杠杆平衡条件可得 F1L=F2L2 ,且 F2 =mg,则支撑力 F1 = F2L2 L = 48 kg×10 N / kg×3 8 = 180 N;( 3) 若增大脚尖与墙壁的 距离,人的身长不变,手臂仍然水平支撑在墙壁上,支撑点会 下移,则动力臂会减小,阻力臂会增大,阻力(人的重力)大小 不变,根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大. 第 4 题解图 【三阶·思维拔高】 1. ADEH 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋【思路点拨】①绳子的拉　 人自身的重　 地面对人的支持　 ②人自身的重　 绳子的拉　 ③绳子的拉　 【解析】重物的质量为 160 kg,则其重力 G = mg = 160 kg × 10 N / kg = 1 600 N,故 A 正确;由 p = F S 可得,重物对水平地面 的压力 F压 = pS = 2. 5× 104 Pa× 400× 10-4 m2 = 1 000 N,故 B 错 误;因重物对地面的压力等于自身的重力减去细线的拉力,所 以杠杆 B 端细线的拉力 FB = G物 -F压 = 1 600 N-1 000 N = 600 N,故 C 错误;由杠杆的平衡条件可得 FA ·OA =FB ·OB,解得 FA = OB OA ·FB = 1 3 ×600 N = 200 N,故 D 正确;工人对地面的压 力F压 ′=G人 -FA = 700 N-200 N = 500 N,对地面的压强 p= F压 ′ S = 500 N 200×10-4 m2 ×2 = 12 500 Pa,故 E 正确,F 错误;当人对地面的 压力为 0 时,杠杆 A 端受到绳子最大的拉力大小等于工人的重 力大小,即 FA ′=G人 = 700 N,根据杠杆平衡条件可得 FA ′·OA= FB ′·OB,B 端受到的最大拉力 FB ′ = OA OB ·FA ′ = 3 1 × 700 N = 2 100 N,对物体竖直方向上受力分析可知此时物体处于平衡 状态,则能拉起物体的最大重力为 G物 ′=FB ′= 2 100 N,故 G 错 误,H 正确. 故选 ADEH. 2. 解:(1)延长力 F2 的作用线,然后过支点 O 向力 F2 的作用线 引垂线段 OC,即为其力臂 L2 ,如答图所示. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 561 参考答案及重难题解析·河北物理 分 层 作 业 本 (2)在 B 点施加力 F1 = 30 N 时,杠杆在水平位置平衡,合金块 对水平地面的压强恰好为 0. 对合金块进行受力分析可知,此 时合金块受到竖直向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力, 并且这两个力是一对平衡力,根据杠杆平衡条件可得,G·OA =F1 ·OB,即 G·OA= 30 N·3OA,解得G= 90 N,合金块的质 量 m= G g = 90 N 10 N / kg = 9 kg. (3)从答图中可以看出,OBC 为直角三角形,而直角三角形 30° 角对应的直角边等于斜边的一半,故拉力 F2 的力臂L2 = 1 2 OB,撤去 F1 ,在 B 点施加 F2 时,合金块对地面的压强为 1. 2× 103 Pa,对合金块进行受力分析可知,此时合金块受重力、绳子 向上的拉力 FA 及地面对它的支持力 FN,如解图所示. 由 p= F S 可得,FN = pS = 1. 2× 103 Pa× 0. 1 m× 0. 1 m = 12 N,FA +FN = G, FA =G-FN = 90 N-12 N = 78 N,根据杠杆平衡条件可得F2·L2 = FA·OA,即 F2 × 1 2 OB=78 N× 1 3 OB,解得 F2 =52 N. 第 2 题(1)答图 　 　 　 　第 2 题(3)解图 3. (1)右　 (2)1　 F1 l1 =F2 l2 　 (3)左　 ①向右移动 1 格　 ②下 　 0. 8　 【拓展设问】(1)变大　 (2)单位不同的物理量不能相 加　 (3)0. 5　 (4) ①如答图所示　 ②杠杆自重对杠杆平衡有 影响 第 3 题答图 【解析】【拓展设问】 (3)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据 F1 l1 =F2 l2 可知,利用图像中任意一组数据都能得出,F2 l2 = F1 l1 = 0. 1 m×3 N = 0. 3 N·m,故当l1 为 0. 6 m 时,F1 = F2 l2 l1 = 0. 3 N·m 0. 6 m = 0. 5 N. 命题点 4　 滑轮、滑轮组及其机械效率 【一阶·基础训练】 1. 如答图所示　 【考点归纳】定　 动　 　 2. 如答图所示 第 1 题答图 　 　 　 　 　 　 第 2 题答图 3. 如答图所示　 【考点归纳】多　 4. 如答图所示 第 3 题答图 　 　 第 4 题答图 5. C　 6. D　 7. C　 【变式训练】C 【二阶·能力提升】 1. D　 【考点归纳】 1 n (G物 +G动) 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋【变式训练】125　 20　 不能　 【考点归纳】 G Fn ×100% 【解析】【变式训练】滑轮组的机械效率 η = W有 W总 × 100% = Gh Fs × 100% = Gh Fnh × 100% = G Fn × 100%,整理可得绳端拉力 F = G ηn = 2×10 kg×10 N / kg 80%×2 = 125 N; 总 功 率 P = W t = Fs t = Fnh t = 125 N×2×4 m 50 s = 20 W;若不计绳重和摩擦,由 F= 1 n (G+G动 )可 知,动滑轮的重力 G动 =nF-G= 2×125 N-200 N = 50 N,但题中 未说明不计绳重和摩擦,因此不能求出动滑轮重力. 2. ADFH　 【变式训练】(1)130　 110　 (2)100　 66. 7% 3. A　 【解析】由图可知动滑轮上绳子的有效段数 n= 3,因为不计 绳重和滑轮与绳之间的摩擦,所以绳子自由端的拉力(即滑轮 组对物体 A 的拉力)FA = 1 n (GB+G动)= 1 3 ×(5 N+1 N)= 2 N,B 匀速下降,物体 A 匀速向右运动时,受到向右的拉力 FA 和向左 的摩擦力作用,由二力平衡条件可得,物体 A 受到的摩擦力 f = FA = 2 N,故 A 正确;当使物体 B 以 0. 3 m / s 的速度上升时,物 体 A 匀速向左运动,对物体 A 进行受力分析可知,此时 A 受到 向右的拉力 FA、摩擦力 f 和向左的拉力 F 这三个力的共同作 用,由于物体 A 对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不 变,则摩擦力大小不变,所以由力的平衡条件可知,此时的拉 力 F=FA+f= 2 N+2 N = 4 N,故 B 错误;绳子自由端移动的速度 (即物体 A 运动的速度)vA =nvB = 3×0. 3 m / s = 0. 9 m / s,则拉力 F 的功率 P= W t = Fs t =FvA = 4 N×0. 9 m / s = 3. 6 W,故 C 错误; 因为不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦,所以滑轮组的机械效 率 η= W有 W总 ×100% = W有 W有 +W额外 ×100% = Gh Gh+G动 h ×100% = G G+G动 × 100% = 5 N 5 N+1 N ×100%≈83. 3%,故 D 错误. 故选 A. 4. BCE　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋【变式训练】C 【解析】物体移动的距离随时间变化的关系图像为一过原点的 直线,物体做匀速直线运动,物体上升的速度 v = s t = 8 m 2. 0 s = 4. 0 m / s,故 A 错误;拉力所做的有用功 W有 =Gs=mgs= 0. 45 kg ×10 N / kg×8 m = 36 J,故 B 正确;由图甲可得动滑轮上绳子的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 661