培优专题4 杠杆模型建构-【练客中考】2026年浙江新中考科学二轮重难培优Word（物理与地理）

培优专题4　杠杆模型建构 [2025.32，2024.32(3)] 类型1 杠杆模型建构 年糕是我国的传统食物，属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器，请回答下面的问题： 例1题图 (1)该机器属于　 　杠杆(选填“省力”或“费力”)。 (2)小柯切年糕时想更轻松，应将年糕靠近刀片　 　端(选填“A”或“B”)，同时动力的方向应选择图中的　 　(选填“1”“2”或“3”)。 针对训练1　如图是课桌调节器，学生通过手摇方式调节课桌的高度以适应不同身高的需求，下列说法正确的是 (　 　) 针对训练1题图 A.课桌调节器属于费力杠杆 B.它与羊角锤属于同一种杠杆 C.使用课桌调节器可以省功 D.该杠杆的支点是C点 类型2 杠杆动态平衡分析 杠杆动态平衡分析中心思想 找准F1、F2、L1、L2，再分析哪个物理量改变/不变，最后由F1L1＝F2L2得出其动态变化。 如图所示，轻质杠杆可绕O点转动， 在杠杆的中点处悬挂重物，在杠杆的最右端施加力F1，使杠杆处于平衡状态。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 模型一：力F1始终垂直于杠杆，将杠杆拉至水平位置。 F1L1＝F2L2，所以F1　 　 模型二：力F1始终竖直向上，将杠杆拉至水平位置。(水平位置时， L1、L2未画出) L1、L2均增大，由F1L1＝F2L2无法直接判断F1变化 [寻找比例关系] ΔOAB∽ΔOCD，＝，即＝ 水平位置时，　 　， 由F1L1＝F2L2可知，F1　 　 针对训练2　如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各减少一个同样的钩码，则木棒(　 　) 针对训练2题图 A.仍保持平衡 B.绕O点逆时针方向转动 C.绕O点顺时针方向转动 D.平衡被破坏，转动方向不定 1.(2025温州龙港市二模)一根质量分布均匀的金属棒放在水平地面上，该金属棒可绕O点转动，对左侧拉环竖直向上施力可将金属棒左侧拉离地面，则四个拉环中所需力最大的是 (　 　) 第1题图 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 2.早在3000多年以前，勤劳智慧的中国人就已经开始使用杠杆。如图所示是古人利用桔槔从井里汲水的示意图，它的前端A系一水桶，后端B系一配重物，O1为支点，杆的自重不计。 第2题图 (1)请在图中相应位置画出F2的力臂。 (2)当A处未悬挂水桶时，人沿着AC方向向下拉，此时杠杆类型是　 　(选填“省力杠杆”“费力杠杆”或“等臂杠杆”)；若保持拉力F1方向不变，将支架移到O2点，则拉力F1大小将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)若O1A＝3O1B，配重质量为4.5千克，桶和水总重50牛，请计算使用配重后，从井中汲水时人可以节省用力　 　牛。 3.(2025杭州西湖区二模)如图甲所示，可调式握力器用于锻炼手部肌肉。锻炼时抓住手柄的左侧，用力抓紧使其碰触到右侧的读数按钮，即算完成一个握力动作。 甲 乙 第3题图 (1)如图甲所示，握力器的力度可以通过调节器旋钮来调整，使弹簧下端在调节区域内左右移动。当弹簧下端向左移动时，小科要完成一个握力动作需要用　 　(选填“更大”或“更小”)的力。 (2)如图乙所示，小科用F1的力抓握力器的手柄，此时弹簧的拉力F2＝20牛，阻力臂OA＝2.0厘米，动力臂OB＝5.0厘米，则此时F1＝　 　牛。 (3)小科完成一个握力动作可使弹簧伸长5厘米，弹性势能增加20焦，完成了60个握力动作花费的时间为2分钟，则小科做功的功率至少为　 　瓦。 4.(2025浙江统考32题)人们一直对古人如何将巨石移到高处感到好奇。图1是古人移动巨石的一种可能方式，人站上右侧两根圆木下端悬挂的平台，通过自身重力对圆木施力，将巨石拉动一小段距离后固定，调整装置，再次拉动巨石。整个装置可简化为一个斜面、一根直杠杆和一个平台(平台未画出)，如图2所示。巨石通过绳子与杠杆AC相连，杠杆与石柱的接触点为B点，AC＝4.8米，AB＝0.8米，巨石质量为5 000千克。不计绳子、杠杆和平台受的重力。根据图2，请回答： 图1 图2 第4题图 (1)使用此杠杆主要目的是　 　(选填“省力”或“省距离”)。 (2)某次绳子拉动巨石沿斜面MN移动0.1米，高度上升0.05米，求此过程中克服巨石重力做的功。(g取10牛/千克) (3)某次拉动巨石前，绳子与杠杆AC垂直，AC与竖直方向成30°角。要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少需32 100牛，假设人的质量均为60 千克，此时C端下方平台上至少需站多少人？(已知绳子对A端的拉力等于绳子对巨石的拉力，C端受到竖直向下的拉力F等于人的总重力) 5.如图甲是厨房里的一种锅盖收纳架。架子质量较小可忽略不计，通过螺丝固定在墙上。(g取10牛/千克) 第5题图 (1)放置锅盖后螺丝固定处所受的总水平拉力为16牛，计算锅盖的质量。 (2)如何改进锅盖架，能够让它承重性能变得更好？(写出一种改进方法并结合杠杆知识，写出推理过程) 参考答案 专题突破 例1　（1）省力　（2）A　2 针对训练1　B 例2　模型一：不变　变大　变大 模型二：不变　不变 针对训练2　A　【解析】由题知，AO=OC，两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧；设杠杆的重心在D，一个钩码重为G，如图，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得，杠杆平衡时2G×AO＋G杆×OD=3G×CO，两边各减少一个钩码后，左边力和力臂的乘积为G×AO＋G杆×OD，右边力和力臂的乘积为2G×CO，减少钩码后，两边减小的力和力臂的乘积相等，则有G×AO＋G杆×OD=2G×CO，所以杠杆仍平衡，故选A。 跟踪训练 1.D 2.（1）如答图所示　（2）省力杠杆　变大　（3）15 第2题答图 【解析】（2）O1为支点，杠杆的动力臂O1C大于阻力臂O1D，是省力杠杆；若保持拉力F1方向不变，将支架移到O2点，拉力F1力臂变小，F2的力臂变大，配重不变，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，F1将变大。（3）若O1A=3O1B，配重质量为4.5 kg，如果没有配重，拉力F′=G=50 N，有配重时，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2知，m配g×O1B×cosθ=（G－F）×O1A×cosθ（θ为杠杆与水平面的夹角），代入数据，即4.5 kg×10 N/kg×O1B=（50 N－F）×3O1B，解得F=35 N，故省力ΔF=F′－F=50 N－35 N=15 N。 3.（1）更大　（2）8　（3）10 【解析】（1）弹簧拉伸的形变程度越大，其弹力越大，所需的握力就越大，反之，所需的握力就越小。弹簧下端向左移动时，可使弹簧的伸长量变大，小科要完成一个握力动作需要用更大的力。（2）根据杠杆的平衡条件有F2×OA=F1×OB，即20 N×2.0 cm=F1×5.0 cm，F1=8 N。（3）小科完成60个握力动作增加的弹性势能W=60×20 J=1 200 J，小科做功的功率至少为P===10 W。 4.（1）省力 （2）解：克服巨石重力做的功W=Gh=mgh=5 000 kg×10 N/kg×0.05 m=2 500 J （3）解：动力臂l1=BC×sin30°=（4.8 m－0.8 m）×=2 m 阻力臂l1=AB=0.8 m 根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2 C端受到向下的拉力 F=F1===12 840 N 人的总重力G总=F=12 840 N 人的总质量m总===1 284 kg 需要站的人数n===21.4 需站22人 5.（1）解：由图乙可知，若螺丝钉松动，则绕B点转动，故B为支点 根据杠杆平衡可得：F×AB=G×L G=×F=×16 N=12 N m===1.2 kg （2）增大AB的长度，或减小架子的开口，或增大AB的长度同时减小架子的开口。 根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在拉力F1和阻力臂L2一定时，可以增大拉力的力臂L1，即增大AB的长度来增强锅盖架的承重性能F2；或在拉力及力臂一定时，减小阻力的力臂，即减小架子的开口来增强锅盖架的承重性能；或增大AB的长度同时减小架子的开口来增强锅盖架的承重性能等。 学科网（北京）股份有限公司 $