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任务 如图所示的剪刀是园艺师傅用来修剪树枝的剪刀,细心的小浩发现,园艺师傅常把树枝尽量往剪刀轴 $ O $ 处靠近,请你分析这样做的目的。
答案
剪树枝时，树枝尽量往剪刀轴O靠近，减小了阻力臂$l_{2}$，而阻力$F_{2}$和动力臂$l_{1}$不变，由杠杆平衡的条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$可知，动力$F_{1}$会减小，因此更省力。
解析
【分析】
要分析该操作的目的，需结合杠杆平衡条件展开思考：首先明确剪刀是杠杆，轴$O$为支点，树枝对剪刀的力是阻力，手对剪刀的力是动力。把树枝往$O$处靠近，会改变阻力臂的长度；接着确定阻力和动力臂的变化情况，再利用杠杆平衡条件推导动力的变化，进而判断操作的作用。
【解析】
剪树枝时，树枝尽量往剪刀轴$O$靠近，减小了阻力臂$l_{2}$，而阻力$F_{2}$（树枝对剪刀的阻力）和动力臂$l_{1}$（手到轴$O$的距离）不变，由杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$可知，动力$F_{1}=\frac{F_{2}l_{2}}{l_{1}}$，因此动力$F_{1}$会减小，这样做能更省力。
【答案】
把树枝尽量往剪刀轴$ O $处靠近，可减小阻力臂，在阻力和动力臂不变时，根据杠杆平衡条件可知动力会减小，从而更省力。
【知识点】
1. 杠杆平衡条件
2. 杠杆省力应用
【点评】
本题结合生活实际场景，考查杠杆平衡条件的具体应用，引导学生用物理知识解释生活现象，理解杠杆省力的实用技巧，体现物理知识的生活实用性。
【难度系数】
0.7
要分析该操作的目的，需结合杠杆平衡条件展开思考：首先明确剪刀是杠杆，轴$O$为支点，树枝对剪刀的力是阻力，手对剪刀的力是动力。把树枝往$O$处靠近，会改变阻力臂的长度；接着确定阻力和动力臂的变化情况，再利用杠杆平衡条件推导动力的变化，进而判断操作的作用。
【解析】
剪树枝时，树枝尽量往剪刀轴$O$靠近，减小了阻力臂$l_{2}$，而阻力$F_{2}$（树枝对剪刀的阻力）和动力臂$l_{1}$（手到轴$O$的距离）不变，由杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$可知，动力$F_{1}=\frac{F_{2}l_{2}}{l_{1}}$，因此动力$F_{1}$会减小，这样做能更省力。
【答案】
把树枝尽量往剪刀轴$ O $处靠近，可减小阻力臂，在阻力和动力臂不变时，根据杠杆平衡条件可知动力会减小，从而更省力。
【知识点】
1. 杠杆平衡条件
2. 杠杆省力应用
【点评】
本题结合生活实际场景，考查杠杆平衡条件的具体应用，引导学生用物理知识解释生活现象，理解杠杆省力的实用技巧，体现物理知识的生活实用性。
【难度系数】
0.7
1. 如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是(
A.以 $ B $ 为支点,动力方向向下的杠杆
B.以 $ B $ 为支点,动力方向向上的杠杆
C.以 $ A $ 为支点,动力方向向下的杠杆
D.以 $ A $ 为支点,动力方向向上的杠杆
D
)A.以 $ B $ 为支点,动力方向向下的杠杆
B.以 $ B $ 为支点,动力方向向上的杠杆
C.以 $ A $ 为支点,动力方向向下的杠杆
D.以 $ A $ 为支点,动力方向向上的杠杆
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确杠杆的支点定义：支点是杠杆绕着转动的固定点。回忆起瓶器开瓶盖的实际操作：用起瓶器时，手会向上拉起瓶器的末端，此时起瓶器会绕着与瓶盖顶部接触的A点转动，因此A是支点；手施加的动力方向向上，才能使起瓶器绕A点转动撬开瓶盖。再逐一分析选项：
A、B选项认为支点是B，不符合实际转动情况，错误；
C选项动力方向向下，无法实现撬开瓶盖的动作，错误；
D选项符合支点和动力方向的判断，正确。
【解析】
使用起瓶器开启瓶盖时，起瓶器绕着与瓶盖顶部接触的A点转动，因此A为支点；手作用在起瓶器末端，需向上用力才能使起瓶器绕A点转动，从而撬开瓶盖，即动力方向向上。综上，正确选项为D。
【答案】
D
【知识点】
杠杆的支点判断、杠杆的动力方向判断
【点评】
本题结合生活实例考查杠杆基本要素的判断，需联系实际操作理解杠杆的转动过程，准确识别支点和动力方向是解题核心，属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需先明确杠杆的支点定义：支点是杠杆绕着转动的固定点。回忆起瓶器开瓶盖的实际操作：用起瓶器时，手会向上拉起瓶器的末端，此时起瓶器会绕着与瓶盖顶部接触的A点转动，因此A是支点；手施加的动力方向向上，才能使起瓶器绕A点转动撬开瓶盖。再逐一分析选项：
A、B选项认为支点是B，不符合实际转动情况，错误；
C选项动力方向向下，无法实现撬开瓶盖的动作，错误；
D选项符合支点和动力方向的判断，正确。
【解析】
使用起瓶器开启瓶盖时，起瓶器绕着与瓶盖顶部接触的A点转动，因此A为支点；手作用在起瓶器末端，需向上用力才能使起瓶器绕A点转动，从而撬开瓶盖，即动力方向向上。综上，正确选项为D。
【答案】
D
【知识点】
杠杆的支点判断、杠杆的动力方向判断
【点评】
本题结合生活实例考查杠杆基本要素的判断，需联系实际操作理解杠杆的转动过程，准确识别支点和动力方向是解题核心，属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.8
2. 桔槔是中国古代社会的一种主要灌溉机械。如图所示,在水边架一个杠杆,前端用绳系提水工具,后端坠重物,即可一起一落地汲水。下列关于该桔槔使用时的杠杆五要素示意图正确的是(
B
)答案
B
解析
【分析】
要判断正确的杠杆五要素示意图，需先明确杠杆五要素的定义：支点是杠杆绕着转动的点；动力是使杠杆转动的力；阻力是阻碍杠杆转动的力；力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。首先确定桔槔的支点：桔槔工作时，杠杆绕着水边支架的固定点转动，该点即为支点。接着分析动力和阻力：后端的重物对杠杆的拉力使杠杆转动，属于动力，方向竖直向下；前端提水工具及水的重力对杠杆的拉力阻碍杠杆转动，属于阻力，方向竖直向下。最后根据力臂的定义，判断各选项中力臂的画法是否正确，逐一筛选出符合要求的选项。
【解析】
1. 确定支点：桔槔的杠杆绕水边的固定支撑点（记为O）转动，该点为支点。
2. 分析动力与阻力：
动力：后端重物对杠杆的拉力$F_1$，方向竖直向下，此力使杠杆绕支点转动；
阻力：前端提水工具对杠杆的拉力$F_2$，方向竖直向下，此力阻碍杠杆转动。
3. 判断力臂：从支点O分别向动力$F_1$、阻力$F_2$的作用线作垂线，垂线段的长度即为动力臂$L_1$和阻力臂$L_2$。
对比各选项，只有选项B的支点、动力、阻力及力臂的画法均符合上述分析。
【答案】
B
【知识点】
杠杆五要素
【点评】
本题考查杠杆五要素的判断，解题关键是结合桔槔的工作原理，准确区分动力和阻力，同时牢记力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而非到力的作用点的距离，避免概念混淆。
【难度系数】
0.6
要判断正确的杠杆五要素示意图，需先明确杠杆五要素的定义：支点是杠杆绕着转动的点；动力是使杠杆转动的力；阻力是阻碍杠杆转动的力；力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。首先确定桔槔的支点：桔槔工作时，杠杆绕着水边支架的固定点转动，该点即为支点。接着分析动力和阻力：后端的重物对杠杆的拉力使杠杆转动，属于动力，方向竖直向下；前端提水工具及水的重力对杠杆的拉力阻碍杠杆转动，属于阻力，方向竖直向下。最后根据力臂的定义，判断各选项中力臂的画法是否正确，逐一筛选出符合要求的选项。
【解析】
1. 确定支点：桔槔的杠杆绕水边的固定支撑点（记为O）转动，该点为支点。
2. 分析动力与阻力：
动力：后端重物对杠杆的拉力$F_1$，方向竖直向下，此力使杠杆绕支点转动；
阻力：前端提水工具对杠杆的拉力$F_2$，方向竖直向下，此力阻碍杠杆转动。
3. 判断力臂：从支点O分别向动力$F_1$、阻力$F_2$的作用线作垂线，垂线段的长度即为动力臂$L_1$和阻力臂$L_2$。
对比各选项，只有选项B的支点、动力、阻力及力臂的画法均符合上述分析。
【答案】
B
【知识点】
杠杆五要素
【点评】
本题考查杠杆五要素的判断，解题关键是结合桔槔的工作原理，准确区分动力和阻力，同时牢记力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而非到力的作用点的距离，避免概念混淆。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示,足够长的轻质杠杆在水平位置平衡,图中每个钩码的质量相等。若将悬挂点 $ A $ 点向左移动 $ 6 $ 格,为保证杠杆仍能在水平位置平衡,需将 $ B $ 点(
A.向左移动 $ 9 $ 格
B.向右移动 $ 9 $ 格
C.向左移动 $ 4 $ 格
D.向右移动 $ 4 $ 格
D
)A.向左移动 $ 9 $ 格
B.向右移动 $ 9 $ 格
C.向左移动 $ 4 $ 格
D.向右移动 $ 4 $ 格
答案
D
解析
设每个钩码质量为$m$，每格长度为$L$，支点$O$为杠杆中点。
初始状态：$A$点挂$2$个钩码，距$O$点$3L$；$B$点挂$3$个钩码，距$O$点$2L$。由杠杆平衡条件：$2mg × 3L = 3mg × 2L$，平衡成立。
$A$点左移$6$格后，$A$点距$O$点变为$3L + 6L = 9L$，设$B$点新距$O$点为$l$。
新平衡条件：$2mg × 9L = 3mg × l$，解得$l = 6L$。
原$B$点距$O$点$2L$，故需右移$6L - 2L = 4L$，即$4$格。
D
初始状态：$A$点挂$2$个钩码，距$O$点$3L$；$B$点挂$3$个钩码，距$O$点$2L$。由杠杆平衡条件：$2mg × 3L = 3mg × 2L$，平衡成立。
$A$点左移$6$格后，$A$点距$O$点变为$3L + 6L = 9L$，设$B$点新距$O$点为$l$。
新平衡条件：$2mg × 9L = 3mg × l$，解得$l = 6L$。
原$B$点距$O$点$2L$，故需右移$6L - 2L = 4L$，即$4$格。
D
4. 如图所示是同学用扫把扫地的情景,他的左手握住扫把柄的上端,右手向前推扫柄,此时扫把(
A.省力费距离
B.费力省距离
C.省力省距离
D.费力费距离
B
)A.省力费距离
B.费力省距离
C.省力省距离
D.费力费距离
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题，需通过判断扫把对应的杠杆类型来确定其特点，思考步骤如下：
1. 确定支点：左手握住扫把柄的上端，此位置为杠杆的支点；
2. 区分动力与阻力：右手向前推扫柄的力为动力，扫把扫地时受到地面的阻力为阻力；
3. 比较力臂长度：动力臂是右手到支点的距离，阻力臂是扫把末端到支点的距离，可见动力臂小于阻力臂；
4. 结合杠杆特点判断：动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆的特点是费力但省距离，据此可得出选项。
【解析】
1. 确定支点：以左手握住的扫把柄上端作为杠杆的支点；
2. 分析力臂：右手的推力为动力，对应的动力臂$L_1$是右手到支点的距离；扫把受到地面的阻力为阻力，对应的阻力臂$L_2$是扫把末端到支点的距离；
3. 判断杠杆类型：由图可知$L_1 ＜ L_2$，因此该杠杆为费力杠杆；
4. 结合杠杆特点：费力杠杆的特点是费力、省距离，故答案选B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆的分类，费力杠杆特点
【点评】
本题考查杠杆的分类及应用，关键在于准确确定支点、动力臂和阻力臂，通过力臂长短判断杠杆类型，进而掌握不同杠杆的特点，属于基础类题型。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需通过判断扫把对应的杠杆类型来确定其特点，思考步骤如下：
1. 确定支点：左手握住扫把柄的上端，此位置为杠杆的支点；
2. 区分动力与阻力：右手向前推扫柄的力为动力，扫把扫地时受到地面的阻力为阻力；
3. 比较力臂长度：动力臂是右手到支点的距离，阻力臂是扫把末端到支点的距离，可见动力臂小于阻力臂；
4. 结合杠杆特点判断：动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆的特点是费力但省距离，据此可得出选项。
【解析】
1. 确定支点：以左手握住的扫把柄上端作为杠杆的支点；
2. 分析力臂：右手的推力为动力，对应的动力臂$L_1$是右手到支点的距离；扫把受到地面的阻力为阻力，对应的阻力臂$L_2$是扫把末端到支点的距离；
3. 判断杠杆类型：由图可知$L_1 ＜ L_2$，因此该杠杆为费力杠杆；
4. 结合杠杆特点：费力杠杆的特点是费力、省距离，故答案选B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆的分类，费力杠杆特点
【点评】
本题考查杠杆的分类及应用，关键在于准确确定支点、动力臂和阻力臂，通过力臂长短判断杠杆类型，进而掌握不同杠杆的特点，属于基础类题型。
【难度系数】
0.7
5. 如图所示,有一根轻质杠杆,在中点支起,两边挂上砝码后,恰能在水平位置平衡。在下列几种情况下,还能使杠杆保持平衡的是(
A.左右两边的砝码各减少一个
B.左右两边的砝码各向里移动一格
C.左右两边的砝码各减少一半
D.左右两边的砝码各向外移动一格
C
)A.左右两边的砝码各减少一个
B.左右两边的砝码各向里移动一格
C.左右两边的砝码各减少一半
D.左右两边的砝码各向外移动一格
答案
C
解析
设每个砝码重力为$G$，每格长度为$L$。初始时，左边$3$个砝码，距离支点$2L$；右边$2$个砝码，距离支点$3L$。杠杆平衡条件：左边$3G×2L = 6GL$，右边$2G×3L = 6GL$。
A. 左边$2G×2L = 4GL$，右边$1G×3L = 3GL$，$4GL\neq3GL$，不平衡。
B. 左边$3G×1L = 3GL$，右边$2G×2L = 4GL$，$3GL\neq4GL$，不平衡。
C. 左边$\frac{3G}{2}×2L = 3GL$，右边$\frac{2G}{2}×3L = 3GL$，$3GL = 3GL$，平衡。
D. 左边$3G×3L = 9GL$，右边$2G×4L = 8GL$，$9GL\neq8GL$，不平衡。
C
A. 左边$2G×2L = 4GL$，右边$1G×3L = 3GL$，$4GL\neq3GL$，不平衡。
B. 左边$3G×1L = 3GL$，右边$2G×2L = 4GL$，$3GL\neq4GL$，不平衡。
C. 左边$\frac{3G}{2}×2L = 3GL$，右边$\frac{2G}{2}×3L = 3GL$，$3GL = 3GL$，平衡。
D. 左边$3G×3L = 9GL$，右边$2G×4L = 8GL$，$9GL\neq8GL$，不平衡。
C
