5.杠杆在生活中有着广泛的应用,下列属于费力杠杆的是 (
A.起瓶盖
B.镊子夹物体

D.羊角锤起钉子
B
)A.起瓶盖
B.镊子夹物体
D.羊角锤起钉子
答案
5.B
解析
【分析】要判断杠杆的类型,需依据动力臂与阻力臂的大小关系:动力臂大于阻力臂为省力杠杆,动力臂小于阻力臂为费力杠杆,动力臂等于阻力臂为等臂杠杆。接下来逐一分析各选项工具的杠杆类型:A选项起瓶盖的起子、C选项钢丝钳、D选项羊角锤,使用时动力臂均大于阻力臂,属于省力杠杆;B选项镊子夹物体时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
【解析】根据杠杆分类的判断标准,对各选项逐一分析:
1. 选项A:起瓶盖的起子,支点在起子与瓶盖顶部的接触点,手施加的动力臂大于瓶盖对起子的阻力臂,属于省力杠杆;
2. 选项B:镊子夹物体时,支点在镊子上端的连接处,手施加的动力臂小于物体对镊子尖端的阻力臂,属于费力杠杆;
3. 选项C:钢丝钳剪铁丝,支点在钳轴处,手的动力臂大于铁丝对钳口的阻力臂,属于省力杠杆;
4. 选项D:羊角锤起钉子,支点在羊角锤与地面接触的位置,手的动力臂大于钉子对羊角的阻力臂,属于省力杠杆。
综上,属于费力杠杆的是B选项。
【答案】B
【知识点】杠杆分类
【点评】本题考查杠杆类型的判断,是初中物理的基础考点,核心是掌握动力臂与阻力臂的比较方法,难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】根据杠杆分类的判断标准,对各选项逐一分析:
1. 选项A:起瓶盖的起子,支点在起子与瓶盖顶部的接触点,手施加的动力臂大于瓶盖对起子的阻力臂,属于省力杠杆;
2. 选项B:镊子夹物体时,支点在镊子上端的连接处,手施加的动力臂小于物体对镊子尖端的阻力臂,属于费力杠杆;
3. 选项C:钢丝钳剪铁丝,支点在钳轴处,手的动力臂大于铁丝对钳口的阻力臂,属于省力杠杆;
4. 选项D:羊角锤起钉子,支点在羊角锤与地面接触的位置,手的动力臂大于钉子对羊角的阻力臂,属于省力杠杆。
综上,属于费力杠杆的是B选项。
【答案】B
【知识点】杠杆分类
【点评】本题考查杠杆类型的判断,是初中物理的基础考点,核心是掌握动力臂与阻力臂的比较方法,难度适中。
【难度系数】0.7
6. 如图所示,物重为$ G $的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误的是
(
A.$ F_1 = G $
B.$ F_2 = \frac{1}{3} G $
C.$ F_3 = \frac{1}{2} G $
D.$ F_4 = \frac{1}{2} G $
(
C
)A.$ F_1 = G $
B.$ F_2 = \frac{1}{3} G $
C.$ F_3 = \frac{1}{2} G $
D.$ F_4 = \frac{1}{2} G $
答案
6.C
解析
【分析】本题考查不同简单机械的拉力计算,需逐个分析每个选项对应的机械类型,利用定滑轮、滑轮组、动滑轮、杠杆的工作规律或平衡条件计算拉力,对比选项结果找出错误项。解题时要注意动滑轮的特殊使用情况(拉力作用在轴上时费力),避免出错。
【解析】逐个分析各选项:
1. 选项A:为定滑轮,定滑轮不省力,仅改变力的方向,不计机械自重和摩擦,故$ F_1 = G $,该选项正确。
2. 选项B:为滑轮组,承担物重的绳子段数$ n=3 $,不计机械自重和摩擦,拉力$ F_2 = \frac{G}{n} = \frac{1}{3}G $,该选项正确。
3. 选项C:为动滑轮,但拉力作用在动滑轮的轴上,此时费力,不计机械自重和摩擦,拉力$ F_3 = 2G $,而选项中给出$ F_3 = \frac{1}{2}G $,该选项错误。
4. 选项D:为杠杆,根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $,动力臂为阻力臂的2倍,故$ F_4 × 2L = G × L $,解得$ F_4 = \frac{1}{2}G $,该选项正确。
综上,拉力大小错误的是选项C。
【答案】C
【知识点】简单机械的拉力计算、杠杆平衡条件
【点评】本题是初中物理基础题,考查常见简单机械的省力规律,需准确区分动滑轮的常规使用和特殊使用(拉力在轴上时费力),牢记各简单机械的工作特点即可解答。
【难度系数】0.6
【解析】逐个分析各选项:
1. 选项A:为定滑轮,定滑轮不省力,仅改变力的方向,不计机械自重和摩擦,故$ F_1 = G $,该选项正确。
2. 选项B:为滑轮组,承担物重的绳子段数$ n=3 $,不计机械自重和摩擦,拉力$ F_2 = \frac{G}{n} = \frac{1}{3}G $,该选项正确。
3. 选项C:为动滑轮,但拉力作用在动滑轮的轴上,此时费力,不计机械自重和摩擦,拉力$ F_3 = 2G $,而选项中给出$ F_3 = \frac{1}{2}G $,该选项错误。
4. 选项D:为杠杆,根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $,动力臂为阻力臂的2倍,故$ F_4 × 2L = G × L $,解得$ F_4 = \frac{1}{2}G $,该选项正确。
综上,拉力大小错误的是选项C。
【答案】C
【知识点】简单机械的拉力计算、杠杆平衡条件
【点评】本题是初中物理基础题,考查常见简单机械的省力规律,需准确区分动滑轮的常规使用和特殊使用(拉力在轴上时费力),牢记各简单机械的工作特点即可解答。
【难度系数】0.6
7. [2024·枣庄中考]如图所示,杠杆的支点在O点,F为作用在杠杆上的动力,则图中正确表示力F的力臂的是
(

(
C
)答案
7.C
解析
【分析】
要确定力F的力臂,需先明确力臂的定义:力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。解题时,先找到支点O,再确定力F的作用线,最后从O点向F的作用线作垂线,垂线段即为力臂,据此逐一分析选项。
【解析】
根据力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离:
选项A:图中线段L不是支点O向力F作用线作的垂线,不符合力臂定义,错误;
选项B:线段L不是支点O到力F作用线的垂线段,不符合定义,错误;
选项C:从支点O向力F的作用线作垂线,垂线段符合力臂的定义,正确;
选项D:线段L不是支点O到力F作用线的垂线段,不符合定义,错误。
【答案】
C
【知识点】
力臂的概念、杠杆力臂作图
【点评】
本题考查力臂的概念,核心是掌握“力臂是支点到力的作用线的垂直距离”,需注意区分力的作用线与杠杆本身,避免误将杠杆长度当作力臂。
【难度系数】
0.5
要确定力F的力臂,需先明确力臂的定义:力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。解题时,先找到支点O,再确定力F的作用线,最后从O点向F的作用线作垂线,垂线段即为力臂,据此逐一分析选项。
【解析】
根据力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离:
选项A:图中线段L不是支点O向力F作用线作的垂线,不符合力臂定义,错误;
选项B:线段L不是支点O到力F作用线的垂线段,不符合定义,错误;
选项C:从支点O向力F的作用线作垂线,垂线段符合力臂的定义,正确;
选项D:线段L不是支点O到力F作用线的垂线段,不符合定义,错误。
【答案】
C
【知识点】
力臂的概念、杠杆力臂作图
【点评】
本题考查力臂的概念,核心是掌握“力臂是支点到力的作用线的垂直距离”,需注意区分力的作用线与杠杆本身,避免误将杠杆长度当作力臂。
【难度系数】
0.5
8. 如图所示,在固定在墙上的三角形支架 ABC 上放置空调室外机。如果 A 处螺钉松脱,则支架会绕

C
点倾翻。已知 AB 长 40 cm、AC 长 30 cm,室外机重为 300 N,正好处在 AB 中点处,则 A 处螺钉的水平拉力为200
N(支架重力不计)。为了安全,室外机的位置应尽量靠近
(选填“靠近”或“远离”)墙壁。答案
8.C 200 靠近
解析
【分析】
当A处螺钉松脱时,支架会绕与墙固定的C点转动,因此C是倾翻时的支点。本题属于杠杆平衡问题,需利用“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的杠杆平衡条件解题:先确定支点、动力(A处水平拉力)和阻力(室外机重力)对应的力臂,再代入公式计算拉力大小;最后根据力臂对力的影响,判断室外机的安全放置位置。
【解析】
1. 确定倾翻支点:当A处螺钉松脱时,支架会绕固定在墙上的C点倾翻。
2. 利用杠杆平衡条件计算拉力:
以C为支点,阻力是室外机的重力 $ F_2 = G = 300\ \mathrm{N} $,阻力臂是支点C到重力作用线的垂直距离,即AB中点到A点的水平距离 $ L_2 = \frac{AB}{2} = \frac{40\ \mathrm{cm}}{2} = 20\ \mathrm{cm} $;
动力是A处的水平拉力 $ F_1 $,动力臂是支点C到拉力作用线的垂直距离,即AC的长度 $ L_1 = 30\ \mathrm{cm} $;
根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $,代入数据得:$ F_1 × 30\ \mathrm{cm} = 300\ \mathrm{N} × 20\ \mathrm{cm} $,解得 $ F_1 = 200\ \mathrm{N} $。
3. 判断室外机位置:室外机越靠近墙壁,阻力臂越小,根据杠杆平衡条件,所需的拉力越小,支架越安全,因此应靠近墙壁。
【答案】
C;200;靠近
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂、杠杆应用
【点评】
本题结合生活中的空调支架场景,考查杠杆平衡条件的实际应用,核心是正确确定支点和力臂,体现了物理知识与生活的紧密联系,难度适中。
【难度系数】
0.5
当A处螺钉松脱时,支架会绕与墙固定的C点转动,因此C是倾翻时的支点。本题属于杠杆平衡问题,需利用“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的杠杆平衡条件解题:先确定支点、动力(A处水平拉力)和阻力(室外机重力)对应的力臂,再代入公式计算拉力大小;最后根据力臂对力的影响,判断室外机的安全放置位置。
【解析】
1. 确定倾翻支点:当A处螺钉松脱时,支架会绕固定在墙上的C点倾翻。
2. 利用杠杆平衡条件计算拉力:
以C为支点,阻力是室外机的重力 $ F_2 = G = 300\ \mathrm{N} $,阻力臂是支点C到重力作用线的垂直距离,即AB中点到A点的水平距离 $ L_2 = \frac{AB}{2} = \frac{40\ \mathrm{cm}}{2} = 20\ \mathrm{cm} $;
动力是A处的水平拉力 $ F_1 $,动力臂是支点C到拉力作用线的垂直距离,即AC的长度 $ L_1 = 30\ \mathrm{cm} $;
根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $,代入数据得:$ F_1 × 30\ \mathrm{cm} = 300\ \mathrm{N} × 20\ \mathrm{cm} $,解得 $ F_1 = 200\ \mathrm{N} $。
3. 判断室外机位置:室外机越靠近墙壁,阻力臂越小,根据杠杆平衡条件,所需的拉力越小,支架越安全,因此应靠近墙壁。
【答案】
C;200;靠近
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂、杠杆应用
【点评】
本题结合生活中的空调支架场景,考查杠杆平衡条件的实际应用,核心是正确确定支点和力臂,体现了物理知识与生活的紧密联系,难度适中。
【难度系数】
0.5
9. 如图是一拉杆旅行箱的示意图,将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直方向,A为拉杆端点。已知箱重为250 N,OA为120 cm,OC为24 cm。在A点沿图示方向施加动力F,箱子静止,则动力F的大小为

100
N。答案
9.100
解析
【分析】
要解决该杠杆问题,需先明确支点、阻力、动力,再确定对应的力臂,最后利用杠杆平衡条件计算动力大小。步骤:1. 确定支点为O,阻力是箱子重力,阻力臂是支点到重力作用线的垂直距离OC;2. 确定动力F的力臂,根据力臂定义,支点到动力作用线的垂直距离,结合F与OA的夹角计算动力臂;3. 代入杠杆平衡公式求解F。
【解析】
根据杠杆平衡条件:$ F_1L_1 = F_2L_2 $,其中:
阻力:箱子重力 $ G = 250\ \mathrm{N} $,阻力臂 $ L_2 = OC = 24\ \mathrm{cm} $;
动力臂:动力F作用在A点,与OA夹角为30°,因此动力臂 $ L_1 = OA · \sin30° = 120\ \mathrm{cm} × 0.5 = 60\ \mathrm{cm} $;
将数值代入平衡条件:$ F × 60\ \mathrm{cm} = 250\ \mathrm{N} × 24\ \mathrm{cm} $,
解得:$ F = \frac{250\ \mathrm{N} × 24\ \mathrm{cm}}{60\ \mathrm{cm}} = 100\ \mathrm{N} $。
【答案】
100
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,核心是正确识别动力臂和阻力臂,需理解力臂是支点到力的作用线的垂直距离,属于基础杠杆计算题,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决该杠杆问题,需先明确支点、阻力、动力,再确定对应的力臂,最后利用杠杆平衡条件计算动力大小。步骤:1. 确定支点为O,阻力是箱子重力,阻力臂是支点到重力作用线的垂直距离OC;2. 确定动力F的力臂,根据力臂定义,支点到动力作用线的垂直距离,结合F与OA的夹角计算动力臂;3. 代入杠杆平衡公式求解F。
【解析】
根据杠杆平衡条件:$ F_1L_1 = F_2L_2 $,其中:
阻力:箱子重力 $ G = 250\ \mathrm{N} $,阻力臂 $ L_2 = OC = 24\ \mathrm{cm} $;
动力臂:动力F作用在A点,与OA夹角为30°,因此动力臂 $ L_1 = OA · \sin30° = 120\ \mathrm{cm} × 0.5 = 60\ \mathrm{cm} $;
将数值代入平衡条件:$ F × 60\ \mathrm{cm} = 250\ \mathrm{N} × 24\ \mathrm{cm} $,
解得:$ F = \frac{250\ \mathrm{N} × 24\ \mathrm{cm}}{60\ \mathrm{cm}} = 100\ \mathrm{N} $。
【答案】
100
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,核心是正确识别动力臂和阻力臂,需理解力臂是支点到力的作用线的垂直距离,属于基础杠杆计算题,难度适中。
【难度系数】
0.5
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