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1. 新素材科技前沿 如图所示,是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂.下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是 (
A.夹起食物的筷子
B.拔钉子的羊角锤
C.剪铁丝的钢丝钳
D.起瓶盖的开瓶扳手
A
)A.夹起食物的筷子
B.拔钉子的羊角锤
C.剪铁丝的钢丝钳
D.起瓶盖的开瓶扳手
答案
1. A 解析:我国天宫空间站的机械臂是仿照人的手臂设计的,使用目的是实现远端的操作,故费力省距离,是动力臂比阻力臂短的杠杆,属于费力杠杆,夹起食物的筷子的动力臂比阻力臂短,属于费力杠杆,故A符合题意.
解析
【分析】
拿到这道题，我们的解题思路可以分两步走：第一步先明确杠杆分类的判断标准，通过比较动力臂和阻力臂的大小，就能确定杠杆属于省力、费力还是等臂杠杆；第二步先判断题干中空间站机械臂的杠杆类型，题目说明它仿照人的手臂设计，使用时动力作用点移动很小的距离，就能让末端操作部件移动较大行程，实现远端精细操作，因此它的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；接下来我们逐一分析四个选项里的工具的杠杆类型，选出和机械臂同属费力杠杆的选项即可。
【解析】
首先回忆杠杆的分类规则：
1. 动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，特点是省力、费距离；
2. 动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，特点是费力、省距离；
3. 动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，不省力也不费力。
首先判断题干的天宫机械臂：它仿照人体手臂设计，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
接下来逐一分析选项：
选项A：夹起食物的筷子，使用时支点在筷子末端，手的施力位置距离支点更近，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，符合题意；
选项B：拔钉子的羊角锤，使用时动力臂远大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
选项C：剪铁丝的钢丝钳，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
选项D：起瓶盖的开瓶扳手，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意。
综上，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆分类，费力杠杆
【点评】
本题结合我国航天前沿的空间站机械臂作为新素材，将物理知识和科技应用结合，既考察了杠杆分类的基础知识点，也引导学生观察生活中常见工具的物理原理，需要注意不要误以为所有日常工具都是省力杠杆，筷子、镊子、人体手臂都是典型的利用省距离特点的费力杠杆。
【难度系数】
0.8
拿到这道题，我们的解题思路可以分两步走：第一步先明确杠杆分类的判断标准，通过比较动力臂和阻力臂的大小，就能确定杠杆属于省力、费力还是等臂杠杆；第二步先判断题干中空间站机械臂的杠杆类型，题目说明它仿照人的手臂设计，使用时动力作用点移动很小的距离，就能让末端操作部件移动较大行程，实现远端精细操作，因此它的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；接下来我们逐一分析四个选项里的工具的杠杆类型，选出和机械臂同属费力杠杆的选项即可。
【解析】
首先回忆杠杆的分类规则：
1. 动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，特点是省力、费距离；
2. 动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，特点是费力、省距离；
3. 动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，不省力也不费力。
首先判断题干的天宫机械臂：它仿照人体手臂设计，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
接下来逐一分析选项：
选项A：夹起食物的筷子，使用时支点在筷子末端，手的施力位置距离支点更近，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，符合题意；
选项B：拔钉子的羊角锤，使用时动力臂远大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
选项C：剪铁丝的钢丝钳，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
选项D：起瓶盖的开瓶扳手，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意。
综上，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆分类，费力杠杆
【点评】
本题结合我国航天前沿的空间站机械臂作为新素材，将物理知识和科技应用结合，既考察了杠杆分类的基础知识点，也引导学生观察生活中常见工具的物理原理，需要注意不要误以为所有日常工具都是省力杠杆，筷子、镊子、人体手臂都是典型的利用省距离特点的费力杠杆。
【难度系数】
0.8
2. (2025·常州中考)花生大丰收,小明用手剥壳,手指又酸又痛.他用硬棒自制“碎壳神器”,用手对上面硬棒施加压力,即可压碎花生壳.下列图中,最省力的是 (
A
)答案
2. A 解析:AB.两个图中均满足动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,由$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$可知,阻力和阻力臂一定时,其中A图的动力臂更长,这样可以用更小的动力克服较大的阻力,故A正确,B错误;CD.两个图中均满足动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,不能省力,故CD错误.故选A.
解析
【分析】
解题思路：我们要明确杠杆省力的判断核心是杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，在需要克服的压碎花生的阻力大致相同的前提下，动力臂越长、阻力臂越短，所需的动力就越小，也就越省力。首先确定所有图的支点都是O点，先逐个对比四个选项的动力臂、阻力臂的大小，先排除动力臂小于阻力臂的费力杠杆，再在剩下的省力杠杆里选出动力臂最大、阻力臂最小的装置，就是最省力的选项。
【解析】
解：根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知，当阻力$F_2$一定时，动力臂$l_1$越大、阻力臂$l_2$越小，动力$F_1$就越小，杠杆越省力。
1. 分析C、D选项：支点为O，动力作用点到O的距离小于花生（阻力作用点）到O的距离，即动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，无法省力，直接排除C、D。
2. 对比A、B选项：二者的动力臂都大于阻力臂，属于省力杠杆；其中A图中花生距离支点O更近，阻力臂更小，同时手的动力作用点距离支点O更远，动力臂更大。代入杠杆平衡公式可得，A所需的动力更小，是最省力的装置。
因此答案选A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件，省力杠杆
【点评】
本题结合生活自制工具的场景考察杠杆的实际应用，核心考察对杠杆平衡条件的灵活运用，易错点是混淆动力臂和阻力臂的长度对比，解题时抓住“支点固定，力的作用点离支点越远，对应力臂越长”的规律即可快速完成判断。
【难度系数】
0.7
解题思路：我们要明确杠杆省力的判断核心是杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，在需要克服的压碎花生的阻力大致相同的前提下，动力臂越长、阻力臂越短，所需的动力就越小，也就越省力。首先确定所有图的支点都是O点，先逐个对比四个选项的动力臂、阻力臂的大小，先排除动力臂小于阻力臂的费力杠杆，再在剩下的省力杠杆里选出动力臂最大、阻力臂最小的装置，就是最省力的选项。
【解析】
解：根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知，当阻力$F_2$一定时，动力臂$l_1$越大、阻力臂$l_2$越小，动力$F_1$就越小，杠杆越省力。
1. 分析C、D选项：支点为O，动力作用点到O的距离小于花生（阻力作用点）到O的距离，即动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，无法省力，直接排除C、D。
2. 对比A、B选项：二者的动力臂都大于阻力臂，属于省力杠杆；其中A图中花生距离支点O更近，阻力臂更小，同时手的动力作用点距离支点O更远，动力臂更大。代入杠杆平衡公式可得，A所需的动力更小，是最省力的装置。
因此答案选A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件，省力杠杆
【点评】
本题结合生活自制工具的场景考察杠杆的实际应用，核心考察对杠杆平衡条件的灵活运用，易错点是混淆动力臂和阻力臂的长度对比，解题时抓住“支点固定，力的作用点离支点越远，对应力臂越长”的规律即可快速完成判断。
【难度系数】
0.7
3. 春联是我国特有的文学形式,贴春联是过年的重要习俗.如图所示,写春联时,毛笔杆相当于
费力
(填“省力”或“费力”)杠杆;手握笔的位置向上移动,阻力臂变大
(填“变大”或“变小”,下同),则写字时所需的力将变大
.答案
3. 费力 变大 变大 解析:写字时,毛笔杆的支点和动力作用点是不同手指与笔杆的接触点,二者距离较近,而阻力作用点是笔端,距离支点较远,动力臂小于阻力臂,所以相当于费力杠杆.手握笔的位置向上移动,则阻力臂变大,纸张对笔的阻力基本不变;而支点和动力作用点同时上移,所以动力臂基本不变,由杠杆平衡条件可知,写字时所需的动力将变大.
解析
【分析】
首先梳理解题思路：第一步先回忆杠杆的分类规则，通过对比动力臂和阻力臂的大小关系判断杠杆类型，先定位写毛笔字时毛笔杆的支点、动力作用点、阻力作用点：支点是手指与笔杆的接触位置，动力是手对笔杆的作用力，阻力是纸张对笔尖的反作用力，对比两个力臂的长度即可判断杠杆类型。第二步分析手握笔位置上移时的变化：支点随手上移，阻力作用点在笔尖位置不变，支点到阻力作用线的距离就会发生对应变化。第三步结合杠杆平衡条件，在阻力、动力臂基本不变的前提下，推导动力的变化趋势，就能得到最终结果。
【解析】
1. 判断杠杆类型：写春联握笔写字时，毛笔杆的支点是手指和笔杆的接触点，动力作用点距离支点很近，阻力作用点（笔尖）距离支点很远，动力臂小于阻力臂，因此毛笔杆相当于费力杠杆。
2. 分析阻力臂变化：当手握笔的位置向上移动时，支点随握笔位置同步上移，笔尖的阻力作用点位置不变，支点到阻力作用线的垂直距离即阻力臂将变大。
3. 分析所需动力的变化：此时动力作用点也随手上移，动力臂的长度基本保持不变，纸张对笔尖的阻力也几乎不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，变形可得$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$，在$F_2$、$L_1$不变，$L_2$变大的情况下，写字时所需的动力将变大。
【答案】
费力；变大；变大
【知识点】
杠杆分类；杠杆平衡条件
【点评】
本题结合写春联的传统生活场景考察杠杆的实际应用，解题核心是能准确在实际工具中识别支点、动力臂、阻力臂，再结合杠杆平衡条件完成推导，部分同学容易误判阻力臂的变化方向，需要注意结合支点的移动分析力臂的长度变化。
【难度系数】
0.7
首先梳理解题思路：第一步先回忆杠杆的分类规则，通过对比动力臂和阻力臂的大小关系判断杠杆类型，先定位写毛笔字时毛笔杆的支点、动力作用点、阻力作用点：支点是手指与笔杆的接触位置，动力是手对笔杆的作用力，阻力是纸张对笔尖的反作用力，对比两个力臂的长度即可判断杠杆类型。第二步分析手握笔位置上移时的变化：支点随手上移，阻力作用点在笔尖位置不变，支点到阻力作用线的距离就会发生对应变化。第三步结合杠杆平衡条件，在阻力、动力臂基本不变的前提下，推导动力的变化趋势，就能得到最终结果。
【解析】
1. 判断杠杆类型：写春联握笔写字时，毛笔杆的支点是手指和笔杆的接触点，动力作用点距离支点很近，阻力作用点（笔尖）距离支点很远，动力臂小于阻力臂，因此毛笔杆相当于费力杠杆。
2. 分析阻力臂变化：当手握笔的位置向上移动时，支点随握笔位置同步上移，笔尖的阻力作用点位置不变，支点到阻力作用线的垂直距离即阻力臂将变大。
3. 分析所需动力的变化：此时动力作用点也随手上移，动力臂的长度基本保持不变，纸张对笔尖的阻力也几乎不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，变形可得$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$，在$F_2$、$L_1$不变，$L_2$变大的情况下，写字时所需的动力将变大。
【答案】
费力；变大；变大
【知识点】
杠杆分类；杠杆平衡条件
【点评】
本题结合写春联的传统生活场景考察杠杆的实际应用，解题核心是能准确在实际工具中识别支点、动力臂、阻力臂，再结合杠杆平衡条件完成推导，部分同学容易误判阻力臂的变化方向，需要注意结合支点的移动分析力臂的长度变化。
【难度系数】
0.7
4.（2024·苏州中考）健身步道上的坐式划船训练器如图所示.人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况是
逐渐变小
.若要增加训练强度,应将配重盘向a
（填“a”或“b”）端移.答案
4. 逐渐变小 a 解析:人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,阻力大小等于配重盘的重力不变,阻力臂变小,动力臂不变,根据杠杆平衡条件$F_{1}L_{1}=F_{2}L_{2}$可知,动力变小,即拉力逐渐变小.若要增加训练强度,即增大拉力,根据杠杆平衡条件$F_{1}L_{1}=F_{2}L_{2}$可知,在阻力不变的情况下,应增大阻力臂,即将配重盘向a端移.
解析
【分析】
首先我们要把该训练器的把手和配重盘的结构等效为杠杆模型，先明确杠杆的五要素：1. 动力是人手施加的拉力，题目说明拉力始终与把手垂直，因此动力臂就是支点到把手末端的长度，全程保持不变；2. 阻力是配重盘的重力，阻力大小始终等于配重盘的重力，不会变化。接下来分析拉动把手的过程中阻力臂的变化：向后拉把手时，把手绕支点转动，配重盘的重力方向始终竖直向下，支点到重力作用线的垂直距离也就是阻力臂会逐渐变小。再结合杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，就可以推导出拉力的变化规律。第二空要增加训练强度，也就是让拉动时需要的拉力更大，在阻力、动力臂不变的前提下，根据杠杆平衡条件，增大阻力臂就可以提升所需拉力，因此将配重盘向远离支点的a端移动即可。
【解析】
1. 分析拉力的变化：
将该装置的转动部分视为杠杆，支点为配重盘的中心转轴。由于拉力始终与把手垂直，因此动力臂$L_1$等于把手的有效长度，全程保持不变；阻力为配重盘的重力，阻力大小$F_2=G_{配重}$，恒定不变。在缓慢向后拉把手的过程中，配重盘随杠杆绕支点转动，配重盘重力方向始终竖直向下，支点到阻力作用线的垂直距离（阻力臂$L_2$）逐渐减小。
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在$L_1$、$F_2$不变，$L_2$减小的情况下，动力$F_1$会逐渐变小，即拉力逐渐变小。
2. 分析配重盘的移动方向：
要增加训练强度，就是要使拉动把手时需要的拉力更大。在动力臂$L_1$、配重重力$F_2$都不变的条件下，根据杠杆平衡条件，增大阻力臂$L_2$即可提升所需的拉力。将配重盘向a端移动时，配重盘距离支点更远，阻力臂更大，所需拉力更大，训练强度更高。
【答案】
逐渐变小；a
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂的判断
【点评】
本题是杠杆知识在生活健身器材中的实际应用题，易错点是容易误判拉动过程中阻力臂的变化趋势，解题的核心是先明确杠杆的五要素，抓住“拉力始终垂直于把手所以动力臂不变”这个关键条件，再结合平衡条件推导结论，能很好地考察学生将物理知识迁移到生活场景的应用能力。
【难度系数】
0.6
首先我们要把该训练器的把手和配重盘的结构等效为杠杆模型，先明确杠杆的五要素：1. 动力是人手施加的拉力，题目说明拉力始终与把手垂直，因此动力臂就是支点到把手末端的长度，全程保持不变；2. 阻力是配重盘的重力，阻力大小始终等于配重盘的重力，不会变化。接下来分析拉动把手的过程中阻力臂的变化：向后拉把手时，把手绕支点转动，配重盘的重力方向始终竖直向下，支点到重力作用线的垂直距离也就是阻力臂会逐渐变小。再结合杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，就可以推导出拉力的变化规律。第二空要增加训练强度，也就是让拉动时需要的拉力更大，在阻力、动力臂不变的前提下，根据杠杆平衡条件，增大阻力臂就可以提升所需拉力，因此将配重盘向远离支点的a端移动即可。
【解析】
1. 分析拉力的变化：
将该装置的转动部分视为杠杆，支点为配重盘的中心转轴。由于拉力始终与把手垂直，因此动力臂$L_1$等于把手的有效长度，全程保持不变；阻力为配重盘的重力，阻力大小$F_2=G_{配重}$，恒定不变。在缓慢向后拉把手的过程中，配重盘随杠杆绕支点转动，配重盘重力方向始终竖直向下，支点到阻力作用线的垂直距离（阻力臂$L_2$）逐渐减小。
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在$L_1$、$F_2$不变，$L_2$减小的情况下，动力$F_1$会逐渐变小，即拉力逐渐变小。
2. 分析配重盘的移动方向：
要增加训练强度，就是要使拉动把手时需要的拉力更大。在动力臂$L_1$、配重重力$F_2$都不变的条件下，根据杠杆平衡条件，增大阻力臂$L_2$即可提升所需的拉力。将配重盘向a端移动时，配重盘距离支点更远，阻力臂更大，所需拉力更大，训练强度更高。
【答案】
逐渐变小；a
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂的判断
【点评】
本题是杠杆知识在生活健身器材中的实际应用题，易错点是容易误判拉动过程中阻力臂的变化趋势，解题的核心是先明确杠杆的五要素，抓住“拉力始终垂直于把手所以动力臂不变”这个关键条件，再结合平衡条件推导结论，能很好地考察学生将物理知识迁移到生活场景的应用能力。
【难度系数】
0.6
5. (2025·南通通州区期末)如图,请在图中画出使杠杆平衡的最小动力$F_{1}$和动力臂$l_{1}$的示意图.
答案
5. 如图所示
解析:在A点施加力,并且垂直OA斜向上,此时动力臂最大,而阻力、阻力臂一定,由杠杆平衡条件可知此时动力最小.
解析
【分析】
要画出使杠杆平衡的最小动力，首先依据杠杆平衡条件的逻辑推导：在阻力和阻力臂大小固定时，动力臂越长，对应的动力就越小。解题第一步先定位杠杆上距离支点O最远的点，本题中杠杆末端A点就是离O点最远的点，连接支点O和A点，这条线段就是可获得的最长动力臂$l_1$；接下来确定动力方向：悬挂重物的拉力作为阻力，作用效果是让杠杆绕O点顺时针转动，因此动力需要让杠杆产生逆时针转动的趋势，方向垂直于OA斜向上，此时得到的动力就是最小的$F_1$。
【解析】
1. 根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，当阻力$F_2$和阻力臂$l_2$为定值时，动力臂$l_1$取最大值时，动力$F_1$最小。
2. 杠杆上A点距离支点O的距离最远，连接OA，OA即为最长的动力臂，标注为$l_1$。
3. 为使杠杆平衡，动力方向需垂直于OA斜向上，抵消重物拉力让杠杆顺时针转动的效果，画出该力即为最小动力$F_1$。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件，力臂作图，最小动力判断
【点评】
本题是杠杆作图的经典题型，核心考察最小动力的推导逻辑，易错点是最长动力臂的选取和动力方向的判断，需要明确最长动力臂一定是支点到动力作用点的连线，动力方向需与该连线垂直，且作用效果与阻力相反才能保证杠杆平衡。
【难度系数】
0.6
要画出使杠杆平衡的最小动力，首先依据杠杆平衡条件的逻辑推导：在阻力和阻力臂大小固定时，动力臂越长，对应的动力就越小。解题第一步先定位杠杆上距离支点O最远的点，本题中杠杆末端A点就是离O点最远的点，连接支点O和A点，这条线段就是可获得的最长动力臂$l_1$；接下来确定动力方向：悬挂重物的拉力作为阻力，作用效果是让杠杆绕O点顺时针转动，因此动力需要让杠杆产生逆时针转动的趋势，方向垂直于OA斜向上，此时得到的动力就是最小的$F_1$。
【解析】
1. 根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，当阻力$F_2$和阻力臂$l_2$为定值时，动力臂$l_1$取最大值时，动力$F_1$最小。
2. 杠杆上A点距离支点O的距离最远，连接OA，OA即为最长的动力臂，标注为$l_1$。
3. 为使杠杆平衡，动力方向需垂直于OA斜向上，抵消重物拉力让杠杆顺时针转动的效果，画出该力即为最小动力$F_1$。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件，力臂作图，最小动力判断
【点评】
本题是杠杆作图的经典题型，核心考察最小动力的推导逻辑，易错点是最长动力臂的选取和动力方向的判断，需要明确最长动力臂一定是支点到动力作用点的连线，动力方向需与该连线垂直，且作用效果与阻力相反才能保证杠杆平衡。
【难度系数】
0.6
6. 如图,画出作用在A点使挂着毛巾的衣架保持水平平衡的最小力F及其力臂l.
答案
6. 如图所示
解析:当以OA为动力臂时,动力臂最长,此时动力F最小,连接OA,过A点作垂直OA向下的带箭头的线段,表示最小力F,OA为力臂l.
解析
【分析】
要画出作用在A点的最小力，首先回忆杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，当阻力和阻力臂的乘积固定时，动力臂越长，对应的动力就越小。本题中杠杆的支点是O点，动力的作用点已经固定为A点，那么支点O到动力作用点A的连线OA，就是能取到的最长动力臂，接下来只需要让动力的方向垂直于这个最长力臂，同时方向符合杠杆平衡的转动要求，就能得到最小的力，最后标注出力臂即可。
【解析】
1. 确定支点：衣架的悬挂点O为杠杆的支点。
2. 找最长动力臂：已知动力作用点为A，连接支点O和作用点A，线段OA就是最长的动力臂，将该线段标注为l。
3. 确定最小力的方向：衣架右侧挂有毛巾，总重力会使衣架绕O点顺时针转动，为了让衣架保持水平平衡，动力需要产生逆时针的转动效果，因此过A点作垂直于OA向下的带箭头线段，标注为F，该力就是作用在A点的最小力。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件，最小力作图
【点评】
本题是杠杆作图的经典题型，核心考点是最小动力的推导逻辑，只要牢记“支点到动力作用点的连线为最长动力臂”的规律，就能快速确定最长力臂，再结合杠杆的转动趋势判断力的方向即可完成作图，需要注意力的方向必须和力臂垂直，不能画成斜交的情况。
【难度系数】
0.6
要画出作用在A点的最小力，首先回忆杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，当阻力和阻力臂的乘积固定时，动力臂越长，对应的动力就越小。本题中杠杆的支点是O点，动力的作用点已经固定为A点，那么支点O到动力作用点A的连线OA，就是能取到的最长动力臂，接下来只需要让动力的方向垂直于这个最长力臂，同时方向符合杠杆平衡的转动要求，就能得到最小的力，最后标注出力臂即可。
【解析】
1. 确定支点：衣架的悬挂点O为杠杆的支点。
2. 找最长动力臂：已知动力作用点为A，连接支点O和作用点A，线段OA就是最长的动力臂，将该线段标注为l。
3. 确定最小力的方向：衣架右侧挂有毛巾，总重力会使衣架绕O点顺时针转动，为了让衣架保持水平平衡，动力需要产生逆时针的转动效果，因此过A点作垂直于OA向下的带箭头线段，标注为F，该力就是作用在A点的最小力。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件，最小力作图
【点评】
本题是杠杆作图的经典题型，核心考点是最小动力的推导逻辑，只要牢记“支点到动力作用点的连线为最长动力臂”的规律，就能快速确定最长力臂，再结合杠杆的转动趋势判断力的方向即可完成作图，需要注意力的方向必须和力臂垂直，不能画成斜交的情况。
【难度系数】
0.6
7. 新趋势 开放性设问 学校食堂准备采购一批餐桌,在试坐时发生了倾倒.为研究其原因,小王进行了测试,把 25 kg 的物体放在凳板 C 上时,餐桌的另一头刚好微微翘起,经测量 AB间的距离为 50 cm,CD 间的距离为 140 cm,桌面距离地面 70 cm,凳板距离地面 42 cm.AC、BD 为桌脚和凳板的连接杆,O 为餐桌的重心.
(1)物体轻放在凳板 C 上,当餐桌翘起时,支点是
(2)餐桌的质量为
(3)为防止倾倒,请你提出一条针对此餐桌的改进建议:
(1)物体轻放在凳板 C 上,当餐桌翘起时,支点是
A
(填“A”或“B”).画出此时物体对凳板 C 点的作用力 $ F_1 $ 及其力臂 $ L_1 $的示意图.(2)餐桌的质量为
45
kg.(g 取 10 N/kg)(3)为防止倾倒,请你提出一条针对此餐桌的改进建议:
增大餐桌自重或增大AB间的距离,同时适当减小CD间的距离或在C、D下面增加支撑柱
.答案
7. (1)A 如图所示 (2)45 (3)增大餐桌自重或增大AB间的距离,同时适当减小CD间的距离或在C、D下面增加支撑柱
解析:(1)物体轻放在凳板C上,当餐桌翘起时,绕着A点转动,相当于一个杠杆,支点是A点;此时物体对凳板C的作用力$F_{1}$竖直向下,从支点A向$F_{1}$的作用线作垂线段,即$F_{1}$的力臂.
(2)由题意知,杠杆的动力$F_{1}$的大小等于物体的重力,阻力是餐桌的重力,动力臂$L_{1}=\frac {1}{2}(CD-AB)=\frac {1}{2}×(140\ \mathrm{cm}-50\ \mathrm{cm})=45\ \mathrm{cm}$,阻力臂$L_{2}=\frac {1}{2}AB=\frac {1}{2}×50\ \mathrm{cm}=25\ \mathrm{cm}$,根据杠杆的平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$可得$G_{物}×L_{1}=G_{桌}×L_{2}$,餐桌的重力为$G_{桌}=\frac {G_{物}×L_{1}}{L_{2}}=\frac {25\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×45\ \mathrm{cm}}{25\ \mathrm{cm}}=450\ \mathrm{N}$,餐桌的质量$m_{桌}=\frac {G_{桌}}{g}=\frac {450\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=45\ \mathrm{kg}$.
(3)在动力一定的情况下,根据杠杆平衡条件可知,可以通过增大阻力或增大阻力臂、减小动力臂的方式来防止餐桌倾倒,故针对此餐桌的改进建议有:增大餐桌自重;或增大AB间的距离,同时适当减小CD间的距离;也可以在C、D下面增加支撑柱来防止餐桌倾倒.
解析
【分析】
这是一道结合生活场景的杠杆综合应用题，解题思路如下：
1. 第一问判断支点：当C点放置重物使餐桌微微翘起时，餐桌左侧向下压、右侧抬起，此时餐桌整体绕和地面接触的点转动，即可确定支点。画力和力臂时，物体对C点的压力方向竖直向下，再从支点向这个力的作用线作垂线段，就得到对应的力臂。
2. 第二问计算餐桌质量：将翘起的餐桌抽象为杠杆，动力是C点放置物体的重力，阻力是餐桌自身的重力，结合已知的CD、AB长度先算出动力臂和阻力臂，代入杠杆平衡条件即可求出餐桌重力，进一步得到质量。
3. 第三问提改进建议：根据杠杆平衡条件，外侧放置物体的重力一定时，可通过增大阻力、增大阻力臂、减小动力臂，或者增设支撑结构的方式，避免餐桌轻易倾倒。
【解析】
(1) 物体放在凳板C上餐桌翘起时，餐桌绕A点转动，因此支点是A。物体对凳板C点的作用力F₁为竖直向下的压力，从支点A向F₁的竖直作用线作垂线段，该垂线段就是F₁的力臂L₁。
(2) 计算过程：
动力即物体的重力：$G_{物}=m_{物}g=25\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=250\ \mathrm{N}$
动力臂：$L_1=\frac{1}{2}(CD-AB)=\frac{1}{2} × (140\ \mathrm{cm}-50\ \mathrm{cm})=45\ \mathrm{cm}$
阻力即餐桌的重力，重心O在餐桌中心，阻力臂：$L_2=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2} × 50\ \mathrm{cm}=25\ \mathrm{cm}$
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，代入得：
$G_{物} × L_1 = G_{桌} × L_2$
$G_{桌}=\frac{G_{物} × L_1}{L_2}=\frac{250\ \mathrm{N} × 45\ \mathrm{cm}}{25\ \mathrm{cm}}=450\ \mathrm{N}$
餐桌质量：$m_{桌}=\frac{G_{桌}}{g}=\frac{450\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=45\ \mathrm{kg}$
(3) 结合杠杆平衡原理，可通过增大餐桌自重、增大AB间的距离同时适当减小CD间的距离、在C、D下面增加支撑柱等方式防止餐桌倾倒。
【答案】
(1) A
(2) 45
(3) 增大餐桌自重（或增大AB间的距离，同时适当减小CD间的距离、在C、D下面增加支撑柱，合理即可）
【知识点】
杠杆支点判断，杠杆平衡条件，杠杆实际应用
【点评】
本题结合生活中餐桌倾倒的真实场景命题，考察学生将实际结构抽象为杠杆模型的能力，难点是正确推导动力臂和阻力臂的长度，最后的开放性设问引导学生用物理知识解决实际问题，体现了物理学科联系生活的特点。
【难度系数】
0.6
这是一道结合生活场景的杠杆综合应用题，解题思路如下：
1. 第一问判断支点：当C点放置重物使餐桌微微翘起时，餐桌左侧向下压、右侧抬起，此时餐桌整体绕和地面接触的点转动，即可确定支点。画力和力臂时，物体对C点的压力方向竖直向下，再从支点向这个力的作用线作垂线段，就得到对应的力臂。
2. 第二问计算餐桌质量：将翘起的餐桌抽象为杠杆，动力是C点放置物体的重力，阻力是餐桌自身的重力，结合已知的CD、AB长度先算出动力臂和阻力臂，代入杠杆平衡条件即可求出餐桌重力，进一步得到质量。
3. 第三问提改进建议：根据杠杆平衡条件，外侧放置物体的重力一定时，可通过增大阻力、增大阻力臂、减小动力臂，或者增设支撑结构的方式，避免餐桌轻易倾倒。
【解析】
(1) 物体放在凳板C上餐桌翘起时，餐桌绕A点转动，因此支点是A。物体对凳板C点的作用力F₁为竖直向下的压力，从支点A向F₁的竖直作用线作垂线段，该垂线段就是F₁的力臂L₁。
(2) 计算过程：
动力即物体的重力：$G_{物}=m_{物}g=25\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=250\ \mathrm{N}$
动力臂：$L_1=\frac{1}{2}(CD-AB)=\frac{1}{2} × (140\ \mathrm{cm}-50\ \mathrm{cm})=45\ \mathrm{cm}$
阻力即餐桌的重力，重心O在餐桌中心，阻力臂：$L_2=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2} × 50\ \mathrm{cm}=25\ \mathrm{cm}$
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，代入得：
$G_{物} × L_1 = G_{桌} × L_2$
$G_{桌}=\frac{G_{物} × L_1}{L_2}=\frac{250\ \mathrm{N} × 45\ \mathrm{cm}}{25\ \mathrm{cm}}=450\ \mathrm{N}$
餐桌质量：$m_{桌}=\frac{G_{桌}}{g}=\frac{450\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=45\ \mathrm{kg}$
(3) 结合杠杆平衡原理，可通过增大餐桌自重、增大AB间的距离同时适当减小CD间的距离、在C、D下面增加支撑柱等方式防止餐桌倾倒。
【答案】
(1) A
(2) 45
(3) 增大餐桌自重（或增大AB间的距离，同时适当减小CD间的距离、在C、D下面增加支撑柱，合理即可）
【知识点】
杠杆支点判断，杠杆平衡条件，杠杆实际应用
【点评】
本题结合生活中餐桌倾倒的真实场景命题，考察学生将实际结构抽象为杠杆模型的能力，难点是正确推导动力臂和阻力臂的长度，最后的开放性设问引导学生用物理知识解决实际问题，体现了物理学科联系生活的特点。
【难度系数】
0.6
8. 新素材生活情境（2025·湖北中考）如图为坐式推肩训练器.健身杆能绕O点处的轴上下转动,配重片可增减,人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉.下列说法正确的是
(
A.此健身杆是费力杠杆
B.手推N处时,配重越重用力越小
C.配重相同时,推N处比推M处费力
D.若改变M处推力方向,力臂始终不变
(
C
)A.此健身杆是费力杠杆
B.手推N处时,配重越重用力越小
C.配重相同时,推N处比推M处费力
D.若改变M处推力方向,力臂始终不变
答案
8. C 解析:A.由题意可知,健身杆能绕O点处的轴上下转动,O点为支点,配重片提供阻力,人的推力作用于把手相当于动力,根据题图所示,动力臂大于阻力臂,即此健身杆是省力杠杆,故A错误;B.根据杠杆的平衡条件,手推N处时,配重越重,阻力越大,阻力臂和动力臂不变,则动力越大,故B错误;C.根据杠杆的平衡条件,配重相同时,即阻力相同时,推N处时的动力臂小于推M处时的动力臂,则推N处比推M处费力,故C正确;D.力臂是支点到力的作用线的垂直距离,若改变M处推力方向,力的作用线改变,力臂也会发生改变,故D错误.故选C.
解析
【分析】
拿到这道杠杆应用题，首先第一步要先明确杠杆的支点、动力、阻力：题目说明健身杆绕O点转动，因此O是支点；配重片的重力对杆的拉力为阻力，人手对把手的推力为动力。接下来我们可以结合杠杆的分类规则、杠杆平衡条件、力臂的定义，逐个对四个选项进行推导判断：先对比动力臂和阻力臂的大小判断杠杆类型，再利用$F_1L_1=F_2L_2$的平衡关系分析动力、阻力、力臂的变化关联，最后结合力臂的定义判断推力方向变化时力臂的变化情况，就能选出正确答案。
【解析】
我们逐一分析各选项：
1. 选项A：支点为O，配重片的拉力是阻力，人手的推力是动力，由图可知动力臂大于阻力臂，因此该健身杆属于省力杠杆，A错误。
2. 选项B：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，手推N处时，动力臂$L_1$、阻力臂$L_2$均保持不变，配重越重则阻力$F_2$越大，对应的动力$F_1$也越大，也就是需要施加的力更大，B错误。
3. 选项C：配重相同时，阻力$F_2$、阻力臂$L_2$均不变，推N处时的动力臂小于推M处时的动力臂，代入杠杆平衡公式$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$可知，动力臂越小，所需动力越大，因此推N处比推M处费力，C正确。
4. 选项D：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，若改变M处推力的方向，力的作用线会发生改变，支点到力的作用线的垂直距离也随之改变，即力臂会发生变化，D错误。
综上，本题选C。
【答案】
C
【知识点】
杠杆分类，杠杆平衡条件，力臂的概念
【点评】
本题结合生活中的健身器材场景考察杠杆的基础知识点，贴近实际应用，易错点是容易混淆“支点到力的作用点的距离”和“支点到力的作用线的垂直距离”，误判力臂的变化。解题时只要先找准支点，明确动力、阻力的位置，再结合杠杆平衡条件推导即可轻松得出结论。
【难度系数】
0.7
拿到这道杠杆应用题，首先第一步要先明确杠杆的支点、动力、阻力：题目说明健身杆绕O点转动，因此O是支点；配重片的重力对杆的拉力为阻力，人手对把手的推力为动力。接下来我们可以结合杠杆的分类规则、杠杆平衡条件、力臂的定义，逐个对四个选项进行推导判断：先对比动力臂和阻力臂的大小判断杠杆类型，再利用$F_1L_1=F_2L_2$的平衡关系分析动力、阻力、力臂的变化关联，最后结合力臂的定义判断推力方向变化时力臂的变化情况，就能选出正确答案。
【解析】
我们逐一分析各选项：
1. 选项A：支点为O，配重片的拉力是阻力，人手的推力是动力，由图可知动力臂大于阻力臂，因此该健身杆属于省力杠杆，A错误。
2. 选项B：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，手推N处时，动力臂$L_1$、阻力臂$L_2$均保持不变，配重越重则阻力$F_2$越大，对应的动力$F_1$也越大，也就是需要施加的力更大，B错误。
3. 选项C：配重相同时，阻力$F_2$、阻力臂$L_2$均不变，推N处时的动力臂小于推M处时的动力臂，代入杠杆平衡公式$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$可知，动力臂越小，所需动力越大，因此推N处比推M处费力，C正确。
4. 选项D：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，若改变M处推力的方向，力的作用线会发生改变，支点到力的作用线的垂直距离也随之改变，即力臂会发生变化，D错误。
综上，本题选C。
【答案】
C
【知识点】
杠杆分类，杠杆平衡条件，力臂的概念
【点评】
本题结合生活中的健身器材场景考察杠杆的基础知识点，贴近实际应用，易错点是容易混淆“支点到力的作用点的距离”和“支点到力的作用线的垂直距离”，误判力臂的变化。解题时只要先找准支点，明确动力、阻力的位置，再结合杠杆平衡条件推导即可轻松得出结论。
【难度系数】
0.7
