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11. 如图所示是生产生活中常用的两种类型剪刀的示意图。现在要用剪刀剪铁皮,你会选择哪把剪刀?为什么?
答案
11. 选择B剪刀。理由:由于剪铁皮需要的力较大，为了省力，需要选择省力杠杆。由图片可知，B剪刀的手柄更长，且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮。
解析
【分析】
首先梳理解题思路：第一步先明确剪铁皮的实际需求，铁皮硬度大，剪切时需要很大的作用力，因此要选择可以省力的剪刀，降低人需要施加的动力。第二步回忆杠杆的分类规则：动力臂大于阻力臂的杠杆属于省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆。接下来对比两把剪刀的结构：A剪刀刀刃长、手柄短，动力臂小于阻力臂是费力杠杆；B剪刀手柄长、刀刃短，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，正好匹配剪铁皮的省力需求，由此就能推导得出结论。
【解析】
1. 需求分析：铁皮硬度较高，剪切铁皮时需要获得较大的剪切力，因此需要选用省力杠杆，仅用较小的动力就可以得到足够大的作用力完成剪切操作。
2. 杠杆类型判断：观察两把剪刀的结构，A剪刀的刀刃长度大于手柄长度，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，无法实现省力，适合剪切纸张等较软的物体；B剪刀的手柄长度远大于刀刃长度，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，能够实现省力效果，完全满足剪切铁皮的要求。
因此最终选择B剪刀。
【答案】
选择B剪刀。理由:由于剪铁皮需要的力较大，为了省力，需要选择省力杠杆。由图片可知，B剪刀的手柄更长，且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮。
【知识点】
杠杆分类；省力杠杆特点
【点评】
本题结合生活中剪刀的实际应用场景，考察杠杆相关知识的落地运用，解题核心是结合使用需求匹配对应的杠杆类型，将物理理论和日常工具的设计逻辑结合起来，能帮助学生直观体会物理知识在生活中的实用价值。
【难度系数】
0.8
首先梳理解题思路：第一步先明确剪铁皮的实际需求，铁皮硬度大，剪切时需要很大的作用力，因此要选择可以省力的剪刀，降低人需要施加的动力。第二步回忆杠杆的分类规则：动力臂大于阻力臂的杠杆属于省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆。接下来对比两把剪刀的结构：A剪刀刀刃长、手柄短，动力臂小于阻力臂是费力杠杆；B剪刀手柄长、刀刃短，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，正好匹配剪铁皮的省力需求，由此就能推导得出结论。
【解析】
1. 需求分析：铁皮硬度较高，剪切铁皮时需要获得较大的剪切力，因此需要选用省力杠杆，仅用较小的动力就可以得到足够大的作用力完成剪切操作。
2. 杠杆类型判断：观察两把剪刀的结构，A剪刀的刀刃长度大于手柄长度，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，无法实现省力，适合剪切纸张等较软的物体；B剪刀的手柄长度远大于刀刃长度，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，能够实现省力效果，完全满足剪切铁皮的要求。
因此最终选择B剪刀。
【答案】
选择B剪刀。理由:由于剪铁皮需要的力较大，为了省力，需要选择省力杠杆。由图片可知，B剪刀的手柄更长，且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮。
【知识点】
杠杆分类；省力杠杆特点
【点评】
本题结合生活中剪刀的实际应用场景，考察杠杆相关知识的落地运用，解题核心是结合使用需求匹配对应的杠杆类型，将物理理论和日常工具的设计逻辑结合起来，能帮助学生直观体会物理知识在生活中的实用价值。
【难度系数】
0.8
12. 如图所示是《天工开物》中记载的在井上汲水的桔槔,它的前端系一个木桶,后端绑上大石块作为配重物。当木桶装满水后,人竖直向上拉挂木桶的绳子,通过横杆的作用,后端的配重物下降,可以使装有水的木桶匀速上升。向上汲水时相当于
省力
杠杆,人向下拉动绳子时相当于费力
杠杆。(填“省力”“费力”或“等臂”)答案
12. 省力 费力
解析
【分析】
解题时首先要明确杠杆分类的判断依据：通过比较动力臂和阻力臂的大小关系区分杠杆类型，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。第一步先确定桔槔横杆的支点，即横杆和上方支撑结构的铰接点；第二步分别对两种操作场景做受力和力臂分析：①向上汲水时，后端配重物的重力会辅助人抬升水桶，此时人施加的拉力的动力臂大于水桶和水总重力对应的阻力臂，因此属于省力杠杆；②人向下拉动绳子下放空桶时，后端配重物的重力会阻碍杠杆前端向下运动，此时人施加的向下拉力的动力臂小于配重物重力对应的阻力臂，动力小于阻力，因此属于费力杠杆。
【解析】
1. 确定支点：桔槔的横杆可绕顶部的支撑点转动，该点为杠杆的支点。
2. 向上汲水场景：装有水的木桶匀速上升时，后端配重物的重力对杠杆的力矩可辅助人提升水桶，此时人施加的向上拉力的动力臂，大于水桶与水总重力对应的阻力臂，满足动力臂＞阻力臂，因此是省力杠杆。
3. 人向下拉绳场景：向下拉动绳子将空桶向井中下放时，后端的配重物重力会阻碍杠杆前端向下转动，此时人施加的向下拉力的动力臂小于配重物重力对应的阻力臂，满足动力臂＜阻力臂，因此是费力杠杆。
【答案】
省力；费力
【知识点】
杠杆分类，杠杆平衡条件
【点评】
本题结合我国古代《天工开物》中的汲水工具桔槔设置情境，考察杠杆类型的判断，易错点是容易忽略两种操作场景下动力、阻力的对应关系，错将向下拉绳的场景判断为省力杠杆，解题核心是要区分不同工作状态下的动力、阻力，准确对比动力臂和阻力臂的大小。
【难度系数】
0.6
解题时首先要明确杠杆分类的判断依据：通过比较动力臂和阻力臂的大小关系区分杠杆类型，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。第一步先确定桔槔横杆的支点，即横杆和上方支撑结构的铰接点；第二步分别对两种操作场景做受力和力臂分析：①向上汲水时，后端配重物的重力会辅助人抬升水桶，此时人施加的拉力的动力臂大于水桶和水总重力对应的阻力臂，因此属于省力杠杆；②人向下拉动绳子下放空桶时，后端配重物的重力会阻碍杠杆前端向下运动，此时人施加的向下拉力的动力臂小于配重物重力对应的阻力臂，动力小于阻力，因此属于费力杠杆。
【解析】
1. 确定支点：桔槔的横杆可绕顶部的支撑点转动，该点为杠杆的支点。
2. 向上汲水场景：装有水的木桶匀速上升时，后端配重物的重力对杠杆的力矩可辅助人提升水桶，此时人施加的向上拉力的动力臂，大于水桶与水总重力对应的阻力臂，满足动力臂＞阻力臂，因此是省力杠杆。
3. 人向下拉绳场景：向下拉动绳子将空桶向井中下放时，后端的配重物重力会阻碍杠杆前端向下转动，此时人施加的向下拉力的动力臂小于配重物重力对应的阻力臂，满足动力臂＜阻力臂，因此是费力杠杆。
【答案】
省力；费力
【知识点】
杠杆分类，杠杆平衡条件
【点评】
本题结合我国古代《天工开物》中的汲水工具桔槔设置情境，考察杠杆类型的判断，易错点是容易忽略两种操作场景下动力、阻力的对应关系，错将向下拉绳的场景判断为省力杠杆，解题核心是要区分不同工作状态下的动力、阻力，准确对比动力臂和阻力臂的大小。
【难度系数】
0.6
13. 搬运砖头的独轮车及有关尺寸如图所示。已知车体和砖头所受的总重力$G=1000\ \mathrm{N}$。该独轮车是一个杠杆,动力$F=\_\_\_\_\_\_\mathrm{N}$。在不减少砖头重力的情况下,为了让搬运更省力,工人师傅可以采取的措施是。（写出一条即可）
答案
13. 省力 300 手向后移动(或将砖头向前移动)
解析
【分析】
首先我们先确定独轮车的支点位置：独轮车的支点是车轮的转轴处，第一步对比动力臂和阻力臂的大小，动力臂是支点到动力F作用线的距离，为1m，阻力臂是支点到总重力G作用线的距离，为0.3m，动力臂大于阻力臂，因此可以判断杠杆类型。第二步利用杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，代入已知的总重力、两个力臂的数值，就能算出动力F的大小。第三步，在阻力G不变的前提下，根据杠杆平衡公式，要让动力更小更省力，可以通过增大动力臂或者减小阻力臂的思路，结合实际操作想出可行的措施。
【解析】
1. 判断杠杆类型：独轮车的支点为车轮的轮轴，动力臂$L_1=1\ \mathrm{m}$，阻力臂$L_2=0.3\ \mathrm{m}$，满足$L_1＞L_2$，因此该独轮车是省力杠杆。
2. 计算动力F：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，代入已知量：
$F × L_1 = G × L_2$
$F × 1\ \mathrm{m} = 1000\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}$
解得$F=300\ \mathrm{N}$。
3. 省力措施：总重力G不变，要减小动力，可增大动力臂（比如手向后移动，延长动力作用点到支点的距离），也可以减小阻力臂（比如将砖头向前移动，缩短阻力作用点到支点的距离），任选一条即可。
【答案】
省力；300；手向后移动(或将砖头向前移动)
【知识点】
杠杆分类；杠杆平衡条件；杠杆省力应用
【点评】
本题结合生活中常见的独轮车场景考察杠杆相关的基础知识点，贴近实际应用，解题核心是准确识别动力臂和阻力臂，牢记杠杆平衡规律，易错点是将动力臂和阻力臂的数值代入颠倒，导致计算结果错误。
【难度系数】
0.8
首先我们先确定独轮车的支点位置：独轮车的支点是车轮的转轴处，第一步对比动力臂和阻力臂的大小，动力臂是支点到动力F作用线的距离，为1m，阻力臂是支点到总重力G作用线的距离，为0.3m，动力臂大于阻力臂，因此可以判断杠杆类型。第二步利用杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，代入已知的总重力、两个力臂的数值，就能算出动力F的大小。第三步，在阻力G不变的前提下，根据杠杆平衡公式，要让动力更小更省力，可以通过增大动力臂或者减小阻力臂的思路，结合实际操作想出可行的措施。
【解析】
1. 判断杠杆类型：独轮车的支点为车轮的轮轴，动力臂$L_1=1\ \mathrm{m}$，阻力臂$L_2=0.3\ \mathrm{m}$，满足$L_1＞L_2$，因此该独轮车是省力杠杆。
2. 计算动力F：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，代入已知量：
$F × L_1 = G × L_2$
$F × 1\ \mathrm{m} = 1000\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}$
解得$F=300\ \mathrm{N}$。
3. 省力措施：总重力G不变，要减小动力，可增大动力臂（比如手向后移动，延长动力作用点到支点的距离），也可以减小阻力臂（比如将砖头向前移动，缩短阻力作用点到支点的距离），任选一条即可。
【答案】
省力；300；手向后移动(或将砖头向前移动)
【知识点】
杠杆分类；杠杆平衡条件；杠杆省力应用
【点评】
本题结合生活中常见的独轮车场景考察杠杆相关的基础知识点，贴近实际应用，解题核心是准确识别动力臂和阻力臂，牢记杠杆平衡规律，易错点是将动力臂和阻力臂的数值代入颠倒，导致计算结果错误。
【难度系数】
0.8
14. 图甲为自行车车闸,可看作是以$O$点为支点的杠杆。请在图乙中画出作用在$A$点的最小力$F_{1}$。
答案
14. 如图所示:
解析
【分析】
我们要画A点的最小动力，首先回忆杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力、阻力臂固定的前提下，动力臂越长，对应的动力就越小。解题时第一步先找最长动力臂：已知支点是O，动力作用点是A，那么支点O和A点的连线OA就是能取到的最长动力臂，这是A点所有可能的作用力里能获得的最大力臂。第二步判断力的方向：图中B点的阻力F₂向右，会让杠杆绕O点顺时针转动，所以A点的动力需要让杠杆有绕O逆时针转动的趋势，才能平衡，因此动力方向要和OA垂直，指向符合转动要求的一侧，最后标注出力的符号就完成作图。
【解析】
1. 确定最长动力臂：连接支点O与动力作用点A，线段OA即为作用在A点的动力所能达到的最长动力臂。
2. 确定动力方向：阻力F₂使杠杆绕O顺时针转动，为使杠杆平衡，动力F₁需使杠杆绕O逆时针转动，因此过A点作垂直于OA的带箭头线段，方向斜向下，标注为F₁，即为作用在A点的最小力。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件，最小力作图
【点评】
这是杠杆部分的常规作图题，核心考点是杠杆最小力的推导逻辑，只要牢记“支点到动力作用点的连线是最长动力臂”的规律，再结合动力、阻力需让杠杆转动方向相反的规则，就可以顺利完成作图，易错点是容易把力的方向画反。
【难度系数】
0.6
我们要画A点的最小动力，首先回忆杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力、阻力臂固定的前提下，动力臂越长，对应的动力就越小。解题时第一步先找最长动力臂：已知支点是O，动力作用点是A，那么支点O和A点的连线OA就是能取到的最长动力臂，这是A点所有可能的作用力里能获得的最大力臂。第二步判断力的方向：图中B点的阻力F₂向右，会让杠杆绕O点顺时针转动，所以A点的动力需要让杠杆有绕O逆时针转动的趋势，才能平衡，因此动力方向要和OA垂直，指向符合转动要求的一侧，最后标注出力的符号就完成作图。
【解析】
1. 确定最长动力臂：连接支点O与动力作用点A，线段OA即为作用在A点的动力所能达到的最长动力臂。
2. 确定动力方向：阻力F₂使杠杆绕O顺时针转动，为使杠杆平衡，动力F₁需使杠杆绕O逆时针转动，因此过A点作垂直于OA的带箭头线段，方向斜向下，标注为F₁，即为作用在A点的最小力。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件，最小力作图
【点评】
这是杠杆部分的常规作图题，核心考点是杠杆最小力的推导逻辑，只要牢记“支点到动力作用点的连线是最长动力臂”的规律，再结合动力、阻力需让杠杆转动方向相反的规则，就可以顺利完成作图，易错点是容易把力的方向画反。
【难度系数】
0.6
15. 小华用于探究杠杆平衡条件的实验装置如图所示。(钩码质量均相同)
(1)把质量分布均匀的杠杆中点$O$作为支点,其目的是消除
(2)在杠杆调整到水平位置平衡后,利用钩码和刻度尺测出杠杆平衡时各个力及其力臂,测得数据如下表。由表中数据可得出杠杆的平衡条件是
(3)如图乙所示,由杠杆的平衡条件可知杠杆
(1)把质量分布均匀的杠杆中点$O$作为支点,其目的是消除
杠杆自重
对实验的影响。实验前没挂钩码,杠杆静止的位置如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右
(填“左”或“右”)端调节。(2)在杠杆调整到水平位置平衡后,利用钩码和刻度尺测出杠杆平衡时各个力及其力臂,测得数据如下表。由表中数据可得出杠杆的平衡条件是
$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$
(用表中物理量符号表示)。实验中测量多组数据的目的是寻找普遍规律
。(3)如图乙所示,由杠杆的平衡条件可知杠杆
左
(填“左”或“右”)端会下沉。要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,仅需把左侧钩码向右移动1
格。答案
15. (1)杠杆自重 右
(2)$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$ 寻找普遍规律
(3)左 1
(2)$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$ 寻找普遍规律
(3)左 1
解析
【分析】
这是一道探究杠杆平衡条件的常规实验题，我们可以按小问逐步梳理思考逻辑：
1. 第一小问：杠杆本身有质量，若支点不在中点，杠杆自身重力会产生额外的力矩干扰实验，所以选杠杆中点当支点就是为了抵消自重的影响。实验前调平杠杆时，平衡螺母要向杠杆上翘的一侧调节，图甲中杠杆左端低、右端高，右端上翘，因此平衡螺母要向右调。
2. 第二小问：对表格里的多组数据逐一计算，能发现每组的动力和动力臂的乘积都等于阻力和阻力臂的乘积，由此就能总结出杠杆平衡条件。这类探究普遍物理规律的实验，多次测量不是为了减小误差，而是避免单次实验的偶然性，得到普适性的规律。
3. 第三小问：我们可以假设每个钩码重力为G，杠杆每格长度为L，分别计算左右两侧力与力臂的乘积，乘积更大的一侧会下沉。之后在不改变钩码数量的前提下，根据杠杆平衡条件反推左侧钩码需要的力臂，对比原位置就能得到向右移动的格数。
【解析】
(1) 将质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，杠杆的重心刚好落在支点上，杠杆自重的力臂为0，因此可以消除杠杆自重对实验的影响。图甲中杠杆静止时左端低、右端高，右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右端调节。
(2) 分析表格中的多组实验数据，每组数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，因此杠杆的平衡条件是$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$。本实验属于探究物理规律的实验，测量多组数据的目的是避免实验偶然性，寻找普遍规律。
(3) 设每个钩码重力为G，杠杆每格长度为L，计算可得左侧力与力臂的乘积大于右侧，因此杠杆左端会下沉。不改变两侧钩码的数量，根据杠杆平衡条件可算出左侧钩码需要的力臂比原位置小1格，因此仅需把左侧钩码向右移动1格，杠杆就能重新在水平位置平衡。
【答案】
(1) 杠杆自重 右
(2)$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$ 寻找普遍规律
(3) 左 1
【知识点】
杠杆调平，杠杆平衡条件，多次实验目的
【点评】
本题属于杠杆章节的基础实验题，重点考察探究杠杆平衡条件的操作细节和规律应用，易错点是混淆探究规律类实验和定量测量类实验多次测量的不同作用，整体侧重基础知识点的巩固，没有复杂的变形推导。
【难度系数】
0.8
这是一道探究杠杆平衡条件的常规实验题，我们可以按小问逐步梳理思考逻辑：
1. 第一小问：杠杆本身有质量，若支点不在中点，杠杆自身重力会产生额外的力矩干扰实验，所以选杠杆中点当支点就是为了抵消自重的影响。实验前调平杠杆时，平衡螺母要向杠杆上翘的一侧调节，图甲中杠杆左端低、右端高，右端上翘，因此平衡螺母要向右调。
2. 第二小问：对表格里的多组数据逐一计算，能发现每组的动力和动力臂的乘积都等于阻力和阻力臂的乘积，由此就能总结出杠杆平衡条件。这类探究普遍物理规律的实验，多次测量不是为了减小误差，而是避免单次实验的偶然性，得到普适性的规律。
3. 第三小问：我们可以假设每个钩码重力为G，杠杆每格长度为L，分别计算左右两侧力与力臂的乘积，乘积更大的一侧会下沉。之后在不改变钩码数量的前提下，根据杠杆平衡条件反推左侧钩码需要的力臂，对比原位置就能得到向右移动的格数。
【解析】
(1) 将质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，杠杆的重心刚好落在支点上，杠杆自重的力臂为0，因此可以消除杠杆自重对实验的影响。图甲中杠杆静止时左端低、右端高，右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右端调节。
(2) 分析表格中的多组实验数据，每组数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，因此杠杆的平衡条件是$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$。本实验属于探究物理规律的实验，测量多组数据的目的是避免实验偶然性，寻找普遍规律。
(3) 设每个钩码重力为G，杠杆每格长度为L，计算可得左侧力与力臂的乘积大于右侧，因此杠杆左端会下沉。不改变两侧钩码的数量，根据杠杆平衡条件可算出左侧钩码需要的力臂比原位置小1格，因此仅需把左侧钩码向右移动1格，杠杆就能重新在水平位置平衡。
【答案】
(1) 杠杆自重 右
(2)$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$ 寻找普遍规律
(3) 左 1
【知识点】
杠杆调平，杠杆平衡条件，多次实验目的
【点评】
本题属于杠杆章节的基础实验题，重点考察探究杠杆平衡条件的操作细节和规律应用，易错点是混淆探究规律类实验和定量测量类实验多次测量的不同作用，整体侧重基础知识点的巩固，没有复杂的变形推导。
【难度系数】
0.8
