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1.图中日常生活工具使用场景中，均由使用者提供动力，其中需要使用者提供的动力大于阻力的是（
C
）答案
1. C
解析
【分析】要解决本题，需明确杠杆的分类依据：根据动力臂与阻力臂的大小关系，杠杆分为三类：动力臂＞阻力臂的省力杠杆（动力＜阻力）、动力臂＜阻力臂的费力杠杆（动力＞阻力）、动力臂=阻力臂的等臂杠杆。题目要求选出动力大于阻力的工具，即判断属于费力杠杆的选项，需逐个分析各工具使用时动力臂和阻力臂的大小关系。
【解析】
选项A：羊角锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，动力小于阻力，不符合要求；
选项B：核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，动力小于阻力，不符合要求；
选项C：食品夹使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，动力大于阻力，符合要求；
选项D：榨汁器使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，动力小于阻力，不符合要求。
综上，答案为C。
【答案】C
【知识点】杠杆的分类、费力杠杆
【点评】本题考查杠杆的分类，核心是判断动力臂与阻力臂的大小关系，属于基础概念类题目，难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】
选项A：羊角锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，动力小于阻力，不符合要求；
选项B：核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，动力小于阻力，不符合要求；
选项C：食品夹使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，动力大于阻力，符合要求；
选项D：榨汁器使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，动力小于阻力，不符合要求。
综上，答案为C。
【答案】C
【知识点】杠杆的分类、费力杠杆
【点评】本题考查杠杆的分类，核心是判断动力臂与阻力臂的大小关系，属于基础概念类题目，难度较低。
【难度系数】0.6
2. 某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体噢（如图）！”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一种杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析合理的是（
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处
B.肱二头肌给桡骨的力$F_1$是阻力
C.重物给前臂的力$F_2$是动力
D.前臂是一根省力杠杆
第2题图 第3题图
A
）A.前臂杠杆的支点O在肘关节处
B.肱二头肌给桡骨的力$F_1$是阻力
C.重物给前臂的力$F_2$是动力
D.前臂是一根省力杠杆
第2题图 第3题图
答案
2. A
解析
【分析】
要解决这道题，需结合杠杆的核心知识：明确杠杆的五要素（支点、动力、阻力）及杠杆的分类规则。首先回忆：支点是杠杆绕着转动的固定点；动力是使杠杆转动的力，阻力是阻碍杠杆转动的力；根据动力臂与阻力臂的大小关系，杠杆分为省力、费力、等臂杠杆。接下来逐一分析选项：先判断前臂杠杆的支点位置，再区分动力和阻力，最后判断杠杆类型。
【解析】
根据杠杆知识逐一分析选项：
1. 选项A：前臂提起重物时，绕肘关节转动，因此支点在肘关节处，该分析合理；
2. 选项B：肱二头肌的力$F_1$是使前臂（杠杆）转动的力，属于动力，不是阻力，该选项错误；
3. 选项C：重物的力$F_2$是阻碍前臂转动的力，属于阻力，不是动力，该选项错误；
4. 选项D：前臂的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，不是省力杠杆，该选项错误。
综上，只有选项A的分析合理。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的五要素、杠杆的分类
【点评】
本题结合人体前臂的运动模型，考查杠杆知识的实际应用，需要学生掌握支点、动力、阻力的判断方法，以及杠杆的分类依据，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合杠杆的核心知识：明确杠杆的五要素（支点、动力、阻力）及杠杆的分类规则。首先回忆：支点是杠杆绕着转动的固定点；动力是使杠杆转动的力，阻力是阻碍杠杆转动的力；根据动力臂与阻力臂的大小关系，杠杆分为省力、费力、等臂杠杆。接下来逐一分析选项：先判断前臂杠杆的支点位置，再区分动力和阻力，最后判断杠杆类型。
【解析】
根据杠杆知识逐一分析选项：
1. 选项A：前臂提起重物时，绕肘关节转动，因此支点在肘关节处，该分析合理；
2. 选项B：肱二头肌的力$F_1$是使前臂（杠杆）转动的力，属于动力，不是阻力，该选项错误；
3. 选项C：重物的力$F_2$是阻碍前臂转动的力，属于阻力，不是动力，该选项错误；
4. 选项D：前臂的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，不是省力杠杆，该选项错误。
综上，只有选项A的分析合理。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的五要素、杠杆的分类
【点评】
本题结合人体前臂的运动模型，考查杠杆知识的实际应用，需要学生掌握支点、动力、阻力的判断方法，以及杠杆的分类依据，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示，杠杆水平静止，当拉力F绕作用点A转动时，为保持杠杆水平平衡，F大小随θ(F方向与水平方向的夹角)变化关系图像符合实际的是 (
B
)答案
3. B
解析
【分析】
要解决本题，需利用杠杆平衡条件推导拉力F与θ的关系：首先明确杠杆平衡时，阻力和阻力臂不变，拉力F的大小由动力臂决定；动力臂是支点到拉力作用线的垂直距离，需结合θ的变化分析动力臂的变化，进而得到F的变化规律，匹配对应图像。
【解析】
根据杠杆平衡条件：$ F_1L_1 = F_2L_2 $，本题中阻力（设为$ G $）和阻力臂（设为$ L_{阻} $）均为定值，因此拉力$ F $与动力臂$ L_{动} $成反比，即$ F = \frac{G · L_{阻}}{L_{动}} $。
设杠杆支点为$ O $，作用点$ A $到支点的距离为$ OA $（定值），拉力$ F $与水平方向夹角为$ θ $，则动力臂$ L_{动} = OA · \sinθ $（动力臂为支点到拉力作用线的垂直距离，由几何关系推导得出）。
代入得：$ F = \frac{G · L_{阻}}{OA · \sinθ} $，由此可知：当$ θ = 90° $时，$ \sinθ = 1 $，$ F $取最小值；当$ θ ＜ 90° $或$ θ ＞ 90° $时，$ \sinθ $减小，$ F $逐渐增大，符合该变化规律的图像为选项B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确分析动力臂随角度θ的变化关系，易错点在于误判动力臂的长度（将OA直接当作动力臂），需牢记力臂是支点到力作用线的垂直距离，而非支点到作用点的距离。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需利用杠杆平衡条件推导拉力F与θ的关系：首先明确杠杆平衡时，阻力和阻力臂不变，拉力F的大小由动力臂决定；动力臂是支点到拉力作用线的垂直距离，需结合θ的变化分析动力臂的变化，进而得到F的变化规律，匹配对应图像。
【解析】
根据杠杆平衡条件：$ F_1L_1 = F_2L_2 $，本题中阻力（设为$ G $）和阻力臂（设为$ L_{阻} $）均为定值，因此拉力$ F $与动力臂$ L_{动} $成反比，即$ F = \frac{G · L_{阻}}{L_{动}} $。
设杠杆支点为$ O $，作用点$ A $到支点的距离为$ OA $（定值），拉力$ F $与水平方向夹角为$ θ $，则动力臂$ L_{动} = OA · \sinθ $（动力臂为支点到拉力作用线的垂直距离，由几何关系推导得出）。
代入得：$ F = \frac{G · L_{阻}}{OA · \sinθ} $，由此可知：当$ θ = 90° $时，$ \sinθ = 1 $，$ F $取最小值；当$ θ ＜ 90° $或$ θ ＞ 90° $时，$ \sinθ $减小，$ F $逐渐增大，符合该变化规律的图像为选项B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确分析动力臂随角度θ的变化关系，易错点在于误判动力臂的长度（将OA直接当作动力臂），需牢记力臂是支点到力作用线的垂直距离，而非支点到作用点的距离。
【难度系数】
0.5
4. 一个处于水平状态的轻质衣架上有5个固定的轻质夹子，相邻夹子之间的距离相等，衣架的形状与5个夹子的位置是左右对称的，如图1所示。在衣架上挂上白、黑袜子各一双时，衣架左侧向下倾斜后静止，如图2所示，左侧第二个夹子恰好在挂钩的正下方，已知一双黑袜子的重力为0.4 N。
(1)请判断:图2中衣架
(2)为了计算出两双袜子的重力大小关系，某同学将衣架假想成一轻质杠杆，$O_1$为支点，如图3所示。他在图3中画了两双袜子对衣架施加的动力$F_1$，阻力$F_2$。
①请画出动力$F_1$的动力臂$l_1$、阻力$F_2$的阻力臂$l_2$。
②根据图3可知$l_1:l_2=1:2$，求这双白袜子的重力$G_1$。
(3)现在白、黑袜子下面用相同的轻质夹子各夹一双白、花袜子，衣架又重新回到水平位置，如图4所示。请借助模型分析，在图5所示水平轻质杠杆(其中$O_2$为支点)上，画出动力$F_1$、阻力$F_2$的示意图，并计算出衣架上这双花袜子的重力$G_2$。
(1)请判断:图2中衣架
处于
平衡状态。(选填“处于”或“不处于”)(2)为了计算出两双袜子的重力大小关系，某同学将衣架假想成一轻质杠杆，$O_1$为支点，如图3所示。他在图3中画了两双袜子对衣架施加的动力$F_1$，阻力$F_2$。
①请画出动力$F_1$的动力臂$l_1$、阻力$F_2$的阻力臂$l_2$。
②根据图3可知$l_1:l_2=1:2$，求这双白袜子的重力$G_1$。
(3)现在白、黑袜子下面用相同的轻质夹子各夹一双白、花袜子，衣架又重新回到水平位置，如图4所示。请借助模型分析，在图5所示水平轻质杠杆(其中$O_2$为支点)上，画出动力$F_1$、阻力$F_2$的示意图，并计算出衣架上这双花袜子的重力$G_2$。
答案
4.(1) 处于 (2)① 如
所示 ② 0.8 N (3) 如
所示，花袜子的重力为2.8 N解析
【分析】
首先判断平衡状态：静止的物体属于平衡状态；画力臂需明确支点，从支点向力的作用线作垂线段即为力臂；利用杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$计算力的大小，需确定力臂比例和各力的大小，分析左右两侧总重力，结合杠杆平衡条件求解花袜子重力。
【解析】
(1) 平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动状态，图2中衣架静止，因此处于平衡状态。
(2)① 力臂的画法：以$O_1$为支点，分别过支点作$F_1$、$F_2$作用线的垂线段，即为动力臂$l_1$和阻力臂$l_2$（如图所示）。
② 根据杠杆平衡条件 $ F_1l_1 = F_2l_2 $，其中 $ F_1 = G_{\mathrm{白}} $，$ F_2 = G_{\mathrm{黑}} = 0.4\ \mathrm{N} $，已知 $ l_1:l_2 = 1:2 $，代入得：$ G_{\mathrm{白}} × l_1 = 0.4\ \mathrm{N} × l_2 $，解得 $ G_{\mathrm{白}} = 0.4\ \mathrm{N} × \frac{l_2}{l_1} = 0.4\ \mathrm{N} × \frac{2}{1} = 0.8\ \mathrm{N} $。
(3) 图5中，支点为$O_2$，左侧总重力 $ F_1 = G_{\mathrm{白}} + G_{\mathrm{白}} = 0.8\ \mathrm{N} + 0.8\ \mathrm{N} = 1.6\ \mathrm{N} $，左侧力臂 $ l_{\mathrm{左}} = 2 $ 格；右侧总重力 $ F_2 = G_{\mathrm{黑}} + G_{\mathrm{花}} $，右侧力臂 $ l_{\mathrm{右}} = 1 $ 格。根据杠杆平衡条件 $ F_1l_{\mathrm{左}} = F_2l_{\mathrm{右}} $，代入得：$ 1.6\ \mathrm{N} × 2 = (0.4\ \mathrm{N} + G_{\mathrm{花}}) × 1 $，解得 $ G_{\mathrm{花}} = 3.2\ \mathrm{N} - 0.4\ \mathrm{N} = 2.8\ \mathrm{N} $（力的示意图如图所示）。
【答案】
(1) 处于 (2)① 如所示 ② 0.8 N (3) 如所示，花袜子的重力为2.8 N
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的画法、重力
【点评】
本题以衣架为模型考查杠杆平衡条件的应用，需掌握平衡状态的判断、力臂的画法，关键是正确分析力和力臂的关系，结合杠杆平衡公式求解，注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.5
首先判断平衡状态：静止的物体属于平衡状态；画力臂需明确支点，从支点向力的作用线作垂线段即为力臂；利用杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$计算力的大小，需确定力臂比例和各力的大小，分析左右两侧总重力，结合杠杆平衡条件求解花袜子重力。
【解析】
(1) 平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动状态，图2中衣架静止，因此处于平衡状态。
(2)① 力臂的画法：以$O_1$为支点，分别过支点作$F_1$、$F_2$作用线的垂线段，即为动力臂$l_1$和阻力臂$l_2$（如图
所示）。② 根据杠杆平衡条件 $ F_1l_1 = F_2l_2 $，其中 $ F_1 = G_{\mathrm{白}} $，$ F_2 = G_{\mathrm{黑}} = 0.4\ \mathrm{N} $，已知 $ l_1:l_2 = 1:2 $，代入得：$ G_{\mathrm{白}} × l_1 = 0.4\ \mathrm{N} × l_2 $，解得 $ G_{\mathrm{白}} = 0.4\ \mathrm{N} × \frac{l_2}{l_1} = 0.4\ \mathrm{N} × \frac{2}{1} = 0.8\ \mathrm{N} $。
(3) 图5中，支点为$O_2$，左侧总重力 $ F_1 = G_{\mathrm{白}} + G_{\mathrm{白}} = 0.8\ \mathrm{N} + 0.8\ \mathrm{N} = 1.6\ \mathrm{N} $，左侧力臂 $ l_{\mathrm{左}} = 2 $ 格；右侧总重力 $ F_2 = G_{\mathrm{黑}} + G_{\mathrm{花}} $，右侧力臂 $ l_{\mathrm{右}} = 1 $ 格。根据杠杆平衡条件 $ F_1l_{\mathrm{左}} = F_2l_{\mathrm{右}} $，代入得：$ 1.6\ \mathrm{N} × 2 = (0.4\ \mathrm{N} + G_{\mathrm{花}}) × 1 $，解得 $ G_{\mathrm{花}} = 3.2\ \mathrm{N} - 0.4\ \mathrm{N} = 2.8\ \mathrm{N} $（力的示意图如图
所示）。【答案】
(1) 处于 (2)① 如
所示 ② 0.8 N (3) 如所示，花袜子的重力为2.8 N【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的画法、重力
【点评】
本题以衣架为模型考查杠杆平衡条件的应用，需掌握平衡状态的判断、力臂的画法，关键是正确分析力和力臂的关系，结合杠杆平衡公式求解，注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.5
