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1. 如图所示，轻质杠杆OA的中点处悬挂重为110N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小为
55
N. 保持F的方向始终与OA垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置平衡，力F的力臂将不变
（填“变大”“变小”或“不变”，下同），力F的大小将变小
.答案
1. 55 不变 变小
解析
【分析】
要解决这道题，需运用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂）分析。第一步，当杠杆在水平位置平衡时，确定动力臂和阻力臂的长度关系，代入公式计算力F的大小；第二步，当力F方向始终与OA垂直时，力F的力臂等于OA的长度，判断其变化；第三步，杠杆提升到B位置时，分析阻力臂的变化，结合杠杆平衡条件判断力F的大小变化。
【解析】
1. 当杠杆在水平位置平衡时，设OA长度为$ L $，则阻力臂（重力的力臂）为$ \frac{L}{2} $，动力F的力臂为$ L $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $，代入得：$ F × L = G × \frac{L}{2} $，解得$ F = \frac{G}{2} = \frac{110N}{2} = 55N $。
2. 保持F的方向始终与OA垂直，力F的力臂是支点到F作用线的垂直距离，因F与OA垂直，故力臂等于OA的长度，OA长度不变，因此力臂不变。
3. 将杠杆从A位置匀速提升到B位置时，阻力G不变，但阻力臂（支点到重力作用线的垂直距离）变小；动力臂仍等于OA长度不变，根据杠杆平衡条件$ F × L_{动} = G × L_{阻} $，$ L_{动} $不变、$ L_{阻} $变小，所以力F变小。
【答案】
55；不变；变小
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确识别不同状态下的力臂，尤其是力与杠杆垂直时力臂等于杠杆长度，提升杠杆时阻力臂的变化是判断动力大小的关键，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.4
要解决这道题，需运用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂）分析。第一步，当杠杆在水平位置平衡时，确定动力臂和阻力臂的长度关系，代入公式计算力F的大小；第二步，当力F方向始终与OA垂直时，力F的力臂等于OA的长度，判断其变化；第三步，杠杆提升到B位置时，分析阻力臂的变化，结合杠杆平衡条件判断力F的大小变化。
【解析】
1. 当杠杆在水平位置平衡时，设OA长度为$ L $，则阻力臂（重力的力臂）为$ \frac{L}{2} $，动力F的力臂为$ L $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $，代入得：$ F × L = G × \frac{L}{2} $，解得$ F = \frac{G}{2} = \frac{110N}{2} = 55N $。
2. 保持F的方向始终与OA垂直，力F的力臂是支点到F作用线的垂直距离，因F与OA垂直，故力臂等于OA的长度，OA长度不变，因此力臂不变。
3. 将杠杆从A位置匀速提升到B位置时，阻力G不变，但阻力臂（支点到重力作用线的垂直距离）变小；动力臂仍等于OA长度不变，根据杠杆平衡条件$ F × L_{动} = G × L_{阻} $，$ L_{动} $不变、$ L_{阻} $变小，所以力F变小。
【答案】
55；不变；变小
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确识别不同状态下的力臂，尤其是力与杠杆垂直时力臂等于杠杆长度，提升杠杆时阻力臂的变化是判断动力大小的关键，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.4
2.如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图，自拍杆可以看作是一个
费力
（填“省力”或“费力”）杠杆（O为支点），已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力$F_2=$3N，图中$l_1=10\mathrm{cm}$、$l_2=80\mathrm{cm}$，则手垂直于杆的动力$F_1=$24
N，拍摄需要伸长自拍杆时，若保持$F_1$的作用点、方向及支点位置不变，则$F_1$的大小将变大
（填“变大”或“变小”）。答案
2. 费力 24 变大
解析
【分析】要判断杠杆类型，需比较动力臂与阻力臂的大小：支点为O，动力F₁的力臂是l₁，阻力F₂的力臂是l₂，若动力臂小于阻力臂则为费力杠杆；计算动力F₁需利用杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂；伸长自拍杆时，支点、F₁的作用点和方向不变，动力臂不变，阻力臂变化，结合平衡条件可判断F₁的变化。
【解析】1. 判断杠杆类型：由图可知，动力臂l₁=10cm，阻力臂l₂=80cm，因为l₁ ＜ l₂，所以自拍杆是费力杠杆。
2. 计算F₁：根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，统一单位：l₁=10cm=0.1m，l₂=80cm=0.8m，代入F₂=3N，得F₁=(F₂l₂)/l₁=(3N×0.8m)/0.1m=24N。
3. 判断F₁的变化：伸长自拍杆时，支点O不变，F₁的作用点、方向不变，故动力臂l₁不变；阻力F₂不变，阻力臂l₂变大，由F₁=(F₂l₂)/l₁可知，F₁将变大。
【答案】费力；24；变大
【知识点】杠杆分类、杠杆平衡条件
【点评】本题结合生活实例考查杠杆知识，重点考查杠杆类型判断和杠杆平衡条件的应用，需熟练掌握杠杆平衡条件的应用方法，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 判断杠杆类型：由图可知，动力臂l₁=10cm，阻力臂l₂=80cm，因为l₁ ＜ l₂，所以自拍杆是费力杠杆。
2. 计算F₁：根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，统一单位：l₁=10cm=0.1m，l₂=80cm=0.8m，代入F₂=3N，得F₁=(F₂l₂)/l₁=(3N×0.8m)/0.1m=24N。
3. 判断F₁的变化：伸长自拍杆时，支点O不变，F₁的作用点、方向不变，故动力臂l₁不变；阻力F₂不变，阻力臂l₂变大，由F₁=(F₂l₂)/l₁可知，F₁将变大。
【答案】费力；24；变大
【知识点】杠杆分类、杠杆平衡条件
【点评】本题结合生活实例考查杠杆知识，重点考查杠杆类型判断和杠杆平衡条件的应用，需熟练掌握杠杆平衡条件的应用方法，难度适中。
【难度系数】0.6
3. 如图所示,我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是 (
A.“标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.当“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.当增大“重”时,应把“权”向A端移动
第3题图 第4题图 第5题图
D
)A.“标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.当“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.当增大“重”时,应把“权”向A端移动
第3题图 第4题图 第5题图
答案
3. D
解析
【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用，首先需明确杠杆的支点、力和力臂：提纽O是杠杆的支点，“权”和“重”是作用在杠杆上的力，“标”（OA段）和“本”（OB段）是对应的力臂。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，逐一分析各选项即可得出结论。
【解析】A选项：“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，A错误；B选项：杠杆绕O点转动，支点是O，不是B点，B错误；C选项：根据杠杆平衡条件$权×OA = 重×OB$，当“权”小于“重”时，若OA足够大，杠杆仍可保持平衡，A端不一定上扬，C错误；D选项：增大“重”时，重对应的力和力臂OB不变，根据平衡条件，需增大权对应的力臂OA，因此应把“权”向A端移动，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件，杠杆的支点与力臂
【点评】本题结合古代秤的原理，将物理知识与实际应用结合，解题关键是明确杠杆各部分对应的物理量，利用杠杆平衡条件分析选项，注意绝对表述的错误性。
【难度系数】0.6
【解析】A选项：“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，A错误；B选项：杠杆绕O点转动，支点是O，不是B点，B错误；C选项：根据杠杆平衡条件$权×OA = 重×OB$，当“权”小于“重”时，若OA足够大，杠杆仍可保持平衡，A端不一定上扬，C错误；D选项：增大“重”时，重对应的力和力臂OB不变，根据平衡条件，需增大权对应的力臂OA，因此应把“权”向A端移动，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件，杠杆的支点与力臂
【点评】本题结合古代秤的原理，将物理知识与实际应用结合，解题关键是明确杠杆各部分对应的物理量，利用杠杆平衡条件分析选项，注意绝对表述的错误性。
【难度系数】0.6
4.如图所示,圆弧轨道CD固定,水平杠杆OA的A端恰在圆弧所在圆的圆心处,小圆环E套在轨道上通过细线与水平杠杆OA的A端相连,一重物G悬挂在杠杆上的B点.在E环从C点沿轨道顺时针转动到D点的过程中,有关细线对A端的拉力F的变化情况,以下说法正确的是（
A.保持不变
B.先变小再变大
C.一直变小
D.先变大再变小
B
）A.保持不变
B.先变小再变大
C.一直变小
D.先变大再变小
答案
4. B
解析
【分析】
要解决该问题，需利用杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$）分析拉力的变化规律。首先确定杠杆的支点为O，阻力是重物G，阻力大小和阻力臂均不变，拉力F的变化由其动力臂的变化决定，需结合几何知识分析动力臂随E环转动的变化。
【解析】
1. 确定杠杆要素：支点为O，阻力是重物G的重力，大小恒定；阻力臂是支点O到G作用线的垂直距离，即OB的长度，OB为定值，因此阻力与阻力臂的乘积（$G · OB$）保持不变。
2. 分析动力臂变化：拉力F的作用线沿细线AE，动力臂是支点O到AE作用线的垂直距离。由于圆弧CD的圆心为A，AE是圆弧半径，长度不变。当E从C顺时针转动到D时，AE与OA的夹角先增大至90°（此时AE垂直于OA，动力臂达到最大值），之后夹角减小。根据几何关系，当AE垂直于OA时，O到AE的垂直距离最大，动力臂最大；在E向该垂直位置转动时，动力臂逐渐变大，由杠杆平衡条件可知，拉力F会变小；当E从该垂直位置向D转动时，动力臂逐渐变小，拉力F会变大。因此拉力F先变小再变大。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂变化
【点评】
本题是杠杆动态平衡的典型题型，结合圆弧轨道考查力臂的分析，关键在于明确拉力的动力臂随E环转动的变化规律，需将几何知识与杠杆平衡条件结合推导，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决该问题，需利用杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$）分析拉力的变化规律。首先确定杠杆的支点为O，阻力是重物G，阻力大小和阻力臂均不变，拉力F的变化由其动力臂的变化决定，需结合几何知识分析动力臂随E环转动的变化。
【解析】
1. 确定杠杆要素：支点为O，阻力是重物G的重力，大小恒定；阻力臂是支点O到G作用线的垂直距离，即OB的长度，OB为定值，因此阻力与阻力臂的乘积（$G · OB$）保持不变。
2. 分析动力臂变化：拉力F的作用线沿细线AE，动力臂是支点O到AE作用线的垂直距离。由于圆弧CD的圆心为A，AE是圆弧半径，长度不变。当E从C顺时针转动到D时，AE与OA的夹角先增大至90°（此时AE垂直于OA，动力臂达到最大值），之后夹角减小。根据几何关系，当AE垂直于OA时，O到AE的垂直距离最大，动力臂最大；在E向该垂直位置转动时，动力臂逐渐变大，由杠杆平衡条件可知，拉力F会变小；当E从该垂直位置向D转动时，动力臂逐渐变小，拉力F会变大。因此拉力F先变小再变大。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂变化
【点评】
本题是杠杆动态平衡的典型题型，结合圆弧轨道考查力臂的分析，关键在于明确拉力的动力臂随E环转动的变化规律，需将几何知识与杠杆平衡条件结合推导，难度适中。
【难度系数】
0.5
5.(2025·亭湖区一模)如图所示,有一固定在墙壁上的可绕支点O转动的杠杆,在杠杆上A点悬挂一装有水的敞口水杯,在B点施加竖直向上的拉力F使杠杆在水平位置保持平衡.则拔下水杯底部的塞子后,拉力F随时间t变化的图像是 (
C
)答案
5. C
解析
【分析】
要解决这道题，需结合杠杆平衡条件分析拉力F的变化规律。首先明确杠杆平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂（$F_1L_1=F_2L_2$）。拔塞子前，A点的阻力是水杯和水的总重力；拔塞子后，水不断流出，总重力逐渐减小，水流完后总重力不再变化。由于动力臂OB和阻力臂OA均为定值，根据杠杆平衡条件可推导拉力F的变化趋势。
【解析】
根据杠杆平衡条件，本题中动力为拉力F，动力臂为OB；阻力为水杯和水的总重力G，阻力臂为OA，因此有：$F · OB = G · OA$，变形得$F = \frac{OA}{OB} · G$。拔塞子后，水杯中的水逐渐流出，总重力G随时间t逐渐减小，因此拉力F也随t逐渐减小；当水全部流出后，总重力G保持不变，拉力F也不再变化。符合这一变化规律的图像为选项C。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、重力的变化
【点评】
本题结合实际情景考查杠杆动态平衡的分析，关键是明确阻力（水杯和水的总重力）的变化规律，进而推导拉力的变化趋势，属于中等难度的力学题。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合杠杆平衡条件分析拉力F的变化规律。首先明确杠杆平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂（$F_1L_1=F_2L_2$）。拔塞子前，A点的阻力是水杯和水的总重力；拔塞子后，水不断流出，总重力逐渐减小，水流完后总重力不再变化。由于动力臂OB和阻力臂OA均为定值，根据杠杆平衡条件可推导拉力F的变化趋势。
【解析】
根据杠杆平衡条件，本题中动力为拉力F，动力臂为OB；阻力为水杯和水的总重力G，阻力臂为OA，因此有：$F · OB = G · OA$，变形得$F = \frac{OA}{OB} · G$。拔塞子后，水杯中的水逐渐流出，总重力G随时间t逐渐减小，因此拉力F也随t逐渐减小；当水全部流出后，总重力G保持不变，拉力F也不再变化。符合这一变化规律的图像为选项C。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、重力的变化
【点评】
本题结合实际情景考查杠杆动态平衡的分析，关键是明确阻力（水杯和水的总重力）的变化规律，进而推导拉力的变化趋势，属于中等难度的力学题。
【难度系数】
0.5
