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3. 如图为小明用衣架晾晒毛巾时，衣架保持水平平衡的情景。已知左侧毛巾对晾衣架的拉力为$ F_1 $，右侧毛巾对晾衣架的拉力为$ F_2 $，衣架的重力忽略不计，下列建构的杠杆示意图正确的是（
B
）答案
3. B
解析
【分析】首先确定杠杆的支点为衣架的挂钩处（即图中的O点），毛巾受重力作用，因此左侧毛巾对衣架的拉力$F_1$、右侧毛巾对衣架的拉力$F_2$均为竖直向下。需结合实际情景判断各选项中支点位置、力的方向是否正确，以及力的转动方向是否符合杠杆平衡的要求。
【解析】1. 确定支点：衣架的挂钩是杠杆的支点，对应图中的O点，位于两个拉力之间，符合衣架的实际结构。2. 分析力的方向：毛巾对衣架的拉力方向竖直向下，因此$F_1$（左侧拉力）和$F_2$（右侧拉力）方向均向下。3. 逐一判断选项：A选项中$F_1$、$F_2$方向向上，与实际拉力方向不符，错误；B选项中支点O在中间，$F_1$在O左侧向下，$F_2$在O右侧向下，两个力使杠杆向相反方向转动，符合平衡条件，正确；C选项中支点位置不符合衣架实际的支点，错误；D选项中$F_1$、$F_2$方向向上，错误。
【答案】B
【知识点】杠杆支点判断、力的方向分析、重力方向
【点评】本题结合生活中的衣架晾晒毛巾情景，考查杠杆相关的基础知识点，需要将物理知识与实际生活结合，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定支点：衣架的挂钩是杠杆的支点，对应图中的O点，位于两个拉力之间，符合衣架的实际结构。2. 分析力的方向：毛巾对衣架的拉力方向竖直向下，因此$F_1$（左侧拉力）和$F_2$（右侧拉力）方向均向下。3. 逐一判断选项：A选项中$F_1$、$F_2$方向向上，与实际拉力方向不符，错误；B选项中支点O在中间，$F_1$在O左侧向下，$F_2$在O右侧向下，两个力使杠杆向相反方向转动，符合平衡条件，正确；C选项中支点位置不符合衣架实际的支点，错误；D选项中$F_1$、$F_2$方向向上，错误。
【答案】B
【知识点】杠杆支点判断、力的方向分析、重力方向
【点评】本题结合生活中的衣架晾晒毛巾情景，考查杠杆相关的基础知识点，需要将物理知识与实际生活结合，难度适中。
【难度系数】0.6
4.(2026连云港)如图所示，在“探究杠杆平衡条件”实验中，保持杠杆在水平位置平衡，钩码总重力为$G$，弹簧测力计竖直拉动时示数为$F_1$，改变拉动方向后示数为$F_2$，杠杆仍在水平位置平衡。下列关系正确的是（
A.$F_1 ＜ F_2$
B.$F_1 ＞ F_2$
C.$F_1 ＜ G$
D.$F_1 = G$
A
）A.$F_1 ＜ F_2$
B.$F_1 ＞ F_2$
C.$F_1 ＜ G$
D.$F_1 = G$
答案
4. A
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，即$F_1L_1=F_2L_2$）分析。首先确定阻力、阻力臂，再分别分析竖直拉动和斜拉时的动力臂变化，进而比较力的大小：
1. 确定阻力与阻力臂：钩码总重力$G$是阻力，由图可知阻力臂为支点到钩码悬挂点的距离，对应15格；
2. 分析竖直拉时的动力：弹簧测力计竖直拉动时，动力臂为支点到弹簧测力计悬挂点的距离，对应10格，代入杠杆平衡条件可算出$F_1$的大小，判断$F_1$与$G$的关系；
3. 分析斜拉时的动力：弹簧测力计斜拉时，动力臂是支点到斜拉力作用线的垂直距离，此时动力臂会小于竖直拉时的动力臂，结合阻力和阻力臂不变，可判断$F_2$与$F_1$的大小关系。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$进行计算和分析：
1. 确定阻力与阻力臂：钩码总重力为阻力$G$，阻力臂$L_{\mathrm{阻}}=15$（单位：格，下同）；
2. 计算竖直拉时的动力$F_1$：弹簧测力计竖直拉动时，动力臂$L_{\mathrm{动1}}=10$，代入杠杆平衡条件得：$G × 15 = F_1 × 10$，解得$F_1=1.5G$，因此$F_1 ＞ G$，排除选项C、D；
3. 分析斜拉时的动力$F_2$：弹簧测力计斜拉时，动力臂是支点到斜拉力作用线的垂直距离，此时动力臂$L_{\mathrm{动2}} ＜ L_{\mathrm{动1}}=10$，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，动力臂减小则动力增大，因此$F_2 ＞ F_1$，排除选项B。
【答案】
A
【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，核心是理解力臂的定义，明确斜拉时动力臂会变小，进而判断动力的变化，属于探究杠杆平衡条件的基础实验题，需掌握杠杆平衡的核心公式。
【难度系数】
0.5
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，即$F_1L_1=F_2L_2$）分析。首先确定阻力、阻力臂，再分别分析竖直拉动和斜拉时的动力臂变化，进而比较力的大小：
1. 确定阻力与阻力臂：钩码总重力$G$是阻力，由图可知阻力臂为支点到钩码悬挂点的距离，对应15格；
2. 分析竖直拉时的动力：弹簧测力计竖直拉动时，动力臂为支点到弹簧测力计悬挂点的距离，对应10格，代入杠杆平衡条件可算出$F_1$的大小，判断$F_1$与$G$的关系；
3. 分析斜拉时的动力：弹簧测力计斜拉时，动力臂是支点到斜拉力作用线的垂直距离，此时动力臂会小于竖直拉时的动力臂，结合阻力和阻力臂不变，可判断$F_2$与$F_1$的大小关系。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$进行计算和分析：
1. 确定阻力与阻力臂：钩码总重力为阻力$G$，阻力臂$L_{\mathrm{阻}}=15$（单位：格，下同）；
2. 计算竖直拉时的动力$F_1$：弹簧测力计竖直拉动时，动力臂$L_{\mathrm{动1}}=10$，代入杠杆平衡条件得：$G × 15 = F_1 × 10$，解得$F_1=1.5G$，因此$F_1 ＞ G$，排除选项C、D；
3. 分析斜拉时的动力$F_2$：弹簧测力计斜拉时，动力臂是支点到斜拉力作用线的垂直距离，此时动力臂$L_{\mathrm{动2}} ＜ L_{\mathrm{动1}}=10$，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，动力臂减小则动力增大，因此$F_2 ＞ F_1$，排除选项B。
【答案】
A
【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，核心是理解力臂的定义，明确斜拉时动力臂会变小，进而判断动力的变化，属于探究杠杆平衡条件的基础实验题，需掌握杠杆平衡的核心公式。
【难度系数】
0.5
5.如图所示,小华用苹果和橘子玩跷跷板。她将苹果、橘子分别吊在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是 (
A.苹果的重力
B.橘子的重力
C.吊橘子的绳对杆的拉力
D.吊苹果的绳对杆的拉力
D
)A.苹果的重力
B.橘子的重力
C.吊橘子的绳对杆的拉力
D.吊苹果的绳对杆的拉力
答案
5. D
解析
【分析】要解决该问题，需明确：使杠杆转动的力是直接作用在杠杆上的力，而非物体的重力（重力作用在物体上，不直接作用于杠杆）。观察轻杆的转动方向：杆逆时针转动意味着左端下沉、右端上浮，对应左端受到向下的拉力，这个拉力是苹果通过绳子施加给杆的。
【解析】逐一分析选项：
1. 选项A：苹果的重力作用在苹果上，并非直接作用在轻杆（杠杆）上，不是使杆转动的力，排除A；
2. 选项B：橘子的重力作用在橘子上，同样不直接作用于轻杆，排除B；
3. 选项C：吊橘子的绳对杆的拉力作用在杆的右端，方向向下，会使杆右端下沉、左端上浮，让杆顺时针转动，不符合题意，排除C；
4. 选项D：吊苹果的绳对杆的拉力作用在杆的左端，方向向下，会使杆左端下沉、右端上浮，从而让杆逆时针转动，符合题意。
【答案】D
【知识点】杠杆受力分析
【点评】本题考查杠杆受力的基础分析，核心是区分“作用在物体上的重力”和“作用在杠杆上的拉力”，属于杠杆概念的基础应用，难度较低。
【难度系数】0.5
【解析】逐一分析选项：
1. 选项A：苹果的重力作用在苹果上，并非直接作用在轻杆（杠杆）上，不是使杆转动的力，排除A；
2. 选项B：橘子的重力作用在橘子上，同样不直接作用于轻杆，排除B；
3. 选项C：吊橘子的绳对杆的拉力作用在杆的右端，方向向下，会使杆右端下沉、左端上浮，让杆顺时针转动，不符合题意，排除C；
4. 选项D：吊苹果的绳对杆的拉力作用在杆的左端，方向向下，会使杆左端下沉、右端上浮，从而让杆逆时针转动，符合题意。
【答案】D
【知识点】杠杆受力分析
【点评】本题考查杠杆受力的基础分析，核心是区分“作用在物体上的重力”和“作用在杠杆上的拉力”，属于杠杆概念的基础应用，难度较低。
【难度系数】0.5
6.(2026济南历下区模拟)如图所示,一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上,水泥板的长边边长为$b(b＞a)$。用一始终竖直向上的力使其一端缓慢抬离地面(未达到竖直),此过程中,下列说法正确的是 (
A.$F_甲＜F_乙,F_甲$大小不变
B.$F_甲=F_乙,F_甲$一直变大
C.$F_甲=F_乙,F_甲$大小不变
D.$F_甲＞F_乙,F_甲$一直变小
C
)A.$F_甲＜F_乙,F_甲$大小不变
B.$F_甲=F_乙,F_甲$一直变大
C.$F_甲=F_乙,F_甲$大小不变
D.$F_甲＞F_乙,F_甲$一直变小
答案
6. C
解析
【分析】
要解决该问题，需利用杠杆平衡条件分析。均匀长方体水泥板的重力为阻力，作用在几何中心；用竖直向上的力缓慢抬离地面时，水泥板可视为杠杆，支点为板与地面接触的一端。根据杠杆平衡条件，分别分析甲、乙两种情况的动力与阻力臂的关系，判断力的大小及变化规律。
首先，均匀水泥板的重力$G$不变，阻力臂是重心到支点的水平距离，动力臂是竖直向上的力的作用线到支点的水平距离；由于力始终竖直，阻力臂与动力臂的比值在抬离过程中保持不变，因此动力大小不变。再对比甲、乙的情况，无论沿长边还是短边方向抬板，动力臂与阻力臂的比值相同，故$F_甲=F_乙$。
【解析】
将缓慢抬离地面的水泥板视为杠杆，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$分析：
1. 阻力为水泥板的重力$G$，作用在均匀长方体的几何中心，阻力臂为重心到支点（板与地面接触端）的水平距离；动力为竖直向上的力$F$，动力臂为该力的作用线到支点的水平距离。
2. 由于力始终竖直，在抬离过程中，阻力臂与动力臂的比值不变，因此动力$F=\frac{G · L_{阻}}{L_{动}}$的大小不变，即$F_甲$、$F_乙$的大小均不变。
3. 对比甲、乙的情况：甲的短边长度为$a$，乙的长边长度为$b$，但无论沿长边还是短边抬板，动力臂与阻力臂的比值均为$\frac{1}{2}$（重心在板的中心，阻力臂为对应边长的一半，动力臂为对应边长），因此$F_甲=F_乙=\frac{G}{2}$。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、重力、力臂
【点评】
本题结合均匀长方体的抬升问题，考查杠杆平衡条件的应用，关键在于明确竖直力作用下力臂的关系，理解均匀物体重心的位置，从而判断力的大小及变化，属于中等难度的力学题。
【难度系数】
0.5
要解决该问题，需利用杠杆平衡条件分析。均匀长方体水泥板的重力为阻力，作用在几何中心；用竖直向上的力缓慢抬离地面时，水泥板可视为杠杆，支点为板与地面接触的一端。根据杠杆平衡条件，分别分析甲、乙两种情况的动力与阻力臂的关系，判断力的大小及变化规律。
首先，均匀水泥板的重力$G$不变，阻力臂是重心到支点的水平距离，动力臂是竖直向上的力的作用线到支点的水平距离；由于力始终竖直，阻力臂与动力臂的比值在抬离过程中保持不变，因此动力大小不变。再对比甲、乙的情况，无论沿长边还是短边方向抬板，动力臂与阻力臂的比值相同，故$F_甲=F_乙$。
【解析】
将缓慢抬离地面的水泥板视为杠杆，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$分析：
1. 阻力为水泥板的重力$G$，作用在均匀长方体的几何中心，阻力臂为重心到支点（板与地面接触端）的水平距离；动力为竖直向上的力$F$，动力臂为该力的作用线到支点的水平距离。
2. 由于力始终竖直，在抬离过程中，阻力臂与动力臂的比值不变，因此动力$F=\frac{G · L_{阻}}{L_{动}}$的大小不变，即$F_甲$、$F_乙$的大小均不变。
3. 对比甲、乙的情况：甲的短边长度为$a$，乙的长边长度为$b$，但无论沿长边还是短边抬板，动力臂与阻力臂的比值均为$\frac{1}{2}$（重心在板的中心，阻力臂为对应边长的一半，动力臂为对应边长），因此$F_甲=F_乙=\frac{G}{2}$。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、重力、力臂
【点评】
本题结合均匀长方体的抬升问题，考查杠杆平衡条件的应用，关键在于明确竖直力作用下力臂的关系，理解均匀物体重心的位置，从而判断力的大小及变化，属于中等难度的力学题。
【难度系数】
0.5
7. 如图是小溪同学制作的斜拉索大桥模型。她用长30 cm，重5 N的质地均匀分布的木条OA做桥面，立柱GH做桥塔，OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，保持桥面水平，细线对OA的拉力F=
5
N；将细线一端的固定点由B点改至C点，仍保持桥面水平，拉力F变小
（选填“变大”“变小”或“不变”）。答案
7. 5 变小
解析
【分析】
本题需利用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂，即$F_1L_1=F_2L_2$）解题。首先明确杠杆的支点为O，阻力是均匀木条OA的重力，阻力臂为OA长度的一半；动力是细线的拉力F，动力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离。第一问通过几何关系确定动力臂，代入公式计算拉力；第二问分析固定点上移后动力臂的变化，结合阻力和阻力臂不变判断拉力变化。
【解析】
1. 计算初始拉力：
OA为均匀木条，重力$G=5N$，阻力臂$L_{阻}=\frac{OA}{2}=\frac{30cm}{2}=15cm$。
拉力F作用在A点，方向与OA成$30°$，根据几何关系，动力臂$L_{动}=OA×\sin30°=30cm×0.5=15cm$。
由杠杆平衡条件$F× L_{动}=G× L_{阻}$，代入数据得：$F×15cm=5N×15cm$，解得$F=5N$。
2. 分析拉力变化：
固定点改至C点后，OA的重力（阻力）和阻力臂不变；拉力作用线更陡，支点O到拉力作用线的垂直距离（动力臂）变大。根据杠杆平衡条件$F=\frac{G× L_{阻}}{L_{动}}$，$G$和$L_{阻}$不变，$L_{动}$变大，故拉力F变小。
【答案】
5；变小
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂
【点评】
本题结合斜拉索模型考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确确定动力臂和阻力臂，分析力臂变化时需结合几何关系，属于基础的杠杆应用问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需利用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂，即$F_1L_1=F_2L_2$）解题。首先明确杠杆的支点为O，阻力是均匀木条OA的重力，阻力臂为OA长度的一半；动力是细线的拉力F，动力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离。第一问通过几何关系确定动力臂，代入公式计算拉力；第二问分析固定点上移后动力臂的变化，结合阻力和阻力臂不变判断拉力变化。
【解析】
1. 计算初始拉力：
OA为均匀木条，重力$G=5N$，阻力臂$L_{阻}=\frac{OA}{2}=\frac{30cm}{2}=15cm$。
拉力F作用在A点，方向与OA成$30°$，根据几何关系，动力臂$L_{动}=OA×\sin30°=30cm×0.5=15cm$。
由杠杆平衡条件$F× L_{动}=G× L_{阻}$，代入数据得：$F×15cm=5N×15cm$，解得$F=5N$。
2. 分析拉力变化：
固定点改至C点后，OA的重力（阻力）和阻力臂不变；拉力作用线更陡，支点O到拉力作用线的垂直距离（动力臂）变大。根据杠杆平衡条件$F=\frac{G× L_{阻}}{L_{动}}$，$G$和$L_{阻}$不变，$L_{动}$变大，故拉力F变小。
【答案】
5；变小
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂
【点评】
本题结合斜拉索模型考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确确定动力臂和阻力臂，分析力臂变化时需结合几何关系，属于基础的杠杆应用问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
8. 物理学与工程实践 杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具，如图的杆秤可视为杠杆，提纽处为支点O，若不计其自重，当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态，已知$CO=2\ \mathrm{cm}$、$OD=12\ \mathrm{cm}$，秤砣质量为$0.5\ \mathrm{kg}$，则被称物体的质量为
3
kg。答案
8. 3
解析
【分析】首先明确杆秤是杠杆，支点为O，需利用杠杆平衡条件解题。被称物体的重力是阻力，对应力臂为CO；秤砣的重力是动力，对应力臂为OD。根据杠杆平衡公式，约去重力加速度g后，代入已知数据即可求出物体质量。
【解析】根据杠杆平衡条件：$ F_1L_1 = F_2L_2 $，其中$ F_1 $为秤砣的重力，力臂$ L_1 = OD $；$ F_2 $为被称物体的重力，力臂$ L_2 = CO $。
由$ F = mg $，代入公式得：$ m_{\mathrm{砣}}g · OD = m_{\mathrm{物}}g · CO $，两边约去$ g $，整理得：
$ m_{\mathrm{物}} = \frac{m_{\mathrm{砣}} · OD}{CO} $
代入已知数值：$ m_{\mathrm{砣}} = 0.5\ \mathrm{kg} $，$ OD = 12\ \mathrm{cm} $，$ CO = 2\ \mathrm{cm} $，
计算得：$ m_{\mathrm{物}} = \frac{0.5\ \mathrm{kg} × 12\ \mathrm{cm}}{2\ \mathrm{cm}} = 3\ \mathrm{kg} $。
【答案】3
【知识点】杠杆平衡条件、重力与质量的关系
【点评】本题结合生活中的杆秤考查杠杆平衡条件的应用，属于基础应用题，难度较低，关键是找准支点、动力臂和阻力臂，利用公式计算即可。
【难度系数】0.3
【解析】根据杠杆平衡条件：$ F_1L_1 = F_2L_2 $，其中$ F_1 $为秤砣的重力，力臂$ L_1 = OD $；$ F_2 $为被称物体的重力，力臂$ L_2 = CO $。
由$ F = mg $，代入公式得：$ m_{\mathrm{砣}}g · OD = m_{\mathrm{物}}g · CO $，两边约去$ g $，整理得：
$ m_{\mathrm{物}} = \frac{m_{\mathrm{砣}} · OD}{CO} $
代入已知数值：$ m_{\mathrm{砣}} = 0.5\ \mathrm{kg} $，$ OD = 12\ \mathrm{cm} $，$ CO = 2\ \mathrm{cm} $，
计算得：$ m_{\mathrm{物}} = \frac{0.5\ \mathrm{kg} × 12\ \mathrm{cm}}{2\ \mathrm{cm}} = 3\ \mathrm{kg} $。
【答案】3
【知识点】杠杆平衡条件、重力与质量的关系
【点评】本题结合生活中的杆秤考查杠杆平衡条件的应用，属于基础应用题，难度较低，关键是找准支点、动力臂和阻力臂，利用公式计算即可。
【难度系数】0.3
