【備考2022】2021中考物理真題分類匯編-力和機械-杠桿中最小力問題及杠桿的應(yīng)用（含答案）

這是一份【備考2022】2021中考物理真題分類匯編-力和機械-杠桿中最小力問題及杠桿的應(yīng)用（含答案），共10頁。試卷主要包含了適當移動等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一．選擇題（共7小題）
1．（2021?溫州）停放自行車時，若要從如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力，將后輪略微提起。其中最省力的點是（ ）
A．A點B．B點C．C點D．D點
2．（2021?濰坊）“節(jié)約用水，人人有責”，應(yīng)養(yǎng)成隨手關(guān)閉水龍頭的好習慣。水龍頭手柄可視為如圖所示杠桿，O為支點，F(xiàn)為阻力，分別用力沿a、b、c、d方向關(guān)閉水龍頭，其中用力最小的是（ ）
A．a(chǎn)B．bC．cD．d
3．（2021?濱州）如圖所示，O是杠桿的支點，一重物掛于A點，為使杠桿水平平衡，若需在B點施加一個力并使該力最小，該力應(yīng)沿（ ）
A．BM方向B．BN方向C．BP方向D．BQ方向
4．（2021?湘西州）杠桿在生活中有很多應(yīng)用，如圖甲、乙兩個同學正在玩蹺蹺板，甲同學欲使靜止的蹺蹺板向下，他可采取的有效方法是（ ）
A．向后移動B．向前移動
C．前后移動都行D．請乙后退點
5．（2021?揚州）有關(guān)蠟燭蹺蹺板的小制作，下列說法正確的是（ ）
A．選用越粗的蠟燭效果越好
B．轉(zhuǎn)軸位置離蠟燭重心越遠越好
C．為防止蠟燭擺動過大而翻轉(zhuǎn)，可使轉(zhuǎn)軸位置處于蠟燭重心上方
D．為防止蠟燭擺動過大而翻轉(zhuǎn)，可將蠟燭兩端的下側(cè)面削去一些
6．（2021?達州）如圖所示，AOB為輕質(zhì)杠桿，B端用細線掛一重物G，在A端分別施加作用力F1、F2、F3時，杠桿都能在圖示位置平衡。則下列說法正確的是（ ）
A．F1最小
B．F2最大
C．使用此杠桿、筷子、輪軸等機械一定能省力，但不能省功
D．若作用力為F3，保持F3與OA垂直，使重物勻速上升，F(xiàn)3將逐漸減小
7．（2021?新疆）如圖所示用剪刀將一張紙片緩慢地一刀剪斷的過程中，阻力臂L阻和動力F動的變化情況是（ ）
A．L阻不變，F(xiàn)動變大B．L阻不變，F(xiàn)動不變
C．L阻變大，F(xiàn)動變大D．L阻變大，F(xiàn)動不變
二．填空題（共2小題）
8．（2021?黑龍江）如圖所示，OAB為一可繞O點自由轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿，OA垂直于AB，且OA長度為40cm，AB長度為30cm，在OA中點C處掛一質(zhì)量為1kg的物塊，要求在端點B處施加一個最小的力F，使杠桿在圖示位置平衡，則力F的力臂應(yīng)是 cm，最小的力F是 N。
9．（2021?鐵嶺）如圖是小明用一根木棒撬動水平地面上石頭的情景，為了更省力，小明應(yīng)沿 （填“豎直”或“垂直木棒”）方向向下壓木棒。若想省更多的力，小明可以將作為支點的石塊O向 （填“左”或“右”）適當移動。
三．作圖題（共10小題）
10．（2021?黃岡）如圖所示，O為支點，請在A點作出人用木棒撬動石頭的最小作用力F的示意圖，并標出其力臂l。
11．（2021?鞍山）如圖所示，火車上的售貨員正推著小車售賣貨物。當小車前行遇到障礙物時，需要使小車前輪翹起。請你畫出售貨員施加的最小動力F1、動力臂L1以及阻力臂L2。
12．（2021?常州）請在圖中畫出使杠桿ABC保持平衡的最小動力F1及其力臂L1的示意圖。
13．（2021?百色）如圖所示，輕質(zhì)杠桿的A點掛一個重物G，繩的拉力為F2，O為杠桿的支點。請在杠桿B端畫出最小的動力F1并畫出其力臂L1，使杠桿在圖中位置平衡。
14．（2021?涼山州）用一根鋼棒撬動地面上的一塊大石頭，如圖所示，請你在圖中作出最省力時的動力方向F并標出相應(yīng)支點O的位置。
15．（2021?丹東）如圖，O是輕質(zhì)杠桿的支點，杠桿在圖中所示位置靜止，請畫出阻力F2和所要施加的最小動力F1的示意圖。
16．（2021?遼陽）如圖甲所示為搬花神器，用它把花盆抬起時，相當于一個繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿。其簡化示意圖如圖乙所示，請在乙圖中畫出：
（1）花盆所受重力的示意圖（O′為其重心）；
（2）杠桿平衡時作用在A點的最小動力F1及其力臂L1。
17．（2021?青海）在圖中，畫出杠桿平衡時施加在杠桿上的最小動力F1的作用點和方向，并畫出所掛重物的繩子對杠桿拉力的力臂L2。
18．（2021?山西）中醫(yī)藥文化是中華民族悠久歷史文化的重要組成部分。如圖是用切刀將黃芪切片的示意圖，請你在圖中畫出施加在手柄上A點最小力F的示意圖及其力臂L。
19．（2021?蘇州）圖中利用羊角錘撬釘子，在錘柄上畫出所施加的最小動力F和其力臂l。
參考答案與試題解析
一．選擇題（共7小題）
1．【解答】解：根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)1×L1＝F2×L2，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．若要從如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力，將后輪略微提起，是圍繞前輪與地面的接觸點轉(zhuǎn)動，分別作出在A、B、C、D四點施加豎直向上的力并延長，再支點作出垂線，即力臂，如圖所示：
由圖可知最省力的點是D。
故選：D。
2．【解答】解：在A點施加動力，當動力的方向與支點和力的作用點的連線垂直時，動力臂最大，此時最省力，即沿b方向用動力最小。
故選：B。
3．【解答】解：由圖可知，O為支點，A點掛一重物，阻力方向向下，為使杠桿在水平位置平衡，在B點施加一個力，則動力F與杠桿垂直且方向向上，
要使該力最小，由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情況下，動力臂越長則動力越小；
由圖可知，BM對應(yīng)的動力臂最長，所以該力應(yīng)沿BM方向。
故選：A。
4．【解答】解：甲同學欲使靜止的蹺蹺板向下，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，可以增大甲的壓力或增大甲的壓力的力臂，故他可以向后移動；若乙后退點，則乙的力臂變大，乙的壓力與其力臂的乘積變大，蹺蹺板的右端不會向下，故A正確。
故選：A。
5．【解答】解：
A、制作蠟燭蹺蹺板時，選用較細的蠟燭能減小蠟燭的重力帶來的影響，能使蠟燭在水平位置更加穩(wěn)定，故A錯誤；
B、轉(zhuǎn)軸位置離蠟燭重心越遠，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，此時蠟燭容易發(fā)生翻轉(zhuǎn)，故B錯誤；
C、為防止蠟燭擺動過大而翻轉(zhuǎn)，可使轉(zhuǎn)軸位置處于蠟燭重心上方，蠟燭的重心變低了，穩(wěn)度較高，故C正確；
D、為防止蠟燭擺動過大而翻轉(zhuǎn)，可將蠟燭兩端的上側(cè)面削去一些，這樣能降低蠟燭的重心，增大穩(wěn)度，故D錯誤。
故選：C。
6．【解答】解：AB、由圖可知，在A點用力時，F(xiàn)1的力臂最短，F(xiàn)3的力臂最長，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂一定時，所施加的動力F1最大，F(xiàn)3最小，故AB錯誤；
C、圖中杠桿為省力杠桿，而筷子是費力杠桿，輪軸可以看作是省力杠桿的變形，它們都不能省功，故C錯誤；
D、若作用力為F3，保持F3與OA垂直，則動力臂不變，使重物勻速上升時，阻力G不變，阻力臂逐漸小于OB，即阻力臂變小，杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，F(xiàn)3將逐漸減小，故D正確。
故選：D。
7．【解答】解：剪刀的軸是支點，剪紙時阻力作用在紙和剪刀的接觸點，用剪刀將一張紙片緩慢地一刀剪斷的過程中，阻力F阻不變，動力臂L動不變，阻力臂L阻逐漸變大，由杠桿平衡條件動力×動力臂＝阻力×阻力臂可知，動力F動逐漸變大。
故選：C。
二．填空題（共2小題）
8．【解答】解：在B點施加一個力最小的力，則力臂應(yīng)最大，當OB作為力臂時，動力臂是最大的，動力最?。籓A＝40cm，AB＝30cm，根據(jù)勾股定理可知，OB＝＝50cm；
OC＝20cm；
根據(jù)杠桿的平衡條件可知：G×OC＝F×OB，mg×OC＝F×OB，即：1kg×10N/kg×20cm＝F×50cm，解得：F＝4N。
故答案為：50；4。
9．【解答】解：（1）要使施加在撬棒的動力最小，應(yīng)使動力臂L1最大；當以O(shè)為支點，為了更省力，小明應(yīng)沿垂直木棒方向向下壓木棒，此時動力臂等于木棒的長度，動力臂最大，此時動力較??；
（2）若想省更多的力，杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力一定時，可以減小阻力臂，增大動力臂，所以小明可以將作為支點的石塊O向右適當移動。
故答案為：垂直木棒；右。
三．作圖題（共10小題）
10．【解答】解：根據(jù)杠桿平衡條件“動力×動力臂＝阻力×阻力臂”可知：在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，要使動力最小，則動力臂必須最長，由圖知OA作動力臂最長，O為支點，則動力方向向下，過A點與OA垂直向下作垂線就得到動力F的示意圖，如圖所示：
11．【解答】解：支點O在后輪的著地點，重力為阻力，支點O到重力作用線的距離為阻力臂L2，動力F1的作用點在手握車把的地方，連接支點與動力的作用點為最長的動力臂L1，由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2＝GL2可知，動力臂最長，動力最??；在動力作用點處垂直動力臂斜向下畫出最小動力F1，如圖所示：
12．【解答】解：杠桿ABC的支點在O點，連接OA，若在A端施力F1，當F1的方向與OB垂直時動力臂最大，此時最省力，OA為其力臂L1；
根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡，動力方向斜向下，據(jù)此可畫出最小的動力，如圖所示：
13．【解答】解：由圖可知，力F1作用在B點且垂直于OB時，OB為最長力臂L1，再過B點做動力臂L1的垂線即為最小動力Fl，如圖所示；
14．【解答】解：由圖示可知，當杠桿下端為支點時，OA為動力臂時最長，此時動力最小，力垂直于杠桿向上，支點O與最小作用力F如圖所示：
15．【解答】解：
物體G對杠桿的拉力即為阻力F2，方向豎直向下；
根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力臂越長越省力；連接OA，則OA是最長的動力臂L1；
物體對杠桿的力使杠桿向逆時針方向轉(zhuǎn)動，則動力應(yīng)使其向順時針方向轉(zhuǎn)動（這樣才能使杠桿在此位置平衡），過A點作垂直于OA向上的動力F1，如圖所示：
16．【解答】解：（1）重力方向豎直向下，作用點在重心，如下圖所示：
（2）由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小；圖中支點在O點，因此連接OA作為動力臂L1最長；動力的方向應(yīng)該向下，過點A垂直于OA斜向下作出最小動力F1的示意圖，如圖所示：
。
17．【解答】解：由杠桿平衡條件F1 L1＝F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越??；圖中支點在O點，因此OA作為動力臂最長，由圖知動力的方向應(yīng)該向上，過A點垂直于OA向上做出最小動力F1的示意圖；
繩子對杠桿拉力作用在杠桿上，方向與重力方向相同，從O點向拉力的作用線引垂線段，垂線段的長即為其力臂L2。如下圖所示：
18．【解答】解：由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越??；
圖中支點在O點，要求在A點用力，連接OA，則OA就是最長的動力臂L；由題意可知，要在A點用最小的力F將黃芪切片時，杠桿應(yīng)按順時針轉(zhuǎn)動，則動力應(yīng)垂直于力臂L向下，據(jù)此可畫出最小動力F的示意圖。
如圖所示：
19．【解答】解：由杠桿平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂可知，在阻力與阻力臂一定時，要使動力最小，就需要動力臂最大。在如圖所示的杠桿中，O為支點，釘子對錘頭的力為阻力，所以動力F方向應(yīng)向左，作用在錘柄上端；同時，要使動力臂最大，就要使支點與錘柄上端的連線作為F的力臂，且動力F垂直于該連線，如圖所示：