简单机械和功 第一节 杠杆 同步练习
1. 如图所示工具中，使用时不能省力，但能省距离的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示，下列工具中属于费力杠杆的是
A. 开瓶起子
B. 镊子
C. 钢丝钳 D. 独轮车
3. 如图所示的杠杆，动力F的力臂是( )
A. OD B. OF C. OA D. OC 4. 使用苍蝇拍时，以迅雷不及掩耳之势，轻易拍到苍蝇，如图，这是利用了杠杆的哪个
特点
A. 以手肘为支点的省力杠杆 B. 以手肘为支点的费力杠杆 C. 以手掌为支点的省力杠杆 D. 以手掌为支点的费力杠杆 5. 用力F抬起放在水平地面上的一匀质杠杆AB的B端，F方向始终竖直向上，在抬起过
程中( )
A. F逐渐变大 B. F保持不变 C. F逐渐减小 D. 无法确定 6. 若一根杠杆两端放有两截蜡烛，原来杠杆平衡，如图，过一段时
间后，蜡烛燃烧掉一段，此时杠杆( ) A. 仍保持平衡 B. 向左转动 C. 向右转动 D. 无法判断
7. 园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的
目的是为了
A. 减小阻力臂，省力 B. 增大动力臂，省力
C. 减小动力臂，减小动力移动的距离 D. 增大阻力臂，减小动力移动的距离 8. 下列关于杠杆的说法中，正确的是( )
A. 杠杆必是一个直棒 B. 杠杆一定要有支点 C. 使用杠杆可以省功
D. 作用在杠杆上的动力和阻力一定是反方向的
9. 如图所示，轻质杠杆可绕𝑂(𝑂是杠杆的中点)转动，现在B端挂一重为G的物体，在A端竖直向下施加一作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则( )
A. F一定大于G B. F一定等于G C. F一定小于G D. 以上说法都不正确
10. 如图，工人用撬棒来撬石头，已知𝐴𝐷=𝐵𝐷=0.5𝑚，𝐵𝐶=2𝑚。则最省力的方式是
A. 动力作用在C点，水平向右 B. 动力作用在C点，竖直向上
C. 动力作用在C点，垂直撬棒向上 D. 动力作用在C点，垂直撬棒向下
11. 如图所示是粗细均匀的钢筋AOB，已知𝐴𝑂=𝑂𝐵，在O点用一细线悬挂起来，并使AO段位于水平位置后放手，放手后AO段的位置会______(选填“向上”“向下“或“保持水平”)。请列举一例生活中属于费力杠杆的工具______。
12. 如图是小明钓起一条鱼时的情景，鱼竿由于发生形变具有___________能，为了省力一
些，两手之间的距离应______(选填“大”或“小”)一些． 13. 在(1)定滑轮 (2)动滑轮 (3)门把手 (4)瓶盖起子 (5)钓鱼竿 (6)筷子 (7)天平(8)取砝码的
夹子等简单机械中，属于省力杠杆的有(填序号)______，它们的缺点是______，属于费力杠杆的是(填序号)______，它们的优点是______；属于等臂杠杆的是(填序号)______，它的特点是______。
14. 如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，杠杆长0.2𝑚，在它的中点B处挂一重物G，在
杠杆的A端施加竖直向上的力F使杠杆在水平位置平衡，力F的大小即图中弹簧秤示数。则重物G的重力是______N。
15. 2008年5月12日，四川波川发生8.0级地震。救援队员利用各种器材展开抢险救灾工
作。使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图所示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒的支点是___________点；若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是___________点。
16. 如图所示是建筑工地搬运沙子的独轮车的示意图，车身(不含车轮)和沙子的总重力𝐺=
1200𝑁，要在A点用竖直向上的力抬起独轮车，此力的大小至少为______N。
17. 杠杆的平衡条件是___________________。在我们平常所使用的工具中，理发师用的剪
刀属于_____杠杆，剪断钢筋用的剪刀就是____杠杆．
18.如图所示，轻质杠杆自重可不计，已知𝑂𝐵=2𝑂𝐴，重物𝐺=50𝑁，拉力F的方向与AB的夹角为30°.则该杠杆使用时拉力𝐹=______𝑁.并在图中画出拉力F的力臂。
19.如图所示，在轻质杠杆OB的B端挂一个重为200牛的物体，OA为0.8米，AB为0.4米．若使杠杆能在水平位置保持静止，求：作用在A点最小力F的大小及方向．
20.如图所示，质量不计的光滑木板，AB长1.6𝑚，可绕固定点O转动，离O点0.4𝑚的B端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。然后在O点的正上方放一质量为0.5𝑘𝑔的小球，若小球以20𝑐𝑚/𝑠的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。(绳的重力不计)
21.如图所示，用杠杆将物体A吊起，O点是支点，请画出拉力𝐹1的力臂𝐿1和物体A所受的重力G的示意图。
22.如图所示，用一根硬棒撬起一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若用最小的力撬动石块，请标出此时杠杆的支点O并画出最小动力F及动力臂l．
23.在探究“杠杆的平衡条件”实验中，采用了图甲所示的实验装置：
(1)实验前发现杠杆处于如图甲所示的状态，此时杠杆处于______(“选填“平衡或“非平衡”)态；要想使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______端调节；使杠杆在水平位置平衡的目的是______。 组别 次数 动力𝐹1/𝑁 动力臂𝐿1/𝑐𝑚 阻力𝐹2/𝑁 阻力臂𝐿2/𝑐𝑚 第一组 第二组 第三组 第一次 第二次 第一次 第二次 第一次 1 3 2 0.5 1.5 8 6 5 14 10 1 6 1 1 1 8 3 10 7 15 0.5 第二次 2 6 24 ①如图乙，第一组同学在正确操作过程中，得出的实验数据如上表。第一次数据中动力臂与阻力臂相等，这类杠杆是______杠杆，此类杠杆的应用有______(请举一例)。 ②如图丙，第二组同学在杠杆左侧挂钩码，右侧用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使杠杆重新在水平位置平衡，完成两次实验，记录的数据如表所示；
③如图丁，第三组同学在杠杆右侧挂钩码，并用弹簧测力计在另一位置竖直向上拉杠杆，使杠杆重新在水平位置平衡。当拉力F发生倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将______(选填“变大”“变小”或“不变”)；
(2)三组同学归纳分析数据后得到相同的结论：𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2，通过不同方法得到同样结论，这种做法的优点是______(选填“A”或“B”) A.减小实验误差
B.可以避免偶然性，使得到的规律更具有普遍性
24.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中。
(1)在杠杆上挂钩码前，杠杆静止在甲图中的位置，为使杠杆水平平衡，应将左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节。将杠杆调节水平平衡的目的是避免杠杆自重对实验的影响和便于______。
(2)乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在B处下方减少一个钩码，A处下方钩码数量不变，为使杠杆保持水平平衡，则需将挂在A处的钩码______。
(3)此实验多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是______(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”) (4)如图丁所示，在杠杆上的A点挂四个重均为1N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平平衡，如图所示；测力计的示数是______N；如将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡；则测力计的示数将______。(选填“变大”、“不变”、“变小”)。
1.【答案】C
【解析】【分析】
该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力。联系生活经验，要判断杠杆的类型，可依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系：若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆；若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆。
使用时不能省力但能省距离的是费力杠杆，判断杠杆的类型可根据生活经验或动力臂与阻力臂的大小关系来判断。 【解答】
A.钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，省力但费距离，故A不符合题意；
B.动滑轮实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，它可以省力一半，省力但费距离，故B不符合题意；
C.赛艇的桨在使用时，动力臂小于阻力臂，所以它是费力杠杆，费力但能省距离，故C符合题意；
D.独轮车在使用时，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，省力但费距离，故D不符合题意。 故选C。 2.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查杠杆的分类，解题的关键在于确定动力臂和阻力臂的大小关系。
杠杆的分类：动力臂大于阻力臂的是省力杠杆；动力臂小于阻力臂的是费力杠杆；相等的是等臂杠杆。 【解答】
A.开瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C.钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意； D.独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选B。 3.【答案】D
【解析】【分析】
根据力臂的概念--力臂是指从支点到力的作用线的距离． 此题主要考查力臂的概念，难度不大，基础题目． 【解答】
力臂是指从支点到力的作用线的距离，由图可知，动力F的作用线沿CA方向，则动力F的力臂是线段OC，故D正确，ABC错误。 故选D。 4.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了生活中的物品和物理知识的联系，体现了物理来源于生活，服务于生活的宗旨，平时要养成多观察多思考的习惯，生活中处处有物理，每一件工具和物品都蕴含着丰富的物理知识。
杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①首力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。 【解答】
苍蝇拍在使用过程中，以手肘为支点，阻力臂大于动力臂，故是费力杠杆，但能省距离，故B正确，ACD错误。
故选B。 5.【答案】B
【解析】【解析】
对于杠杆问题，首先分析支点、动力臂、动力、阻力臂、阻力，根据杠杆平衡条件解决杠杆问题是常用的思路。
分析支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂，分析动力臂、阻力臂、阻力的变化情况，根据杠杆平衡条件判断动力的变化。 【解答】 如图所示：
若动力总是竖直向上，因为△𝐴𝐶𝐸∽△𝐴𝐹𝐷，所以𝐴𝐷=𝐴𝐹为定值，即动力臂和阻力臂的比值为定值，因为阻力(木棒重)不变，根据𝐹×𝑂𝐹=𝐺×𝑂𝐸可得：动力F保持不变． 故选B。 6.【答案】B
【解析】解：
(1)由图可知，𝑚𝐴>𝑚𝐵，𝐺=𝑚𝑔，所以𝐺𝐴>𝐺𝐵，开始，杠杆平衡， 由杠杆平衡条件可得：𝐺𝐴𝐿𝐴=𝐺𝐵𝐿𝐵， ∵𝐺𝐴>𝐺𝐵， ∴𝐿𝐴<𝐿𝐵；
(2)蜡烛燃烧速度相同，过一段时间后，蜡烛减少的质量△𝑚相同， 减少的重力△𝐺相同，左边(𝐺𝐴−△𝐺)𝐿𝐴，右边(𝐺𝐵−△𝐺)𝐿𝐵， ∵𝐺𝐴𝐿𝐴=𝐺𝐵𝐿𝐵，
∴(𝐺𝐴−△𝐺)𝐿𝐴−(𝐺𝐵−△𝐺)𝐿𝐵=𝐺𝐴𝐿𝐴−𝐺𝐵𝐿𝐵−△𝐺𝐿𝐴+△𝐺𝐿𝐵=△𝐺𝐿𝐵−△𝐺𝐿𝐴， ∵𝐿𝐴<𝐿𝐵，
∴△𝐺𝐿𝐵−△𝐺𝐿𝐴>0，
(𝐺𝐴−△𝐺)𝐿𝐴−(𝐺𝐵−△𝐺)𝐿𝐵>0，
即：左边力与力臂的乘积大于右边力与力臂的乘积，杠杆不再平衡，左端下沉。 故选：B。
(1)根据杠杆平衡条件先分析出两力臂的大小；
(2)蜡烛燃烧速度相同，经过一段时间后，蜡烛燃烧的质量相同、重力相同，求出蜡烛燃烧后左右两边力与力臂的乘积，然后比较它们的大小，根据左右两边力与力臂乘积的大小，判断杠杆的状态。
本题考查了杠杆平衡条件的应用，有一定难度，根据题意判断出哪边力与力臂的乘积大，是解题的关键。 7.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了杠杆平衡条件的应用，利用杠杆平衡条件分析问题，要抓住不变的量，根据变化的量进行分析解答。
明确杠杆结构，利用杠杆平衡条件𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2，在阻力和动力臂不变时，动力随阻力臂的增大而增大。 【解答】
在同样的情况下，把树枝尽量往剪刀轴O靠近，减小了阻力臂，而阻力和动力臂不变，由
𝐴𝐶𝐴𝐸
𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2 可知，动力会变小，因此更省力；根据省力杠杆的特点可知，越省力，就越费距离，所以在本题中，树枝越往剪刀轴O靠近，则动力移动的距离越长； 故A正确，BCD错误。 故选A。 8.【答案】B
【解析】解：A、杠杆可以是直的，也可以是弯曲的，故A错误； B、杠杆一定有支点，故B正确；
C、使用任何机械都不省功，故C错误。
D、杠杆受两个力的作用而处于平衡状态，这两个力使杠杆转动的方向相反，作用在杠杆上的动力和阻力不一定是反方向的，故D错误。 故选：B。
(1)杠杆可以是直的，弯的，也可以是圆的；
(2)杠杆的五要素：动力，阻力，动力臂，阻力臂和支点； (3)根据功原理回答；
(4)杠杆受两个力的作用而处于平衡状态，这两个力使杠杆转动的方向相反。
熟知并正确理解杠杆的定义和五个要素，功原理，以及杠杆的平衡条件，是我们学习杠杆最基本的要求。 9.【答案】B
【解析】解：O为杠杆的中点，由图知△𝑂𝐴𝐶≌△𝑂𝐵𝐷 所以𝐿1=𝐿2，
根据𝐹1⋅𝐿1=𝐹2⋅𝐿2得，𝐹1=𝐹2，即𝐹=𝐺，故B正确。
故选：B。
根据杠杆平衡条件，只需找到拉力的力臂与重力力臂的关系，即可求得拉力与重力的关系。
本题要考查了杠杆平衡条件的应用，画出各力的力臂是解题的关键。 10.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了学生对杠杆中最小力的问题的掌握情况，解答本题的关键是知道当动力臂最大的时候，有最小动力，本题难度一般。
由杠杆平衡条件𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。所以要判断哪个动力最小，就看哪个动力对应的动力臂最长。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力。 【解答】
由图可知道支点在B点，要使动力最小，力应作用在C点，且力臂要最长，最长力臂为BC，因此力应垂直撬棒向上。故C正确，ABD错误。 故选C。
11.【答案】向下 筷子
【解析】解：由于钢筋粗细均匀，且𝐴𝑂=𝑂𝐵，因此AO、OB段的重力相同，即𝐺𝐴=𝐺𝐵；
由右图知：𝐺𝐴的力臂𝐿𝐴要大于𝐺𝐵的力臂𝐿𝐵，则有：
𝐺𝐴⋅𝐿𝐴>𝐺𝐵⋅𝐿𝐵，因此杠杆沿𝐺𝐴的方向转动，即AO段会向下沉。 生活中属于费力杠杆的工具有：筷子、镊子、理发剪刀等。 故答案为：向下；筷子(合理即可)。
杠杆要平衡需要满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，当两者不相等时，乘积大的一端下沉。结合生活中的应用可举出费力杠杆的实例。
在研究杠杆的转动方向时，只需考虑力和力臂乘积的大小关系；若两边相同，则杠杆平衡，不转动；若两边不同，则杠杆随乘积大的一端转动。 12.【答案】弹性势；大
【解析】【分析】
此题考查势能、杠杆平衡条件的应用，要求学生弄够熟练识记并能灵活应用。 物体发生形变时具有势能；叫做弹性势能；
根据杠杆平衡条件可知在阻力和阻力臂不变的情况下，要想省力，必须增大动力臂。 【解答】
鱼竿由于发生形变具有弹性势能；
在钓鱼时，鱼对杠杆的阻力和阻力臂都不变，由杠杆的平衡条件𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2可推得要使𝐹1减小可增大𝐿1，即增大两手之间的距离。 故答案为：弹性势；大。
13.【答案】(2)(3)(4) 费距离 (5)(6)(8) 省距离 (1)(7) 不省力也不费力
【解析】解：
(1)定滑轮，实质是等臂杠杆，在使用过程中，动力臂等于阻力臂，不省力也不费力，但可以改变动力的方向；
(2)动滑轮，实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离；
(3)门把手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离； (4)瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离； (5)钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但省距离； (6)筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但省距离；
(7)天平，在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，不省力也不费力； (8)取砝码的夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但省距离。 可见，属于省力杠杆的有(2)(3)(4)，它们的缺点是费距离； 属于费力杠杆的是(5)(6)(8)，它们的优点是省距离； 属于等臂杠杆的是(1)(7)，它的特点是不省力也不费力。
故答案为：(2)(3)(4)；费距离；(5)(6)(8)；省距离；(1)(7)；不省力也不费力。
结合生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 14.【答案】6
【解析】解：
由图知，弹簧秤分度值0.2𝑁，作用在A端的力𝐹=3𝑁，
O为杠杆支点，力F的力臂长为OA，重物对杠杆拉力大小等于物体重力，其力臂长为OB， 由杠杆平衡条件有：𝐺⋅𝑂𝐵=𝐹⋅𝑂𝐴，
1
即：𝐺×2𝑂𝐴=3𝑁×𝑂𝐴，
所以𝐺=6𝑁。 故答案为：6。
先读出弹簧秤示数，再根据杠杆的平衡条件计算物体重力。
本题考查了弹簧测力计的读数以及杠杆平衡条件的应用，正确判断出杠杆的各要素是解题的关键。
15.【答案】A；C
【解析】【分析】
杠杆的支点是指杠杆围绕转动的固定点，在杠杆转动时，那个不动的点尤为重要。 在使用杠杆时，主要是要寻找合适的支点，如果支点不同，用力可能就不同。 【解答】
如图所示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒的支点是A点，若救援队员在撬棒DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是C点。 故答案为：A；C。 16.【答案】300
【解析】解：由题意知，阻力的方向向下，抬起独轮车用最小的力，就应该是动力臂最长，动力的方向与水平方向垂直，为竖直向上； 根据杠杆平衡条件得：𝐹×𝐿1=𝐺×𝐿2；
𝐺×𝐿21200𝑁×0.3𝑚
=300𝑁。 则𝐹=𝐿=1.2𝑚
1
故答案为：300。
(1)独轮车的支点在车轮的中心，由图可见，动力臂𝐿1=1.2𝑚，阻力臂𝐿2=0.3𝑚；
(2)动力为抬起独轮车的力F，阻力为独轮车身和泥土的总重G，动力和阻力对杠杆转动起相反的作用；
(3)根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，代入数据，求出动力的大小。
对于利用杠杆平衡条件求解的问题，一般按以下思路：(1)找到杠杆的五个要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂；(2)根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，代入数据进行求解。
17.【答案】 𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2 ；费力；省力
【解析】【分析】
本题考查杠杆的平衡条件和杠杆的分类，难度较小。 (1)杠杆的平衡条件： 𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2；
(2)杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③ 等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 【解答】
(1)杠杆的平衡条件： 𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2；
(2)理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
剪断钢筋用的剪刀，使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 故答案为： 𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2 ；费力；省力。 18.【答案】50
【解析】解：延长拉力作用线F，过支点O做拉力作用线F的垂线，即为拉力F的力臂𝐿.如图所示：
由杠杆平衡条件可得𝐹×𝑂𝐶=𝐺×𝑂𝐴，且𝑂𝐵=2𝑂𝐴，
所以𝐹×𝑠𝑖𝑛30°×𝑂𝐵=𝐺×𝑂𝐴，
1
即𝐹×2×2𝑂𝐴=𝐺×𝑂𝐴，
解得𝐹=𝐺=50𝑁。
故答案为：50；见上图。
过支点O做动力(拉力)作用线的垂线，即为拉力F的力臂。由杠杆平衡条件结合数学知识求解拉力。
本题考查杠杆平衡条件，画杠杆的力臂则要找准支点和力的作用线，并从支点向力的作用线做垂线。
19.【答案】解：阻力和阻力臂不变，在A点施加一个力F，则OA为力臂时最大，动力最小，方向垂直于杠杆竖直向上， 根据杠杆平衡条件𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2得， 𝐹×𝑂𝐴=𝐺×𝑂𝐵， 所以𝐹=
𝐺×𝑂𝐵𝑂𝐴
=
200𝑁×(0.8𝑚+0.4𝑚)
0.8𝑚
=300𝑁．
答：作用在A点最小力F为300N，方向垂直杠杆向上(或竖直向上)．
【解析】(1)杠杆是直棒时，力作用在B点时，力垂直于杠杆时力臂最大，力最小． (2)根据杠杆平衡条件𝐹1𝐿1=𝐹2𝐿2，求出动力．
本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键．
20.【答案】解：做出拉力的力臂，如图所示：
由杠杆平衡条件得：𝐹绳×𝐴𝑂𝑠𝑖𝑛30°=𝐺×𝐵𝑂，
即：8𝑁×2×(1.6𝑚−0.4𝑚)=𝐺×0.4𝑚，解得：𝐺=12𝑁， 球的重力𝐺球=𝑚球𝑔=0.5𝑘𝑔×10𝑁/𝑘𝑔=5𝑁， 当绳子拉力为0时，设球离O点距离为𝐿球， 由杠杆平衡条件得：𝐺球×𝐿球=𝐺×𝐵𝑂， 即：5𝑁×𝐿球=12𝑁×0.4𝑚， 解得：𝐿球=0.96𝑚=96𝑐𝑚，
𝑠
由速度公式：𝑣=可知：
𝑡
1
球的运动时间：𝑡=𝑣=20𝑐𝑚/𝑠=4.8𝑠。
球
𝐿球
96𝑐𝑚
答：小球运动4.8𝑠时绳子拉力为零。
【解析】此题考查了对杠杆平衡条件的应用，掌握二力平衡条件，并正确地确定杠杆所受的力及对应的力臂，求出物体G的重力是解决此题的关键所在。
当球在O点上方时，杠杆在绳的拉力和G的作用下平衡，确定绳的力臂，根据杠杆平衡条件求出G的大小；当绳的拉力为零时，则杠杆在小球和G的作用下恰好保持平衡，根据杠杆的平衡条件求出小球对杠杆力的力臂，由速度公式的变形公式可以求出运动时间。
21.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查重力的示意图及力臂的画法，是一道基础题。
①要画重力的示意图首先要找力的作用点，即重心，从力的作用点起沿重力的方向画一条带箭头的线段，标出字母G，若知道重力的大小在线段的末尾标上力的大小。 ②力臂的画法是：从支点向力的作用线做垂线，并标出力臂。 【解答】
重物的重心在物体的几何重心，重力的方向是竖直向下的，从作用点起沿竖直向下的方向，画一条带箭头的线段，标出字母G；
O点是杠杆的支点，从支点向拉力𝐹1作用线做垂线，即是力臂𝐿1,如图：
。
22.【答案】
【解析】【分析】
支点是杠杆绕着转动的固定点，动力向下作用时，杠杆应绕小石块尖端转动；根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力将越小。
本题考查杠杆平衡条件的应用，在力与力臂乘积一定的情况下，若支点与力的作用点成为力臂，此时的力臂最大，使用杠杆最省力。 【解答】
由图示可知，当以杠杆与地面的接触点为支点时，阻力臂最短，作用在A点的动力臂最大，此时动力最小；动力垂直于杠杆向上，过支点O作最小动力作用线的垂线段，即为其
力臂L，如图所示：。
故答案为：
23.【答案】平衡 右 避免杠杆重力对实验的影响 等臂 天平 变大 B
【解析】解：(1)如图甲所示的杠杆是静止的杠杆，杠杆处于平衡状态；由于杠杆左端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节；使杠杆平衡的目的是避免杠杆重力对实验的影响；
①第一组的数据中有一次动力臂与阻力臂相等，这类杠杆是等臂杠杆，此类杠杆的应用有天平；
③若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂一定，动力F的力臂变短，则动力F变大；
(2)通过不同方法得到同样结论，这种做法的优点是可以避免偶然性，使得到的规律更具有普遍性。故选B。
故答案为：(1)平衡；避免杠杆重力对实验的影响；①等臂；天平；③变大；(2)𝐵。
(1)杠杆平衡是指静止或匀速转动的杠杆；实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，这是为使杠杆所受的重力通过支点，从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响；调节好以后，仍要使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量力臂的长度；杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母(或一端的螺母)要向杠杆上翘的一端调节； ①动力臂与阻力臂相等是等臂杠杆；
③当拉力F倾斜时，分析出力臂的变化结合杠杆的平衡条件判断力的变化； (2)通过不同方法得到同样结论，可以避免偶然性。
此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。
24.【答案】左 测量力臂 向右移动1格 寻找普遍规律 2 变大
【解析】解：(1)调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
(2)设一个钩码重为G，一格的长度为L；
根据杠杆的平衡条件可得：3𝐺×𝑛𝐿=𝐺×3𝐿， 解得：𝑛=1，
由图可知，A处钩码为2个小格，故应该将A处所挂钩码须向右移动1格；
(3)探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是通过实验数据总结实验结论，使实验结论具有普遍性，避免偶然性。 (4)根据杠杆平衡条件，由图可知，4𝑁×4𝐿=𝐹×8𝐿， 得测力计的示数𝐹=2𝑁，
如图将测力计的沿虚线方向拉，拉力的力臂L小于原力臂OB，根据杠杆平衡原理，拉力F会变大。
故答案为：(1)左；测量力臂；(2)向右移动1格；(3)寻找普遍规律；(4)2；变大。
(1)调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
(2)根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂解答；
(3)初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性。
(4)力臂是指支点到力的作用线的垂直距离，根据杠杆平衡条件，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，来确定力的大小；当阻力乘以阻力臂的积不变时，动力的大小会随着动力臂的变小而变大。
本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算。当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小。
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