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（四）力学重难点瓶颈突破专题解析版
专题 19 杠杆问题攻略解析版
【考查重难点剖析】
1、考点定位：
1）简单机械是现代复杂机械制造的基础，而且简单机械本身在实际的生产生活中，就有着及其广
泛的应用，因而在全国各省市中考试题中，出现的频率极高，为中考物理的一个重要命题点，考查
地位比较突出。
2）简单机械问题的考查，一般以作图题、选择题、填空题为主，偶然会综合在材料阅读与实验探
究题之中，题型多而不杂，考生得分不易。
2、考点剖析：
考点
杠杆 滑轮
整合
轮轴 斜面
应用
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 定滑轮 动滑轮 滑轮组
类型
现象
图
原理
①汽车
①瓶盖起 ①跷跷
①钓鱼 方向 ①盘山公
子 板； ①电梯；
举例 竿； 盘； 路
②道钉扳 ②衣服挂 ②起重机
②镊子 ②螺丝 ②滑梯
手 架
刀
影响
动力臂与阻力臂
因素
【突破技巧】
1、在全国各省市中考物理试题中，简单机械以作图题学生丢分比较严重，综合计算题更是考生难
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】点。 其中杠杆问题是简单机械的核心内容，也是考查重点与难点，应作为重点研究。
2、通过对中考试题的分析，关于杠杆问题的考查总体变化不大，以生活现象中的相关应用为载体，
以作图题、实验探究题、计算题为主要手段，有进一步向综合性发展的趋势。
2、难点：
①找不到杠杆的支点，不理解力臂；
②不会确定杠杆的力臂，更不会做最小力；
③不会应用杠杆的原理解决问题；
④不会应用杠杆原理解决实际生活问题。
⑤找不到杠杆上对应的做功位置。
3、难点原因分析：
①不理解杠杆的本质特点，死记硬背知识，是造成不会判断力臂的主要原因；
②知识与现象对应不起来，知识现象两张皮，是应用知识解决实际问题的最大障碍；
③不理解杠杆原理，不理解杠杆的本质，是不会应用的主要原因；
④不理解功的定义本质，是与杠杆对应不起来的主要原因；
4、“难点”突破技巧：
【技巧一】——模拟法
要点：此法用于突破找不到支点，不会判断动力与阻力，找不到力臂的难点。
①将给定的情境用手边的物品进行模拟演示，在操作过程中绕着转动的点即为“支点”。
②依据模拟就可以准确判断出力的类别。使杠杆动起来的力就是动力，阻碍杠杆运动的力就是
阻力。
③根据力臂的定义，作出动力与阻力，从支点向动力与阻力的作用线引垂线，就可以准确找到
动力臂与阻力臂。
【技巧二】——连线法
要点：此法用于突破不会作最小力的杠杆问题难点。
①找到杠杆的“支点”；
②根据题意找到杠杆上距“支点”最远的点；
③将两点直接连线即为“最长力臂”。
【技巧三】——动力法
要点：此法用于判断简单机械的做功位置。
①找到杠杆上动力的位置，即为“总功”的位置；
②找到须做功的“物体”，物体位置所做的功即为“有用功”。
【技巧四】——原理法
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】要点：此法是用突破杠杆问题的最后手段。
①当我们对机械问题的分析遇到障碍时，就写出杠杆原理公式“F l =F l ”；
11 22
②将杠杆原理与机械对应起来，一般问题就迎刃而解了；
5、例析：
例：（2022 北京）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。
图23甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成
如图23乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。
已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图23乙中，地面对手的力F 与身体垂直，求F 的大小；
1 1
（2）图24所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时她的身体姿态与图 23甲相同，
只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F 与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说
2
明F 与F 的大小关系。
2 1
【答案】（1）500N；（2）<
【解析】本题为杠杆问题综合计算类题。（1）在图乙中已经模型化出俯卧撑的杠杆，但没有明确
指出支点，动力及阻力。应用模拟法可以很快确定这些信息——支点为O，动力在B处，阻力即重
力在A处，可作出如下“图1”的杠杆示意图，对应的动力臂为l ，阻力臂为l ——
B A
应用“原理法”，由“Fl =Gl ”入手，对应代入即可求得地面对手的力，即动力为
1B A
（2）用同样的方法可以作出小京手扶栏杆时抽象成的杠杆模型示意图如“图2”，O为支点，重力
的力臂为l ，F 的力臂为保持l 不变。应用“原理法”，有“Fl =Gl ”，比较可得“l <l ”，故，
A′ 2 B 2B A′ A′ A
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】“F<F ”.
2 1
【考场试手】
1、（2022 江西）明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳
动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于 （选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械
效率η 1（选填“＞”“＜”或“＝”）。
【答案】杠杆 ＜
【解析】观察图片，应用“模拟法”分析可知，桔槔绕着固定点运动，有支点、动力、阻力，属于
典型的杠杆；结合所学知识可知，使用机械时，有时可以省力，有时可以省距离，有时可以改变动
力的方向，机械可以为我们带来很多方便，但使用任何机械都不可避免要做额外功，使用如何机械
都不省功，机械效率总小于1。
2、（2022 哈尔滨）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在___________位置平衡最便于测
力臂。如图所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜
想：杠杆平衡可能与力的___________有关。
【答案】水平 大小
【解析】根据力臂的定义，力臂是从支点到力的作用线的距离，距离就是“垂线段”。在探究杠杆
平衡条件实验中，动力与阻力都是钩码重力完成，重力的方向总是竖直向下，只有在杠杆于水平位
置平衡的情况下，杠杆的力臂就可以与杠杆重合，利用杠杆上的刻度可以方便读出力臂。因而第一
空填“水平”；找到题中信息“在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡”，分析可知，力的
大小会影响到杠杆的平衡，因而第二空填“大小”。
3、（2022 吉林）如图所示，工人用150N的拉力，在10s内将重为210N的物体匀速提升了2m。
该过程中，工人拉力做功的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【答案】60 70%
【解析】找到问题，须求工人拉力做功的功率，应用“方向法”，先找到拉力150N，再找到拉力
的方向上移动的距离，发现未知，分析滑轮组可根据物体的高度求得S=nh=2×2m=4m；可求出拉力
所做的功为W =FS=150N×4m=600J；则拉力做功功率为 ；应用“有用
总
法”可以确定滑轮组有用功为W有=Gh=210N×2m=420J，可算的滑轮组机械效率为
。
4、（2022 甘肃）（双选）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重
100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功
B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J
D．该斜面的机械效率为80%
【答案】BD
【解析】结合所学知识可知，斜面是一种省力机械，使用任何机械都不能省功，A错误；找到关键
词“匀速”分析可知，物体处于平衡状态，f=F=50N，B正确；应用“有用法”，有用功为
W =Gh=100N×4m=400J，C错误；斜面所做总功为W =FS=50N×10m=500J，斜面机械效率为
有 总
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】，D正确；故，选BD。
5、 （2022 宁波）“美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步
行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）
受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F 、F ？你的判断
1 2
是（ ）
A. F 可能，F 不可能
1 2
B. F 不可能，F 可能
1 2
C. F 和F 都可能
1 2
D. F 和F 都不可能
1 2
【答案】B
【解析】此题貌似杠杆问题，其实不然，若按照杠杆问题分析就会误入歧途。找到关键词“匀速前
进”“保持倾角不变”，分析可知，行李箱在水平方向运动。由图乙可知，F 的方向是竖直向上的，
1
而重力是竖直向下的，若行李箱受到F 的作用，则两个力的合力是在竖直方向的，在水平方向上所
1
受力的合力为0，行李箱不能沿水平方向运动，因而F 不可能；F 的方向是斜向上的，将其沿水平
1 2
方向和竖直方向分解，竖直方向上的分力与重力平衡，则水平方向上的分力可以让行李箱沿水平方
向移动，所以F 有可能；因而ACD不符合题意，B符合题意；故选B。
2
6、（2022 河南）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力 F拉
动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（ ）
A．该装置使用滑轮是为了更加省力
B．此过程中物块的动能转化为重力势能
C．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】D．若绳子突然断开，物块将立即下滑
【答案】C
【解析】观察图片可知，该装置中的滑轮在物体运动的过程中，位置保持固定不变，属于定滑轮，
定滑轮不能省力，可以改变动力的方向，A错误；找到关键词“匀速”，应用“因素法”分析可知，
物体“质量”不变，“速度”不变，动能不变，因而在物体上升的过程中，重力势能不是由动能转
化而来，B错误；“向上”表明物体相对运动的方向是沿斜面向上，因而所受摩擦力的方向沿斜面
向下，C正确；绳子突然断开，因为物体原来是向上的运动状态，由于惯性，会保持原来的运动状
态不改变，因而物体会先向上减速运动一段，再向下运动，D错误；故，选C。
7、（2021 新疆）如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂L 和动力F
阻 动
的变化情况是( )
A. L 不变，F 变大
阻 动
B. L 不变，F 不变
阻 动
C. L 变大，F 变大
阻 动
D. L 变大，F 不变
阻 动
【答案】C
【解析】利用“模拟法”分析可知，剪刀杠杆在缓慢剪纸的过程中，动力作用点保持不变，动力臂
不变；阻力保持不变，阻力作用点前移，因而阻力臂变大，AB错误；应用“原理法”分析，由
“F l =F l ”得，“l ”与“F ”不变时，“F ”与“l ”成正比，阻力臂变大，因而动力也变大，C
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正确；D错误；故，选C。
8、（2022 苏州）在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；
【答案】
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【解析】本题是求做杠杆的最小力问题，应用“原理法”分析可得，力臂越长越省力，所以要画出
最小的力，关键是确定最长的力臂。应用“连线法”，①找到杠杆的“支点”；②根据题意找到杠
杆上距“支点”最远的点；③将两点直接连线即为“最长力臂”；过距“支点”最远的点作出所连
“最长力臂”的垂线，注意确定并标注好方向，最小力即完成；分析可得，杠杆的阻力即物块的重
力，物块重力的作用线已知，从支点向已知作用线引垂线段，即为阻力臂，做好标注即可。
9、（2022 河南）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向
（选填“左”或“右”）调节；
（2）实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第 1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是第3
次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为 ，②为
；
实验次数 动力F/N 动力臂l / m 阻力F/N 阻力臂l/m
1 1 2 2
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件： ；
（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，
用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了 。在测量拉力F
的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为 （选填
“OA”“OB”或“AB”）。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【答案】（1）右
（2）① 1 ；② 0.15
（3）动力×动力臂=阻力×阻力臂
（4）拉力的方向 OB
【解析】（1）观察杠杆分析图片可知，杠杆的右端上翘，为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母
应向上翘的一端移动，即应将平衡螺母向右端移动；（2应用“原理法”分析表格数据信息可知，
第1、2和3次实验的数据知道，每次动力减小0.5N，由第1、2次的数据知道，每次阻力也是减小
0.5N，因而第3次的阻力应为1N；分析第1、2次的数据信息可知，第3次的阻力臂应是0.15m；
（3）分析实验表格中数据知道，三次实验数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘
积，因而可得杠杆的平衡条件为“动力×动力臂=阻力×阻力臂”；（4）由图知道，用弹簧测力计斜
拉改变了拉力的方向，同时改变了力臂的方向，由此得出的平衡条件更具普遍性；因为力臂是从支
点到力的作用线的距离，由图知道，OB应为拉力的力臂。
10、 （2022 天津）（2022 天津）图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠
杆，若动力F 为200N，动力臂l 为1.2m（图中未画出），阻力臂l 为0.06m，不计道钉撬自身重
1 1 2
力。
（1）在图中画出动力臂l；
1
（2）求道钉对道钉撬的阻力F 的大小。
2
【答案】（1）
（2）4×103N
【解析】（1）应用“模拟法”，依据力臂的定义从支点向动力F 的作用线的垂线段，即为动力F
1 1
对应的动力臂l，如下图所示
1
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（2）应用“原理法”，由杠杆的平衡条件Fl=F l 可得，道钉对道钉撬的阻力F 的大小为：
11 22 2
。
【原创预测】
1. (学科网原创预测)生活中处处有物理，热爱生活的小明，在放学回家时，看见路边有师傅用下
图的“千斤顶”很轻松就将一辆大卡车顶起，使其轮胎离地。他认为图中虚线部分就是一个杠杆，
你对小明的看法持 （选填“赞成”“反对”）态度；若赞成，请作出使该杠杆平衡的最小
动力；若反对，请说明理由。
【答案】赞成
最小动力如下图F：
【解析】本题为质疑类试题，特别应注意的是“发表观点”与“理由阐述”的对应。应用“模拟
法”分析可得，图中虚线部分可以在力的作用下，绕着固定的点（支点O）转动，小明的观点正确，
故第一空填“赞成”；与发表看法对应的是求做杠杆的最小力，应用“原理法”分析可得，力臂越
长越省力，所以要画出最小的力，关键是确定最长的力臂。应用“连线法”，①找到杠杆的“支点
O”；②根据题意找到杠杆上距“支点”最远的点；③将两点直接连线即为“最长力臂”；过距
“支点”最远的点作出所连“最长力臂”的垂线，注意确定并标注好方向，最小力即完成。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】2.(学科网原创预测)星期天小凡应用所学知识组装了如图设备，帮奶奶将30kg的一袋白面，吊上
了二楼平台。他有几个疑惑，请你帮他解惑：
（1）小凡的装置实质上相当于动力臂 杠杆，使用它的好处是 ；
（2）若小凡用力200N，一层楼高按3m算，小凡使用装置的效率多大？（g取10N/kg）
【答案】（1）为阻力臂的2倍 省一半力
（2） 75%
【解析】本题为综合类试题，有分析判断有计算，结合题意应用所学知识对应解答是关键。（1）
观察图片分析可得，小凡使用的是动滑轮，动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂的2倍，可以省一
半力的杠杆。（2）应用“有用法”分析装置，小凡在绳子自由端所做的功为总功，物体位置克服
重力的直接做功为有用功。已知物体质量，可以求得物体所受重力为G=mg=30kg×10N/kg=300N；
二楼的提示高度为h=3m，绳子自由端移动的距离为S=nh=2×3m=6m； 所做有用功为
W有=Gh=300N×3m=900J；小凡做功即总功为W总=FS=200N×6m=1200J；使用该装置做功的机械
效率为 。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】
