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    【同步讲义】苏科版物理九年级上册--第1节 杠杆 讲义
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    苏科版九年级全册1 杠杆优秀练习题

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    这是一份苏科版九年级全册1 杠杆优秀练习题,文件包含同步讲义苏科版物理九年级上册--第1节杠杆讲义原卷版docx、同步讲义苏科版物理九年级上册--第1节杠杆讲义解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共20页, 欢迎下载使用。

    1  杠杆

     

     

    课程标准

    课标解读

    1了解什么是杠杆

    2深知杠杠的五要素

    3了解杠杆的分类

    4. 知晓杠杆的平衡条件。

    1通过阅读和学习了解杠杆的定义和特点

    2掌握杠杆的五要素并运用

    3熟知杠杆的分类及特点,给日常生活带来便利

    4、探索杠杆的平衡条件,熟知其原理。

     

     

    知识点01  杠杆的定义和特点

    杠杆

    (1)定义物理学中,将在力的作用下可绕一固定点转动硬棒称为杠杆

    (2)特点:杠杆无形状限制,可长可短,可粗可细,可圆可方,可直可弯.

    有时是整个物体,有时是物体的一部分。

    (3)成为杠杆的条件:需要是硬棒。

    需要有力的作用。

    能绕一固定点转动。

    缺一不可。

    【即学即练1如图所示,撬动大石块的铁棒,可抽象化为(  )

    A.杠杆 B.滑轮 C.轮轴 D.斜面

    答案 A

    解析 因为铁棒撬石块时,可以绕一固定点转动,所以铁棒可以看成是一个杠杆。

    故选:A

    知识点02  杠杆的五要素及其示意图

    1.五要素

    (1) 定义:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂称为杠杆的五要素。

    (2) 支点:杠杆绕着转动的点,一般用O表示。

    动力:使杠杆转动的力,一般用F1表示.

    阻力:阻碍杠杆转动的力,一般用F2表示.

    动力臂:从支点到动力作用线的距离,一般用l1表示.

    阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,一般用l2表示

    注意动力、阻力的方向不一定相反(跷跷板、钓鱼竿),但它们使杠杆的转动的方向一定相反。

    确定力臂的方法:一定,指确定支点;二画,指沿力的方向画一条直线即力的作用线;三引,指

    由支点向力的作用线引垂线,一般用虚线表示;四标,指从支点到垂足之间线段的长就是力臂,分

    别用L1L2标出。

    力臂有时在杠杆本身上,有时在杠杆之外。如果力的作用线经过支点则力臂为 0 (这种力对杠杆

    转动没有任何影响)

    2. 示意图

    (1)
     

     

     

    【即学即练2如图是一种新型开瓶器,借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖,该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是(  )

    A B 

    C D

    答案 D

    图中的起瓶器在打开瓶盖时,启瓶器会绕着瓶盖的左侧转动,故O点在瓶盖的左侧;

    阻力为瓶口与盖的向下的摩擦力,故阻力F2在瓶盖的右侧,方向向下;

    动力F1会绕着O点转动,故动力的方向斜向右,故D符合题意。

    故选:D

    知识点03  杠杆的分类及其特点

    杠杆的分类和特点

    (1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂,l1>l2。

    费力杠杆:动力臂小于阻力臂,l1l2

    等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,l1=l2

    (2)特点:

    省力杠杆:省力、费距离。

    费力杠杆:费力、省距离

    等臂杠杆:不省力、不费力

    【即学即练3如图所示的工具均属于杠杆,在使用时与其他三个类型不同的是(  )

    A船桨 B独轮车 

    C筷子 D钓鱼竿

    答案 B

    解析 A、船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;

    B、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;

    C、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;

    D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。

    比较可知,只有B是省力杠杆,故在使用时与其他三个类型不同的是B

    故选:B

    知识点04  杠杆的平衡条件

    平衡条件:杠杆平衡是指杠杆处于平衡状态静止(静态平衡)或匀速转动(动态平衡)

    实验结论:杠杆平衡时满足动力×动力臂阻力×阻力臂,用字母表示可写成:F1l1F2l2

    注意杠杆的平衡条件也称为杠杆原理,最早由阿基米德总结出来的.

          F1l1F2l2,则杠杆不能平衡,杠杆将向力与力臂的乘积较大的方向转动.        

    从杠杆的平衡条件可知,力和力臂的大小成反比,即力臂越长,力就越小.

    【即学即练4如图所示是一根字型杠杆,已知上下、左右相邻的悬挂点位间的距离相等,每个钩码重0.5N,此时在已调节水平平衡的杠杆左侧挂上4个钩码,右侧用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆刚好处于水平平衡状态,以下说法正确的是(不计弹簧测力计自重)(  )

    A.以此时弹簧测力计的示数为2N 

    B.将左侧钩码减少1个并向左移一格,弹簧测力计的示数不变 

    C.只将右侧弹簧测力计的悬挂点下移一格,弹簧测力计的示数不变 

    D.只将弹簧测力计按如图所示方向转动30°,弹簧测力计的示数变小

    答案 C

    解析 杠杆在水平位置平衡时,设杠杆上每一小格的长度为L

    A、根据杠杆的平衡条件,0.5N×4×2LF×4L,则F0.5N×4×1N,故A错误;

    B、将左侧钩码减少1个并向左移一格,此时左边的力与力臂的乘积为:0.5N×3×3L4.5N×L1N×4L4N×L,此时右侧的力臂不变,要使杠杆平衡,则弹簧测力计的示数应变大,故B错误;

    C、只将右侧弹簧测力计的悬挂点下移一格,此时右侧的力臂不变,由于左侧的力与力臂的乘积不变,则右侧的力与力臂的乘积不变,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数不变,故C正确;

    D、只将弹簧测力计按如图所示方向转动30°,此时的弹簧测力计的拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数变变大,故D错误。

    故选:C

    考法01  通过生活案例来考察杠杆的类型或特点

    【典例1下列工具在使用时属于费力杠杆的是(  )

    A起子 B剪子 

    C钳子 D镊子

    答案 D

    解析 A、瓶盖起子在使用过程中动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故A不合题意;

    B、图中的剪子在使用过程中动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故B不合题意;

    C、钳子在使用过程中动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故C不合题意;

    D、镊子在使用过程中动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故D符合题意。

    故选:D

    考法02  计算杠杆中的最小力

    【典例2图中,O为轻质杠杆的支点,在B点挂重物,若在杠杆上施加一个拉力使杠杆水平平衡,则图中拟施加的四个力中,符合要求且最小的是(  )

    AF1 BF2 CF3 DF4

    答案 B

    解析 由图可知,O为轻质杠杆的支点,在B点挂重物,若在杠杆上施加一个拉力使杠杆水平平衡,则拉力的方向应向上,故F4不符合要求;

    根据力臂的定义和图示可知,F1F3对应的力臂都小于F2对应的力臂;

    由杠杆平衡条件F1L1F2L2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;因为F2对应的动力臂最长,所以F2最小,即符合要求且最小的力是F2

    故选:B

    考法03  杠杆的平衡分析动态平衡分析

    【典例3如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下增施一始终垂直于木棒的拉力F,让木棒匀速转到图中虚线所示位置,在转动的过程中(  )

    A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变小 

    C.动力F保持不变 D.动力F逐渐增大

    答案 D

    解析 将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,拉力F始终垂直于棒,则动力臂不变,故A错误;

    阻力为杠杆的重力,其大小不变,

    当硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过一定角后,重力的力臂(阻力臂)逐渐变大,故B错误;

    因阻力(即重力)不变,阻力臂变大,动力臂不变,

    所以,由杠杆的平衡条件F1l1F2l2可知,动力F变大,故C错误,D正确。

    故选:D

    题组A  基础过关练

    1. 如图中使用的工具都属于杠杆,其中为了省距离的是(  )

    A镊子 B独轮车 

    C羊角锤 D钢丝钳

    答案 A

    解析 A、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离;

    B、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离;

    C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离;

    D、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离。

    故选:A

    2. 如图所示,杠杆能绕O点转动,不计摩擦、机械自重,在A点挂一重物G,为保持杠杆在水平位置平衡,拉力F1与物重G的大小关系是(  )

    AF1G BF1G CF1G DF1G

    答案 C

    解析 杠杆处于平衡状态,根据杠杆平衡条件可知,F1L1GL,则:F1G

    故选:C

     

     

    题组B  能力提升练

    1. 如图1示,在对汽车的发动机做检修时需要把引擎盖抬起,抬起过程应用了杠杆原理。图2引擎盖的受力分析模拟图:引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置。当引擎盖被缓慢抬起过程中,若力F的方向始终与机盖垂直,此过程中力F将(  )

    A.逐渐变大 B.逐渐变小 

    C.不变 D.先变大后变小

    答案 B

    解析 引擎盖被缓慢抬起过程中,则该过程中,重心A向左上方运动,重力的大小和方向均不变,由力臂的定义可知,重力的力臂会变小;

    由于力F的方向始终与机盖垂直,所以动力臂不变;

    由杠杆平衡条件可得:F×L1G×L2

    F逐渐变小。

    故选:B

    2. 如图是探究杠杆的平衡条件实验装置图,关于此实验说法正确的是(  )

    A如图所示中,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应该向左调节 

    B如图所示中,在A点用力拉杠杆,一定是省力杠杆 

    C如图所示中,若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格,则杠杆左端下沉 

    D如图所示中,当F的大小等于钩码重力一半时,可以使杠杆平衡

    答案 C

    解析 A、如图,杠杆的右端上翘,右端的平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,故A错误;

    B、由图可知杠杆的动力臂为O点到动力F作用线的垂直距离;阻力臂为O点到重力作用线的垂直距离,当F的方向和OA垂直时,动力臂最大,此时最省力;当动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆,故B错误;

    C、杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格,左侧=3G×3L9GL,右侧=2G×4L8GL,左侧大于右侧,杠杆不再平衡,杠杆左端下沉,故C正确;

    D、如图所示中,当F的大小等于钩码重力一半时,F与钩码的重力,力与力臂的乘积产生的效果向同方向转动,杠杆不能平衡,故D错误;

    故选:C

    题组C  培优拔尖练

    1. 如图轻杆(不计杠杆重力),O为支点,物重为30NOAAB12,在竖直向上的拉力作用下始终保持平衡状态。下列说法,正确的是(  )

    A.该杠杆与镊子类型相同 

    B.图甲位置时,拉力大小为15N 

    C.图甲位置时,若仅增加物重,则拉力的变化量与物重的变化量之比为31 

    D.如图乙保持拉力方向不变,将轻杆匀速提到虚线位置,拉力不变

    答案 D

    解析 A、根据图示可知,动力臂大于阻力臂,因此为省力杠杆;而镊子使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,因此它们的类型不同,故A错误;

    B、已知物重为30NOAAB12;由杠杆平衡条件可得:F×OBG×OA

    解得:F10N,故B错误;

    C、图甲位置时,若仅增加物重,则(F+F×OB=(G+G×OA,显然拉力的变化量与物重的变化量之比不等于OAOB的比值,故C错误;

    D、保持拉力方向不变,将轻杆匀速提到虚线位置,其力臂如图所示:

    OB为动力臂,OA为阻力臂,阻力不变为G

    因为OAA∽△OBB,所以OAOBOAOB13

    由杠杆平衡条件可知,F′×OBG×OA

    F10N;由此可知保持拉力方向不变,将轻杆匀速提到虚线位置,拉力不变,故D正确。

    故选:D

    2. 如图所示,密度均匀的细杆AB与轻杆BC用光滑铰链铰在B端,AC两端也用光滑铰链铰于墙上,ABBCBC杆水平,AB杆与竖直方向成37°,此时AB杆与BC杆之间的作用力为F1.若将两杆的位置互换,AB杆与BC杆之间的作用力为F2,则F1F2为(  )

    A35 B53 C45 D54

    答案 A

    解析 1)如右图,以A为支点,AD为动力臂,ADAB×cos37°0.8AB

    AE为阻力臂,AEAB×sin37°0.3AB

    杠杆AB平衡,

    F1×ADG×AE

    即:F1×0.8ABG×0.3AB

    F1G

    2)如右图,BANθ37°,以A为支点,AN为动力臂,ANAB×cos37°0.8AB

    AM为阻力臂,AMAB

    杠杆AB平衡,

    F2×ANG×AM

    即:F2×0.8ABG×0.5AB

    F2G

    F1F2GG35

    故选:A

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