2024宁夏中考物理二轮复习 第13讲 第1节 杠杆(课件)
展开实验 探究杠杆的平衡条件
1. (2022宁夏25题3分)如图所示的机械中,使用时不能省力,但能省距离的是( )
2. (2022宁夏26题3分)如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是( )A. 以A为支点的费力杠杆B. 以A为支点的省力杠杆C. 以B为支点的费力杠杆D. 以B为支点的省力杠杆
3. (2023宁夏5题3分)下列使用杠杆的事例中,省力的是( )
4. (2023宁夏9题5分)如图所示,是自卸车的示意图.车厢部分可视为杠杆.则下列分析正确的是( )A. b点是支点,液压杆施加的力是动力,货物重力是阻力B. b点是支点,物体a放在车厢前部可省力C. c点是支点,物体a放在车厢后部可省力D. c点是支点,物体a放在车厢前部可省力理由:______________________________________________________ _______________________________________________________
车厢绕着点c转动,所以c点为支点;当物体a放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,可省力
5. (2020宁夏32题2分)如图是办公常用的燕尾夹,AB=BC,当用手摁住C点打开该夹子时,可把________点看作支点,此时夹子上的ABC部分可看作________(选填“省力”“费力”或“等臂” )杠杆.
6. (2023宁夏4题3分)校工用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了( )A. 增大阻力臂,省力 B. 减小阻力臂,省力C. 增大动力臂,方便 D. 减小动力臂,方便
(3)由杠杆的平衡条件得G×OB=F×OC地面对双手的支持力F= =400 N
7. (2022宁夏13题6分)如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图,他的质量为56 kg.身体可视为杠杆,O点为支点.A点为重心.(g取10 N/kg)(1) 该同学所受重力是多少?(2) 在图中画出该同学所受重力的示意图,并画出重力的力臂l1.(3)若OB=1.0 m,BC=0.4 m,求地面对双手支持力的大小.
解:(1)该同学所受重力G=mg =56 kg×10 N/kg=560 N
考向1 力臂作图(10年4考)8. (2022宁夏34题2分)如图所示是小李将一根均匀木棒抬起的瞬间.请画出木棒所受重力的示意图及动力F的力臂l.
9. (2021宁夏31题3分)某人采用如图所示站姿锻炼:双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手臂水平,手掌支撑在竖直墙壁上的A点,B点为人体重心所在位置.锻炼时,躯体保持伸直,手臂弯曲、伸直交替进行.(人体可视为杠杆,O点为支点)
(1)在图中画出人所受重力的示意图.(2)画出墙壁对手掌支持力F的力臂.(3)脚尖离墙壁越远,手掌对墙壁的压力就越________(选填“大”或“小”).
10. (2022宁夏16题5分)如图所示是列车上卖食品的手推车.当前轮遇到障碍物时,售货员就会竖直向下压扶手,如图甲所示,此时的支点在后轮C点;当后轮遇到障碍物时,售货员就会竖直向上提扶手,如图乙所示.(1)请分别在图甲和图乙上画出F1、F2对支点的力臂.(2)试说明哪种情况更省力,为什么?
答:后轮遇到障碍物时比较省力;因为后轮遇到障碍物时,向上提扶手,此时B为支点,动力臂较大,所以更省力.
考向2 最小力及其力臂作图(近10年未考)
11. (2021百色)如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳的拉力为F2,O为杠杆的支点.请在杠杆B端画出最小的动力F1并画出其力臂l1,使杠杆在图中位置平衡.
12. (2021抚顺)如图甲所示为搬花神器,用它把花盆抬起时,相当于一个绕O点转动的杠杆.其简化示意图如图乙所示,请在乙图中画出:(1)花盆所受重力的示意图(O′为其重心); (2)杠杆平衡时作用在A点的最小动力F1及其力臂l1.
13. (2023宁夏39题4分)小宁在“探究杠杆的平衡条件”的实验中进行了如下操作:(1)小宁先将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响和______________.
(2)如图甲所示,杠杆调节平衡后,小宁在杠杆的左端A处挂3个相同的钩码,在杠杆右端B处挂2个相同的钩码,杠杆在水平位置平衡.于是小宁得出了杠杆的平衡条件,即F1l1=F2l2.他这样得出结论存在的不足是:_________________________________________.(3)在(2)的基础上,如果小宁将A、B两处的钩码同时去掉1个,那么杠杆在水平位置能否保持平衡?________________.
只做一次实验,实验结论具有偶然性
(4)如图乙所示,小宁去掉了A处挂的钩码,改在C处用弹簧测力计竖直向上拉,当杠杆在水平位置平衡时记下它的示数F;若小宁将弹簧测力计逐渐倾斜,要使杠杆仍在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数与F相比_________(选填“变大”“变小”或“不变”).
(5)(2021宜昌改编)同组的小勇同学将测出的力和力臂的数据记录在下表中:
小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论:动力+动力臂=阻力+阻力臂.小宁说他得出的结论是错误的,小宁判断的依据是_____________________________________________________________.
不同的物理量不能相加
(6)杠杆不处于水平位置能否平衡?同桌小红认为能平衡.于是她每次让杠杆倾斜时静止,做这个实验也得出了杠杆平衡条件,请你对小红的方案进行简单评估:______________________________________________________________________________________________________.
小红的方案在测量力臂时需要计算,不能直接读出力臂,因此该方案在实际操作中不方便
一、定义:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒称作杠杆(如图所示).
【版本导航】人教:八下第十二章P75~P80
二、五要素1、支点:杠杆可以绕其_______的点,如图中______.2、动力:使杠杆转动的力,如图中______.3、阻力:________杠杆转动的力,如图中______.4、动力臂:从支点到____________的距离,如图中_______.5、阻力臂:从支点到____________的距离,如图中_______.
四、杠杆的平衡条件1、杠杆平衡:杠杆在动力和阻力的作用下处于________________状态.2、杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.用F1、F2、l1、l2分别表示动力、阻力、动力臂、阻力臂,杠杆的平衡条件还可写为:______________________.
判断下列说法是否正确,并说明理由.(1)作用在杠杆上的动力和阻力的方向可能相同,也可能相反 ( )理由:_______________________________________________________ _______________________________________________________(2)杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置( )理由:_______________________________________________________ _______________________________________________________
作用在杠杆上的动力和阻力方向可能相同,如:天平平衡时,物体和砝码对秤盘的压力都是竖直向下的
支点指杠杆在转动过程中固定不变的点,不一定在杠杆的中间位置
(3)力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上( )理由:_______________________________________________________(4)杠杆必须是根直棒 ( )理由:_______________________________________________________(5)有些杠杆既省距离又省力 ( )理由:_______________________________________________________
力臂不一定是杠杆的长度,力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
杠杆可以是直的,也可以是弯曲的
没有既省距离又省力的杠杆
(RJ八下P79图12.1-4、P80图12.1-5、P80图12.1-6)
1. 如图所示是生活中常见的一些器具,都用到了杠杆的原理,其中使用时属于省力杠杆的是______.属于费力杠杆的是________.(均选填字母代号)
(RJ八下P80图12.1-8)
2. 如图所示,推走独轮车之前,需先将其撑脚抬离地面,慢慢抬起的过程中,独轮车属于______杠杆,车和砖的总重力为G=1 200 N,工人师傅推车时,人竖直向上的力F=______N.(2020绥化9改编)
(1)找支点:根据定义判断,一般为题目中的O点;(2)画力的作用线:注意力的反向延长线用虚线;(3)作力臂:从支点向力的作用线作垂线(标直角符号),支点到力的作用线的距离就是该力的力臂;(4)标符号:用虚线表示并用大括号标明(或力臂用实线,在两端加箭头表示),并在旁边标上相应的字母,表示动力臂或阻力臂.
类型1 力臂作图例1 (2021常德)请在图中画出力F的力臂.
例2 (2020成都)深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力,克服人体上部的重力G,从而达到锻炼目的(如图甲).图乙是将人体抽象为杠杆的示意图,O为支点,请在图乙中画出G的示意图及其力臂L(A点为人体上部的重心).
第一步:定点(最小力作用点):在杠杆上找距支点最远处的点(题目一般给出该作用点);第二步:连线:连接力作用点和支点,该线段就是力臂;第三步:定向:根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反,确定力的方向.
例3 (2021苏州改编)如图所示在用羊角锤拔钉子时,若O为支点,画出在A点施加的最小力F的示意图.
例4 (2021青海省卷)在图中,画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力F1的作用点和方向,并画出所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂L2.
二、杠杆平衡条件及其应用例5 如图甲所示杠杆处于平衡状态:
(1)若将两侧的钩码减少相同的数量,杠杆的______(选填“左”或“右”)端下沉;若将两侧的钩码增加相同的数量,杠杆的_______(选填“左”或“右”)端下沉.(2)若将两侧的钩码向靠近O点的方向移1格,杠杆的_______(选填“左”或“右”)端下沉.若将两侧的钩码向远离O点的方向移1格,杠杆的_______(选填“左”或“右”)端下沉.
(3)若所挂的钩码每个质量均为50 g,将右侧的钩码改为用弹簧测力计竖直下拉,如图乙中a, 则弹簧测力计的示数为________N;若将弹簧测力计倾斜一个角度下拉,如图中b,则弹簧测力计示数为________N.
(4)(2021益阳)如图丙,装满物品的拉杆式旅行箱总重60 N,其重心在箱体的几何中心,图中AB与BC等长.现将平放在水平地面上的该旅行箱的C端抬离地面,至少用力______N,拉杆越短,所需的力越_______.
例6 轻质杠杆可绕O点在竖直面内自由转动,中点处悬挂一重物G,请回答下列问题.(1)若在杠杆的最右端施加始终垂直于杠杆的动力F,如图甲所示,将杠杆沿逆时针方向缓慢转动90°的过程中,其动力臂的大小变化情况是____________,阻力臂的大小变化情况是____________,动力F的大小变化情况是______________.
(2)若在杠杆的最右端施加始终竖直向上的动力F,如图乙所示,将杠杆沿逆时针方向缓慢转动90°的过程中,其阻力臂的大小变化情况是____________,动力臂的大小变化情况是____________,动力F的大小变化情况是____________.
(3)若在杠杆的最右端施加始终水平向右的动力F,如图丙所示,将杠杆沿逆时针方向缓慢转动,杠杆最终________(选填“能”或“不能”)转动到水平位置;杠杆转动过程中其阻力臂的大小变化情况是________,动力臂的大小变化情况是______,动力F的大小变化情况是________.
1. 杠杆调平:实验前通过调节平衡螺母实现水平平衡,左高向______调,右高向________调.
2. 实验装置:多次改变杠杆两侧钩码的数量及________(或改变钩码与弹簧测力计的位置及钩码的数量),使杠杆始终在水平位置保持平衡.
3. 实验结论:杠杆的平衡条件是___________________________________________________________.4. 实验注意事项:(1)实验过程中不能调节平衡螺母;(2)多次实验的目的是______________.
动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)
例 小明和同学们在探究杠杆的平衡条件实验中所用到的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、质量相同的钩码(50 g)若干个.
(1)杠杆两端的平衡螺母的作用是______________.(2)在挂钩码前,小明发现杠杆左端低右端高(如图1所示),为方便测量力臂,你认为最简单的解决方案是______________________________________________.(3)调整好杠杆后,给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动________的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这是为了便于测量__________.
向右调节平衡螺母,直到杠杆在水平位置平衡
(4)改变钩码数量和位置进行多次实验,并将实验中所得的数据记录在下表中:
根据表格数据可得出杠杆的平衡条件:_____________________________________________________________.
(5)小明在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了________(只有一个正确答案,选填答案序号)①减小摩擦②多次测量取平均值减小误差③使每组数据更准确④获取多组实验数据归纳出物理规律
(6)(2021邵阳改编)如图2所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在C点挂________个相同的钩码;当杠杆平衡后,挂在A处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对________力,将A、C两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一个小格,则杠杆________(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡.
(7)(2020自贡改编)若小明同学面对图1状况,没有将杠杆调水平平衡就直接进行图3实验(弹簧测力计的位置在a处,杠杆单位长度为l,钩码单个重力为G),杠杆此时虽然水平平衡,但可以判断:4G×2l________(选填“大于”“小于”或“等于”)Fa×3l.若在保持杠杆水平平衡的情况下,测力计从a位置旋转到b位置,其示数会________(选填“变大”“变小”或“不变”).
(8)(难点·实验评估)(2021东营)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图4所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为________N.以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1L1总是________(选填“大于”“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是__________________________.
杠杆自重对实验结果有影响
变式:小玲同学在实验时用如图所示方式悬挂钩码,杠杆在水平位置也能平衡(杠杆上每格等距),但老师提醒大家不要用这种方式,原因是__________________________________________________________.
力和力臂的数量过多,不利于计算
(9)(生活实践)(2022安顺改编)杠杆在生活中有很多应用.现欲使如图所示的静止跷跷板发生转动,小女孩乙可以采取的做法是_______________________.
往远离男孩的方向移动
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