内容正文:
(四)力学重难点瓶颈突破专题
专题19 杠杆问题攻略
【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:
考点整合
杠杆
滑轮
轮轴
斜面
应用类型
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
定滑轮
动滑轮
滑轮组
现象图
原理
举例
①瓶盖起子
②道钉扳手
①钓鱼竿;
②镊子
①跷跷板;
②衣服挂架
①电梯;
②起重机
①汽车方向盘;
②螺丝刀
①盘山公路
②滑梯
影响因素
动力臂与阻力臂
【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
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“F1l1=F2l2”;
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F1与身体垂直,求F1的大小;
(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F2与他的身体垂直,且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
【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“=”)。
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。
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______。
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( )