2023年中考物理复习----杠杆

杠杆 【知识点讲解】 1．杠杆的五要素 (1)杠杆定义：在力的作用下能绕着 固定点O 转动的硬棒叫做杠杆。 (2)杠杆五要素 ①支点：杠杆绕着转动的点，用字母 O 表示。 ②动力：使杠杆转动的力，用字母 F1 表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母 F2 表示。 ④动力臂：从支点到 动力作用线 的距离，用字母l1表示。 ⑤阻力臂：从支点到 阻力作用线 的距离，用字母l2表示。 2．杠杆的平衡条件 (1)杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力的作用下处于 静止 状态。 (2)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以写成： F1L1=F2L2 。 注意：计算时F1和F2的单位相同，l1和l2的单位相同。 3．杠杆的分类 杠杆分类 力臂的关系 力的关系 特点 实例 省力杠杆 l1 ＞ l2 F1 ＜ F2 省力， 费 距离 羊角锤、起子、撬棒等 费力杠杆 l1 ＜ l2 F1 ＞ F2 费 力，省距离 钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等 等臂杠杆 l1 ＝ l2 F1 ＝ F2 不省力，不费力 天平、定滑轮等 注意：省力杠杆必费距离，费力杠杆必省距离，既省力又省距离的杠杆是不存在的。 杠杆的类型及应用 例1、(咸宁中考)下列工具中，在使用时可以省距离的是( A ) 　 　 　 例2、如图所示，赛艇运动员正在奋力向后划桨。赛艇的船桨，是一种 费力 (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。 画力臂 杠杆力臂作图的步骤： (1)找点：在杠杆的示意图上，确定支点O； (2)画线：根据动力和阻力的方向作动力作用线及阻力作用线(有时候需要用虚线将力的作用线延长)； (3)作垂线段：从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂； (4)标示：力臂用实线在两端加箭头表示，在旁边标上字母． 例1、(黄冈中考)如图所示是建筑工地上工人用独轮车搬运材料的情景。设O1为独轮车支点，F1为动力。请作出动力臂l1和独轮车所受重力的示意图(O2为重心)。 例2、(咸宁中考)过去农村用的舂米工具是一个杠杆，如图所示是它的结构示意图。O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下打击稻谷。请在图中画出动力F1的力臂和石球所受重力G的示意图。 画最小力 杠杆最小力作图技巧 (1)定点：在杠杆上找距支点最远的点作为动力作用点； (2)连线：连接动力作用点与支点，该线段就是最大动力臂； (3)定向：根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向； (4)画力：过动力作用点作该方向上与支点连线的垂线(标垂足)，并标上字母． 例1、(2021黄冈)如图所示，O为支点，请在A点作出人用木棒撬动石头的最小作用力F的示意图，并标出其力臂l。 例2、图中利用羊角锤撬钉子，在锤柄A点处画出所施加的最小动力F和其力臂l。 杠杆平衡条件的应用 例1、(咸宁中考)如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC＝CD＝DB，左端重物G＝12 N。当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕 D (选填“C”或“D”)点翻转，为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力的最小值F1＝ 6 N，最大值F2＝ 24 N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计) 例2、如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是( D ) A. 将a点向左移 B. 将b点向右移 C. 换一个质量较小的秤砣 D. 将a、b点都向左移等长距离 动态平衡 例、如图，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB.(均选填“增大”“不变”或“减小”) (1)如图甲，当力F始终与杠杆垂直时，在转动过程中，阻力的力臂将 增大 ，动力F的力臂将 不变 ，动力F的大小将 增大 ． (2)如图乙，当力F始终竖直向上时，在转动过程中，阻力的力臂将 增大 ，动力F的力臂将 增大 ，动力F的大小将 不变 ． (3)如图丙，当力F始终保持水平时，在转动过程中，阻力的力臂将 增大 ，动力F的力臂将 减小 ，动力F的大小将 增大 ． 实验：探究杠杆的平衡条件 例、如图所示，小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材，探究杠杆的平衡条件． (1)实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态． (2)为了便于测量 力臂 (选填“力”或“力臂”)，应使杠杆在水平位置平衡．为此，应将平衡螺母向 右