2023年中考物理专题复习：简单机械（杠杆）

2023年中考物理专题复习：简单机械（杠杆） 知识点例题讲解 1、 杠杆的定义及五要素 例题：下列关于杠杆的说法中，错误的是（　　） A. 杠杆可以是直的，也可以是弯的 B. 动力、阻力使杠杆转动方向相反，但他们的方向不一定相反 C. 支点可以在杠杆的端点，也可以在力的作用线之间 D. 杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和 【答案】D 【解析】解：A、杠杆是硬棒，形状可以是直棒，也可以是弯曲的，故A正确； B、动力、阻力是一个使杠杆转动、一个是阻碍杠杆转动；故使杠杆转动方向相反，但他们的方向不一定是相反的，故B正确； C、杠杆绕着转动的点叫支点，支点一定在杠杆上，可以在杠杆上的任何位置，故C正确； D、力臂是从支点到力作用线之间的距离，不是到力作用点之间的距离，所以动力臂与阻力臂之和不一定等于杠杆的长度，故D错误． 2、 力、力臂的画法 例题：按照题目要求作图： （1）在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂l2； （2）在火车上某乘务员需要把如图所示的手推车前轮推上一个小台阶，请画出他施加在把手E处的最小力F和其力臂l。 【答案】（1）解：如图所示： （2）解：如图所示： 【解析】（1）过支点O作力F2的垂线段l2，即为鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂，如下图所示： （2）根据实际情况，把手推车前轮推上一个小台阶，售货员向下按扶把，A为支点，手推车的重力是一定的，阻力臂也是一定的，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，力臂越长越省力，所以要找最小的力，应该首先确定最长的力臂，从E到A点的距离为最长的力臂l，然后过E点做力臂的垂线，即为最小的力，如下图所示： 3、 探究杠杆的平衡条件 例题：在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前出现如图甲所示情况，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向　 　（选填“左”或“右”）调；这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和便于　 　； （2）如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）杠杆平衡时，在杠杆的O点用弹簧测力计额外施加一个斜向上的力，这个力的力臂是　 　cm，这个力在探究实验中　 　（选填“会”或“不会”）影响到杠杆的平衡； （4）实验中改变力和力臂大小得到的数据如上表所示：多次测量的目的是　 　，分析数据可知，杠杆的平衡条件是　 　。 【答案】（1）右；测量力臂（2）变小（3）0；不会（4）为了使得出的结论更具普遍性；F1l1＝F2l2 【解析】（1）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，发现杠杆右端偏高，则重心应向右移动，故应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂。 （2）如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，此时拉力F的力臂变大，根据杠杆的平衡条件，拉力变小，即测力计示数变小。 （3）杠杆在O点还受到一个向上的力，这个力过杠杆的支点，则这个力的力臂是0cm，所以这个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。 （4）多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是为了得出的结论更具有普遍性，由实验数据可知杠杆的平衡条件是F1l1＝F2l2。 4、 杠杆平衡中的变化力问题 例题：如图所示，在一个轻质杠杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持静止，然后向右缓慢转动F至水平方向，这一过程中F变化情况是（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【答案】D 【解析】在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持静止，然后向右缓慢转动F至水平方向，这一过程中F已经动力臂的变化如下图所示： 由上图可知，动力臂先增大，当动力与杠杆垂直时，此时动力臂最大，动力最小，后动力臂逐渐减小，动力逐渐增大。 5、 杠杆平衡中的最小力问题 例题：如图所示，OB为轻质杠杆，OA=60cm，AB=20cm。在杠杆的B端挂一个所受重力为60N的重物，要使杠杆在水平位置上平衡，在A点施加的最小作用力为　 　N，方向　 　。 【答案】80；竖直向上 【解析】由图可知，阻力为重物对杠杆的拉力，使杠杆按顺时针方向转动，故在A点施加的作用力的方向应该使杠杆按逆时针方向转动，故拉力方向向上；要使拉力最小，需拉力的力臂最大，O点到A点的最大力臂为OA，故拉力应垂直与OA，即F的方向竖直向上。 由题可知LOB = LOA +LAB=60cm+ 20cm=80cm 因为杠杆在水平位置上平衡，所以FLOA = GLOB 6、 区分省力杠杆、费力杠杆、等臂