内容正文:
专题01 杠杆与滑轮
题组猜想
内容
题组一
杠杆的概念与杠杆五要素
题组二
杠杆作图
题组三
杠杆平衡条件及应用
题组四
杠杆的分类
题组五
滑轮与滑轮组
题组六
理想状态下滑轮组的计算
题组七
非理想状态下滑轮组的计算
(
题组一
杠杆的分类与杠杆的五要素
)
支点是杠杆绕固定点转动的点,所以判断支点位置关键是看杠杆绕着哪个点转动。
1.关于支点的位置,下列说法中正确的是( )。
A.支点必须在动力作用点与阻力作用点之间;
B.支点一定在杠杆的某一端;
C.支点一定在杠杆上;
D.支点可以不在杠杆上
2.如图所示,开瓶器开启瓶盖时,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.生活中有很多小妙招,如图甲所示,用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖,模型如图乙,它是以______为支点(选填“A”或“B”)的省力杠杆,手在______(选填“C”或“D”)点向下压时会更省力。
4.在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥装置就是一个例子,如图所示。在拉起吊桥的过程中,吊桥可以看成一个( )。
A.省力杠杆,支点是点 B.省力杠杆,支点是C点
C.费力杠杆,支点是点 D.费力杠杆,支点是C点
5.中国人是使用筷子的专家,如图所示将这支筷子作为杠杆分析.点为支点,食指指头对筷子上的点的压力垂直于筷子是动力,食物对筷子上的点的挤压力垂直于筷子是阻力,动力的力臂是。
A. B. C. D.
(
题组
二
杠杆作图
)
一、力臂作图
画力臂的方法:
(1)找到支点,确定力的作用点和方向;
(2)作出力的作用线;
(3)从支点向力的作用线作垂线段;
(4)标出力臂。
二、最小力作图
找最长动力臂的方法:
根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最长力臂。
(1)如果动力作用点已经给出,则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂;
(2)如果动力作用点没有确定,则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点,支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。
1.如图所示,轻质杠杆的A点挂一个重物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。
2.(2022·重庆A)在图中画出力F的力臂l。
3.如图所示,利用杠杆撬动重物M,O为杠杆支点,为杠杆的动力臂,现杠杆处于水平位置平衡。
(1)作出杠杆动力的示意图;
(2)作出重物M对杠杆压力的示意图。
4.拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图所示。请画出使箱子在图示位置静止时,施加在箱杆顶端点A的最小作用力F的示意图。
(
题组
三
杠杆平衡条件及应用
)
探究杠杆平衡条件:
1.试验前杠杆不平衡应如何调节:调节两端平衡螺母;
2.横梁不在水平位置,左端翘起:平衡螺母左移;
3.杠杆的支点在中间位置目的:为了消除杠杆自重影响;
4.两侧挂上钩码后判断是否平衡:根据平衡条件判断;
5.力或力臂的计算:根据杠杆平衡条件进行计算;
6.让杠杆处于静止状态:方便进行实验。
应用杠杆平衡条件:
(1)根据杠杆平衡条件F₁l₁= F₂l₂可知,若知道了四个量中的三个,则可以计算出第四个量,若知道了两个力的比值与一个力臂,则可以计算出另一个力臂(或);若知道了两个力臂的比值和一个力,则可以计算出另一个力(或)。
(2)应用杠杆平衡条件时需注意的问题
①应用公式计算时,单位要统一,即动力和阻力的单位要统一,动力臂和阻力臂的单位要统一;
②当杠杆平衡且力和力臂的乘积一定时,动力和动力臂的大小成反比,即动力臂越长,越省力。
轨迹法分析杠杆的动态平衡:
分析杠杆的动态平衡问题的核心是分析力臂的变化,可以按照以下步骤进行。
第一步:根据题设条件,作出力的作用点或力的变化轨迹;
第二步:在该运动轨迹上取点,作出相应的力的作用线;
第三步:由支点向力的作用线作垂线段,分析力臂的变化规律;
第四步:结合杠杆的平衡条件分析解答。
1.(2022·四川自贡)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___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)为了便于测量___________(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___________(选填“左”或“右”)调节;
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂___________个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各