力学-第七讲-杠杆-2024年浙江省科学中考一轮复习

力学第七讲--杠杆 一、思维导图 二、知识梳理 考点1：杠杆的基础知识 1.定义:在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒 (可以是弯曲的)叫做杠杆。 注意:杠杆可直可弯但是必须在力的作用下不能变形。 2.杠杆的五要素 (1)支点:杠杆绕着转动的固定点。(用0表示) (2)动力:使杠杆转动的力。(用F1表示) (3)阻力:阻碍杠杆转动的力。(用F2表示) (4)动力臂:从支点到动力作用线的距离。(用L1表示) (5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。(用L2表示) 3.力臂的画法 要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念---力臂是从支点到动力/阻力作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂: (1)在杠杆的示意图上，确定支点O，如图所示。 (2)画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。 (3)从支点0向力的作用线引垂线，要画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母1或h，分别表示动力臂或阻力臂。 可以用简单的顺口溜记住:先找点，后延线，过支点，引垂线。 【能力拓展】 (1)杠杆的形状各异，可以是直的，也可以是弯的，但一定是硬的，不能是软的。 (2)无论是动力还是阻力，杠杆都是受力物体，作用于杠杆的物体都是施力物体。动力和阻力的作用效果是使杠杆向相反方向转动，要明确阻力始终是阻碍杠杆转动的力。 (3)动力和阻力方向：同侧异向，异侧同向（动力和阻力在支点同一侧时，方向大致相反；动力和阻力在支点两侧时，方向大致相反） (4)力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，力的作用线过支点时力臂为零，该力对杠杆的转动不起作用。 (5)力臂是点(支点)到线(力的作用线)的距离而不是点(支点)到点(力的作用点)的距离，力臂不一定在杠杆.上。动力臂和阻力臂之和不一定等于杠杆长 考点2.杠杆的平衡条件 1.定义: 杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡状态实验过程中不可以再调节平衡螺母 2.杠杆平衡条件 公式： 调节杠杆在水平位置平衡,与调节天平平衡的方法一样，杠杆哪端高，就将平衡螺母向哪端调，即左高左调，右高右调。 3.探究杠杆平衡的条件 （1）实验步骤 ①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态 便于测量力臂 支点处于杠杆中央的目的是避免杠杆自重对实验结果产生影响 ②给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力。 ③设右侧钩码对杠杆施加的力为动力 F1，左侧钩码对杠杆施加的力为阻力 F2，测出杠杆平衡时的动力臂L1 和阻力臂 L2。继续重复做 2-3 次实验避免偶然性，使结论更具有普遍性 (2) 结论 当杠杆平衡时，动力x动力臂=阻力x阻力臂，即FxL1=F2xL2 (3）方案改进优点: 可以连续改变力的大小 把钩码换成弹簧测力计 考点3.杠杆的分类 名称 力臂关系 力的关系 特点 应用举例 省力杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等 费力杠杆 L1＜L2 F1＞F2 费力但省距离 钓鱼竿、镊子等 等臂杠杆 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不费力 天平、定滑轮 【能力拓展】 对于生活中常见的简单机械应从平常使用中感受其具体运动的过程，然后结合科学知识进行分析；对于较复杂的杠杆，①在图上找到支点、动力、阻力；②画出动力臂和阻力臂；③利用杠杆平衡原理，比较动力臂和阻力臂大小。若动力臂大于阻力臂，则为省力杠杆，反之则为费力杠杆。 考点4.人体中的杠杆 （1）抬头——等臂杠杆 抬头时，可以在颈部找到杠杆，杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩提供动力，头颅的重量是阻力。这个杠杆几乎是个等臂杠杆。 （2）人的手臂——费力杠杆 肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是动力，手拿的重物的重力是重力，显然我们的前臂是一种费力杠杆。虽然费力，但是可以省距离(少移动距离)，提高工作效率。 （3）走路时的脚——省力杠杆 脚掌前部是支点，人体的重力就是阻力，腿肚肌肉产生的拉力就是动力。这种杠杆可以克服较大的体重。 （4）做俯卧撑--省力杠杆 脚掌前部是支点，人体的重力是阻力，手臂肌肉产生的支持力是动力。 (3)仰卧起坐——费力杠杆 仰卧起坐(腿部不动，用腹肌使整个上身起来):支点是臀部与支持面的接触点，阻力是上半身的重力，动力是腹肌肌肉产生的拉力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 考点5.最小力（最长力臂） 由F1 x L1=F2 x L2知，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，动力臂最长时，动力最小。要求最小动力，应先求最大动力臂。 最小动力的作法: ①