2024年中考物理重难点汇编之杠杆平衡条件的计算（苏科版）

杠杆平衡条件的计算 一、利用杠杆平衡条件计算 1、题型分析 （1）已知F1、F2、L1、L2四个量中的三个计算第四个量，通过将F1l1＝F2l2变形，再直接带入求解即可。 （2）已知F2L2一定，分析F1与L1之间的关系，常常用来计算或画最小力，关键是找到最大动力臂： ①当动力作用点确定后，支点到动力作用点的线段即为最大动力臂； ②动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这点到支点的距离即为最大动力臂。 （3）杠杆原来平衡，改变其中的一个要素，判断杠杆能否平衡或如何平衡操作才能使杠杆平衡：关键看ΔF1L1（动力与动力臂乘积变化量）与ΔF2L2的（阻力与阻力臂乘积变化量）大小问题。（杠杆水平平衡时，杠杆的格数可以看成力臂） ①判断是否再次平衡：ΔF1L1越大，如果是减小，则动力一侧轻（上翘），如果增大，则动力一侧重（下沉）。 ②重新平衡：轻的一侧可以增大力或力臂，重的一侧可以减小力或力臂。 规律：在杠杆两边同时增大或者减小相同的力时，力臂长的一边受到的影响较大；如果两边的力臂同时增大或者减少相同的长度，则重的一端所受的影响较大。 （4）杠杆动态平衡：是指构成杠杆的某些要素（F1、L1、F2、L2）发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态。分析杠杆的动态平衡时，一般是化动为静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。 ①杠杆在某一位置平衡，而力的方向在变：看力臂变化，根据动力×动力臂=阻力×阻力臂，力臂变大力变小，力臂变小力变大。靠近最小力，力变小，远离最小力，力变大； ②杠杆在匀速转动时力的变化：找出转动过程中初始、中间、最终位置，（列出平衡方程），化动为静，具体分析每一个量的变化情况，从而分析力的变化情况。 2、利用杠杆平衡条件计算的步骤： （1）确定杠杆支点的位置； （2）分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图； （3）确定每个力的力臂； （4）根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。 当复杂题目杠杆多次平衡时，要分清每次F1、F2、L1、L2四个量变化或不变的情况，针对每个平衡状态列平衡关系式，从而解决问题。 二、中考题型分析 中考中，探究杠杆平衡条件以实验题为主，主要考查实验过程、实验注意事项，数据分析及实验结论等。利用杠杆平衡条件计算则主要在计算题中出现，也会有选择、填空题，计算难度中等偏难。分值在2分—6分左右。 ★常考知识点一：杠杆的动态平衡分析 典例1.如图所示，在轻质杠杆上吊一重物，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力，使杠杆缓慢地从转至，则在转动过程中，杠杆的动力臂将          ，阻力臂将          ，动力将          变大不变变小 典例2.如图所示，轻质杠杆的中点悬挂一重为的物体，在右端施加一竖直向上的力，杠杆在水平位置平衡，则力的大小是          ；保持的方向不变，将杠杆从位置匀速提升到位置的过程中，力将          选填“变大”“变小”或“不变”。 ★常考知识点二：杠杆的平衡条件 典例3.如图所示，杠杆放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽中，杠杆能以凹槽两端的点或点为支点在竖直平面内转动，长度，左端重物。为使杠杆保持水平位置平衡，拉力的最小值_____，最大值_____。杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计 典例4.如图所示，，重物。要使杠杆平衡，______。此杠杆属于______杠杆选填“省力”、“费力”或“等臂”。若将重物向点移动，要使杠杆仍然保持平衡，则______选填“变大”、“不变”或“变小”。 ★常考知识点三：杠杆的平衡应用 典例5.人做俯卧撑时可以看成一个杠杆，如图所示，为重心，为支点，支撑点为，手臂与地面垂直，则动力臂是________；假如人的质量是，则人所受的重力为________，地面对他双手的支持力是________取 典例6.如图所示，用固定在墙上的三角支架放置空调室外机．如果处螺钉松脱，则支架会绕________点倾翻．已知长，长，室外机的重力为，正好处在中点处，则处螺钉的水平拉力为________支架重力不计为了安全，室外机应尽量________填“靠近”或“远离”墙壁． 跟踪训练 7.如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为，在点竖直悬挂个重均为的钩码，当在点用与水平方向成角的动力拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡．对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是(    ) A. 杠杆的动力臂为 B. 该杠杆为费力杠杆 C. 该杠杆的阻力大小为 D. 动力的大小为 8.如图是探究“杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码的重力为，下列说法正确的是(    ) A. 甲图杠杆处于非平衡状态 B. 乙图在点用弹簧测量计至少要的力才能使杠杆保持平衡 C. 丙图中要使杠杆平衡， D. 杠杆平衡