内容正文:
专题04 简单机械
杠杆
考法01 杠杆的分类
【基础知识】
1.杠杆的定义
在____的作用下,能绕________转动的________,叫做杠杆。
2.杠杆五要素
杠杆五要素指________、________、________、________、________。
3.杠杆分类
根据省力与否,杠杆可分为________、________、________。
4.杠杆类型的判断
杠杆分类
L1与L2的关系
F1与F2的关系
特点
举例
省力杠杆
L1>L2
F1<F2
省力费距离
动滑轮
费力杠杆
L1<L2
F1>F2
费力省距离
面包夹
等臂杠杆
L1=L2
F1=F2
不省力不费力
定滑轮
【真题解析】
要求考生辨别常见杠杆的类型,常结合滑轮部分综合考察。
(2022年11题)用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为20牛的物体A,滑轮处于静止状态,相当于一个_____杠杆。
(2020年10题)如图所示的开瓶器,是______杠杆(选填“省力”“等臂”或“费力”)
(2017年13题)如图(a)、(b)所示,分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体,图___中的滑轮可以看作省力杠杆
(2015年5题)在图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是( )
【思路小结】判断简单机械属于哪类杠杆,通常有以下方式:根据常见例子;根据力臂大小,动力臂大于阻力臂是省力杠杆,动力臂小于阻力臂是费力杠杆;根据力的大小,动力小于阻力是省力杠杆,动力大于阻力是费力杠杆。
【例题精讲】
有以下几种简单机械:①托盘天平;②瓶盖起子;③火钳;④羊角锤;⑤面包夹;⑥定滑轮;⑦理发剪刀。
其中属于省力杠杆的有________;属于费力杠杆的有________;属于等臂杠杆的有________。
【答案】②④ ③⑤⑦ ①⑥
【解析】我们在使用②瓶盖起子、④羊角锤时都是动力臂大于阻力臂,所以它们都是省力杠杆。我们在使用③火钳、⑤面包夹、⑦理发剪刀时都是动力臂小于阻力臂,所以它们都是费力杠杆。①天平、⑥定滑轮是典型的等臂杠杆。
【举一反三】
1.(2023·上海杨浦区·二模)图所示是自行车刹车手柄结构图,O为刹车把的支点。根据图,可判断刹车把是________杠杆。(选填“省力”“费力”或“等臂”)
考法02 探究杠杆的平衡条件
【基础知识】
1.杠杆平衡的定义
杠杆在动力和阻力的作用下处于________或________________时,我们就说杠杆平衡。
2.探究杠杆的平衡条件实验
在“探究杠杆的平衡条件”实验中,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在______位置平衡,因为___________________________。若弹簧测力计斜拉,则示数会____(变大/变小),因为____________。
3.杠杆平衡的条件
文字表达为________________________,公式表示为________________。
【真题解析】
上海市中考中,该考点常以填空题方式出现,理解实验原理、记忆基础知识是得分的关键,
(2020年23题)在“探究杠杆平衡的条件”实验中,为便于直接从杠杆上读出力臂的数值,应使杠杆在_____位置保持平衡。
(2016年24题)在“探究杠杆平衡的条件”实验中,需记录动力、_____、动力臂、 和阻力臂,为便于直接在杠杆上读出力臂的数值,应使杠杆在_________位置保持平衡。
【思路小结】
理解、熟记在“探究杠杆平衡的条件”实验中各项操作的背后原因。
【例题精讲】
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆______平衡状态(是/不是),为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(左/右)调,其目的是方便直接在杠杆上测量_____________。
(2)杠杆调平衡后,在左侧A位置挂上钩码,且保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变(如乙图),调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在水平位置平衡,记录对应的力F和力臂L1大小,绘制成图像如图丙所示,图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积________(相等/不相等),小明多次实验的目的是_____________________。
(3)在右侧竖直向下拉弹簧测力计,每个钩码的重力为0.5N,丁图中弹簧测力计示数为________;保持测力计在B点不动,改为斜向右下方拉动,则弹簧测力计示数将________(变大/变小/不变)。
(4)使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,弹簧测力计始终保持竖直(不考虑杠杆重心位置的变化),如图戊所示,此过程中,弹簧测力计的示数________(变大/变小/不变)。
【答案】是 左 相等 1.5 变大 不变
【解析】(1)杠杆静止或匀速转动时