专题8杠杆的静态动态平衡 最小力分析问题 -2024年中考科学【热点·重点·难点】专练（浙江专用）

专题8杠杆的静态动态平衡 最小力分析问题 备考方向 常见题型 简单机械包括杠杆、滑轮、斜面，这些经典简单机械是中考物理的重要考点。在2024年的中考中，这些知识点的命题趋势将会更加注重实践应用和问题解决能力的考察。 杠杆命题，将更倾向于考察学生对杠杆平衡原理的理解和应用。题目可能会设置各种实际场景，要求学生根据杠杆平衡条件，分析出杠杆的平衡状态以及力矩的平衡关系。这需要学生具备较强的分析能力和计算能力。 选择题、填空题、解答题 知识点一、杠杆五要素 杠杆 ①定义：一根硬棒，在力的作用下如果能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。 ②杠杆五要素： 支点O：杠杆绕着转动的点； 动力F1：使杠杆转动的力； 阻力F2：阻碍杠杆转动的力； 动力臂l1：支点到动力作用线的距离； 阻力臂l2：支点到阻力作用线的距离。 知识点二、杠杆的平衡条件 静态平衡 动态平衡 ①杠杆平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上，若杠杆保持静止或匀速转动，则杠杆平衡。 ②平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂即F1L1=F2L2 类型一、动力F1始终垂直杠杆：物体在F1作用下逆时针转动 1. 力臂的动态变化： 2. 力臂的静态对比： 3. 结论：F1始终垂直杠杆时：L1不变，L2变大，由杠杆的平衡条件可得F1=F2×L2/L1，故F1变大。 类型二、动力F1始终水平向右：物体在F1逆时针转动 1. 力臂的动态变化： 2. 力臂的静态对比： 3. 结论：F1始终水平向右时：L1变小，L2变大，由杠杆的平衡条件可得F1=F2×L2/L1，故F1变大。 类型三、动力F1始终竖直向上：物体在F1作用下逆时针转动 1. 臂的动态变化： 2. 力臂的静态对比： 3. 结论：F1始终竖直向上时：L1变大，L2变大，直接代入杠杆平衡条件无法判断，须转化：由△OAC∽△OBD得：OC/OD=OA/OB=L2/L1，代入杠杆平衡条件得：F1=F2×L2/L1=F2×(OA/OB)，故F1不变。 知识点三、杠杆最小力分析 ①杠杆可以是直的，也可以是弯的。 ②动力和阻力使杠杆的转动方向刚好相反。决定杠杆转动的是力和力臂的乘积大小。 ③要使动力最小，必须使动力臂最长（如下两图所示）。 ④实际应用中要分清五要素，在列平衡式求解。 （建议用时：20分钟） 1．（2021•温州）停放自行车时，若要从如图中四点选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 2．（2023•镇海区一模）如图所示的杠杆处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．图示的杠杆未处于平衡状态 B．此时，杠杆上的支点到甲点的距离可以看作动力臂 C．若把杠杆拉至水平静止，则弹簧测力计示数将变大 D．相同条件下，若把弹簧测力计从甲点移到乙点，示数将变大 3．（2022•德清县模拟）如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与固定在地面的力传感器相连，图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像，已知OA的长度为50厘米，OB足够长，AC能承受的最大弹力大小为30牛，下列分析正确的是（　　） A．物体M的质量大小20千克 B．物体M运动的速度为0.025米/秒 C．若要硬棒AC不损坏，物体M从A点开始运动的时间不能超过25秒 D．在硬棒AC承受范围内，硬棒AC对杠杆AB的作用力方向始终竖直向上 4．（2023•南浔区二模）在科普节目《加油，向未来》中有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上，图示位置时，平衡板在空中处于水平平衡。若甲的质量大于乙的质量，平衡板质量分布均匀、绳子下端挂在重心点。接着甲向左、乙向右两人同时沿同一直线缓慢挪动相同距离时，平衡板将会（　　） A．左右摆动 B．仍然平衡 C．右侧下倾 D．左侧下倾 5．（2023•常山县模拟）今年3月，中国山地自行车公开赛在常山“狂飙”开赛，小科也参加了本次比赛。在补给站，他选择了巧克力作为补给，因为它的主要成分是 ，是人体所需能量的主要来源。比赛过程中突遇障碍物，小科赶紧刹车，如图是自行车手闸示意图，当图中手对手闸的作用力F＝10N时，刹车拉线受到力的大小为 N。 6．（2022•嘉善县一模）图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示， （1）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是 处，此时我们选择 点作为支点。 （2）吊装机自重为1000牛，其重力作用线通过A点。现要将质量为200kg的物体吊起，至少加 N的配重。（已知BD＝DE＝EF＝0.5m） 7．（2022•温州模拟）“推枣磨”是古代的一种平衡游戏