内容正文:
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初二物理 第11讲 杠杆
知识点一、杠杆
1.定义:只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看做杠杆。
2.支点:杠杆可以绕其转动的点O。
3.动力:使杠杆转动的力F1。
4.阻力:阻碍杠杆转动的力F2。
知识点诠释:
1.一个物体要能看成杠杆,应具备两个条件:(1)要有力的作用;(2)能绕某固定点转动。两个条件缺一不可。杠杆的形状可以是直的,可以是弯的,可以是圆的,也可以是方的,但必须是坚硬的。
2.复杂的机械是由简单机械组成的。蒸汽机。内燃机。拖拉机、汽车。起重机等许多机器中都包含了各式各样的杠杆。
知识点二、杠杆平衡条件
1.杠杆平衡:当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡。
2.力臂:从支点到力的作用线的距离叫做力臂。
(1)动力臂:从支点O到动力F1的作用线的距离L1叫做动力臂。
(2)阻力臂:从支点O到阻力F2的作用线的距离L2叫做阻力臂。
3.杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或写为:F1L1= F2L2
知识点诠释:
1.这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘积来决定的。
2. 杠杆的力臂
力臂的画法:
(1)明确支点,用O表示;
(2)通过力的作用点沿力的方向画一条直线;
(3)过支点O作该力的作用线的垂线;
(4)用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段,写上相应的字母L1(或L2)。
知识点三、杠杆分类:
杠杆种类
构造
特点
应用举例
优点
缺点
省力杠杆
L1>L2
省力
费距离
钳子、起子
费力杠杆
L1<L2
省距离
费力
钓鱼杆、理发剪刀
等臂杠杆
L1=L2
改变力的方向
天平、翘翘板
注意:没有既省力、又省距离的杠杆。
题型一:力臂的画法
【例1】(2022下·广西柳州·八年级校联考期中)画出使杠杆AB在图示位置静止时,需在A点加一个力F,要使这个力最小,并标明它的力臂。
【变式1】(2023上·上海·八年级上外附中校考期中)如图所示,轻质杠杆的A点挂一个重物,绳的拉力为
,O为杠杆的支点,以最小拉力
使杠杆处于平衡状态。请分别画出
的力臂
和最小拉力
的示意图及力臂
。
【变式2】(2023上·江苏无锡·八年级无锡市天一实验学校校考期中)如图甲所示是一款压饺子皮的工具,使用时压杆可以看作一个杠杆。图乙是简化示意图,图中O为支点,F2是压杆上B点在下压时受到的阻力。请在乙图上画出阻力臂l2、作用在杠杆A点需要施加的最小动力F1。
题型二:杠杆平衡条件公式的运用
【例2】(2023上·上海·八年级上外附中校考期中)如图所示,轻质直杆长
,可绕O点转动,如果在直杆B挂上重为50牛的物体,OB距离为
,为保持杠杆在水平位置平衡,在离O点
处A点施加一个拉力杠杆OA成
的拉力
。问:
(1)
为多大?
(2)如果要用最小的拉力作用在直杆上,使直杆仍保持水平位置平衡,则该最小拉力为多大?
【变式1】(2023上·上海·八年级上外附中校考期中)如图所示,轻质杠杆支点为O,在已调平的杠杆两端分别挂上一些钩码,每一个钩码的质量相等,杠杆恰好在水平位置平衡,如果两边各再增加一个钩码,杠杆将( )
A.仍保持平衡并静止
B.不平衡,向顺时针方向转动
C.不平衡,向逆时针方向转动
D.仍保持平衡,改做匀速转动
【变式2】(2021下·山东临沂·八年级统考期末)如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,这是一个 杠杆。他的体重为550N,地面对手的支持力F的大小为 N。
题型三:杠杆的动态平衡
【例3】(2024·上海·八年级校联考假期作业)如图所示,作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢匀速地由位置A拉至位置B,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力F的力臂不变,拉力F变大
B.拉力F先变小后变大
C.阻力和阻力臂乘积不变
D.这个杠杆将越来越省力
【变式1】(2023上·上海·八年级上外附中校考期中)如图所示,木杆在水平力F作用下偏离竖直方向
角而处于平衡状态,现保持
角不变而使力F的方向由水平向右逐渐变为竖直向上而杆始终处于静止状态,则在此过程中,力F的大小变化情况是( )
A.一直变大 B.一直变小
C.先变小,后变大
D.先变大,后变小
【变式2】(2022下·陕西宝鸡·八年级统考期末)如图所示,一轻质杠杆下悬挂一重物,在杠杆的中点施加一始终垂直于杠杆的力,使杠杆由竖直位置缓慢拉至水平位置,在此过程中,F的大小变化是( )
A.一直变大 B.一直变小
C