内容正文:
杠杆题型分析
一、知识梳理
1.识别杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂等
(1)杠杆:一根硬棒在力的作用下能够绕着 转动,这根 就叫做杠杆。
(2)杠杆的五要素
1.支点:杠杆绕着转动的点,用字母 O 表示。
2.动力:使杠杆转动的力(F1),用字母 F1表示。
3.阻力:阻碍杠杆转动的力(F2),用字母 F2表示。(翘翘板禁止四以下玩,这个是6岁到10岁,硬棒要足够结实)(天平的量程不能超过500g)(杠杆永远是受力物体)(动力和阻力永远是施力物体)(动力和阻力的作用应该在哪里,在杠杆上)
4.动力臂:从支点到动力作用线的距离,用字母L1表示。(解决实际问题)(不是从支点到作用点的距离是到作用线的距离)(不够长怎么办,做辅助线)(从头到尾用括号括起来,写上l1)
5.阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用字母L2表示。
【注意】 ①沿力的方向画一条直线,叫力的作用线。②力臂是支点到力的作用线的距离,即垂线段的长度。动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反
2.绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示
作出力臂的步骤:
(1)找出 并用O标出来。
(2)沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出。
(3)从支点作动力、阻力作用线的 。
(4)标出支点到垂足的距离,写上相应的符号(L1或L2),即为该力的力臂。
画出下列F1 F2杠杆的力臂L1 L2
例1 例2 例3
画全下列杠杆的五要素
例4 例5
例9.杠杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2是力F2的力臂,请在图中作出F1的力臂L1和力F2。
例10.如图杠杆F1、F2的作用下处于静止状态,l2是力F2的力臂,请在图中作出F2的力臂l1和力F1。
3.概述杠杆的平衡条件
研究杠杆的平衡条件:
(1)杠杆平衡是指杠杆处于 状态或者 状态。
(2)实验前,应调节杠杆两端的 ,使杠杆在 平衡。这样做的主要目的是 。
(3)结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是 。
4.应用杠杆平衡条件解决简单的问题
力臂关系
平衡时力的关系
优缺点
应用
l1>l2
F1<F2
省力,费距离
撬棒、瓶盖起子等
l1<l2
F1>F2
费力,省距离
镊子、火钳等
l1=l2
F1=F2
不省力,不省距离
天平、定滑轮等
杠杆题型一:杠杆类型判断
例1.如图甲是一种可以单手开启酒瓶盖的开瓶器,其实质是杠杆。观察并分析图乙,下列说法正确的是( )
A.该杠杆的支点是A点 B.该杠杆可以省距离
C.该杠杆可以省力 D.沿F2方向开瓶用力最小
例2指甲刀是生活中常用的小工具,如图所示,它包含三个杠杆,关于这三个杠杆的说法正确的是( )
A.一个省力杠杆,两个费力杠杆 B.一个费力杠杆,两个省力杠杆
C.三个都是省力杠杆 D.三个都是费力杠杆
变式训练1:下列属于省力杠杆的是( )
A.划船时的船桨 B.剪铁皮的剪刀 C.起重机的吊臂 D.端着茶杯的前臂
题型二:杠杆最省力问题
例1.地震中,山石挡住了去路,增援人员要用撬棒撬开山石,分别沿如图所示的四个方向用力,其中最省力的是( )
A.沿F1方向 B.沿F2方向
C.沿F3方向 D.沿F4方向
变式训练1.如图所示是羊角锤的示意图,请画出羊角锤撬铁钉时最小动力F1的示意图。
变式训练2.在一直径是 100cm,质量是 40kg 的均匀圆柱体放在水平地面 上, 靠在 10cm 的台阶边,如图所示, 为使它滚上台阶, 那么在 圆柱体边缘的哪一点, 沿什么方向施力时, 才能使用力最小?在 图上画出此力, 并求出此力的大小。
题型三:不均匀杠杆问题
例1.一根长 2.2m 的粗细不均匀的木料,一端放在地面上,抬起它的粗端要用 680 N 的力;若粗端放在 地上,抬起它的另一端时需要用 420N 的力,求:(1)木料重多少?(2)木料重心的位置。
题型四:杠杆平衡计算结合问题
1.求杠杆力和力臂问题
例1.甲、乙两人用长为 1.2m 的一根扁担抬一袋重 600N 的米,米袋系在扁担距甲端 0.9m 处,(设甲、乙二人肩分别贴近扁担两端),问:甲、乙各用多大的力?(不计扁担重)
2.杆杠+压强+受力分析
例1.建筑工地上,工人利用杠杆提起重物。如图所示,杠杆AOB 在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知OA:OB=3:1,物体的重力为1600N, 若工人的重力为700N。备注:杠杆与绳的自重、转 轴上的摩擦均不计,求:
(1)此杠杆为 ▲ 杠杆。(选填省力、费力或等臂)
(2)物体抬高2米克服重力做的功 ▲ J。
(3)该工人最多能拉起物体的重力 ▲ N。
变式训练.小金将长为0.6m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端A挂一个40N的物体,肩上支点O离后端A为0.2m,他用手压住前端B使木棒保持水平平衡,如图所示。小金的质量为50kg,则此时手压木棒的压力大小为 N,肩对木棒的支持力大小为 N,人对地面的压力大小为 N(g取10N/kg)。
3.杆杠+浮力+受力分析问题
例1.(2022·滨江一模)图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,如图甲所示。图乙是简化模型图。水平轻质杠杆MN的力臂L1=0.5m,距右端L2=0.2m。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A,右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中,此时杠杆平衡。求:
(1)B物体受到的浮力
(2)B物体的密度
(3)在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时,F为多少。
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