第01讲 杠杆-九年级物理上册知识点讲解及课后练习(江苏专用)

第01讲 杠杆 适用学科 物理 适用年级 九年级 适用区域 江苏 本讲时长 2小时 知识点 及学习目标 1知道什么是杠杆及杠杆五要素，会画杠杆的力臂； 2理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费力杠杆; 埃及金字塔是世界七大奇迹之一。其中法老胡夫的陵墓最大，建于公元前二十七世纪，高146.5米，相当于40层高的摩天大厦，由230万块重约2.5吨的大石块叠成，最大的一块重约 16 吨！全部工程历时30余年。 杠杆的定义：在 的作用下可绕一 转动的硬棒； 杠杆可以是直的，也可以是 的，但它一定是 ，即不能变形的棒； 杠杆五要素： 支点：杠杆绕着转动的点; 力臂：从 到 的距离； 动力： 杠杆转动的力； 动力臂：从 到 的距离； 阻力： 杠杆转动的力； 阻力臂：从 到 的距离； 杠杆平衡条件： ，用字母表示可写成 ，又称 。 杠杆的分类： 杠杆平衡时最小动力的画法：先寻找最大动力臂。作最小动力 ①当动力作用点确定后，连接支点到动力作用点距离即为最大动力臂。 ②当动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，如图所示。先找到离支点最远的点A，则OA为最大动力臂，最小力F垂直OA。 实验：理想模型法探究杠杆的平衡条件 实验前要调节杠杆平衡螺母使其在水平位置上平衡，目的是使杠杆重心落在支点上，从而①消除杠杆的重力对平衡的影响（使杠杆重力的力臂为0）；也②便于测量力臂的大小，利于探究。这种消除重力对平衡影响的杠杆，实质上是一个理想模型。实验常考点：一组实验数据太少，具有偶然性，要多次实验，③寻找普遍规律。 考点一 杠杆的概念及力臂 例1 下列关于杠杆的说法中正确的是 （　　） A．杠杆的力臂一定在杠杆上 B．支点到阻力作用线的距离就是阻力臂 C．支点到动力作用点的距离就是动力臂 D．力臂的长度不可能为零 变式1 关于力臂，下列说法不准确的是 （ ） A 力臂一定在杠杆上 B 支点到动力的作用线的距离叫动力臂 C 支点到阻力的作用线的距离叫阻力臂 D力的作用线通过支点，这个力的力臂为零 考点二 杠杆的识别 例2 开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。图中能正确表示它工作示意图的是 (　 　) 变式1 右图是用撬棒撬石头的情景,图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是 (　 　) 考点三 力臂的作法 例3 如图所示，轻质杠杆的支点在O点，在杠杆A点用力F1竖直向上拉。请画出拉力F1的力臂和作用在杠杆上阻力F2的示意图。 变式1 画出杠杆AB 在如图所示位置静止时所用最小力的作用点和方向 考点四 杠杆的平衡条件 例4 如图所示,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1,使杠杆仍在水平位置保持平衡,下列关系中正确的是 (　 　) A.F1<F2　    B.F1>F2　    C.F2<G　    D.F1=G 变式1 下列工具属于省力杠杆的是 (　 　) 变式2 如图所示,小华正在做俯卧撑,可以将他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为他的重心,相关长度已在图中标明。已知他的质量m=60 kg,g=10 N/kg。 (1)求小华受到的重力G; (2)求图示时刻地面对双手支持力F的力臂l1,并在图中画出此力臂; (3)求图示时刻地面对双手的支持力F。 考点五 探究杠杆的平衡条件实验 例5 在“探究杠杆的平衡条件”实验中: (1)图甲中,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向　　    侧调节。 (2)图乙中,杠杆恰好处于水平平衡状态,若在A处下方再挂一个钩码,则B处所挂钩码须向右移动　　    格,可使杠杆在水平位置再次平衡。 (3)杠杆处于图甲所示位置时,小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验,小明认为这样操作会对实验产生以下影响: ①杠杆自身重力可能会对实验产生影响 ②可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误 ③无法得出杠杆平衡条件 你认为正确的是　　    。 A.①②　　    B.①③　　    C.②③ 变式1 在探究杠杆平衡条件的实验中: (1)如图a所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向　　　    调节，使杠杆水平平衡的目的是　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 。 (2)如图b所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向　　 　    。  (3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是    　　 　　　    。 (4)甲同学测出一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是    　　　　　 　　 　　    。 变式2 利用杠杆开展相关实验探究: (1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,如图甲所示。则应将平衡螺母向    　    (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;   (2)如图乙所示,在A点挂3个重力均为0.5 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为　　　    N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,弹簧测力计的示数会　　　    (选填“偏大”、“偏小”或“不变”); (3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示。此过程中,弹簧测力计拉力的力臂　　　    (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),拉力的大小　　　    。 一、单选题 1．如图所示的四种工具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是(　　) A．核桃夹子 B．筷子 C．撬棒 D．羊角锤 2．关于杠杆，下列说法中正确的是 ( ) A．从支点到力的作用点的距离称为力臂 B．作用在杠杆上的动力和阻力，方向有可能是相同的 C．支点总是处在动力作用点和阻力作用点之间的某一位置 D．人们在生产劳动中使用杠杆的目的都是为了省力 3．下列工具中，属于费力杠杆的是 A．起子 B．镊子 C．钢丝钳 D．托盘天平 4．如图，司机通过操作液压系统卸货（假设货物质量分布均匀），此时车厢部分可以看作杠杆，关于该杠杆下列分析正确的是（　　） A．A点是支点，且为省力杠杆 B．A点是支点，且为费力杠杆 C．B点是支点，且为省力杠杆 D．B点是支点，且为费力杠杆 5．小华在做探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图所示，他这样做的最终目的是 A．便于直接读出拉力的大小 B．便于正确认识力臂 C．便于提供不同方向的拉力 D．便于测量力臂的大小 6．如图所示，一轻质杠杆OA在力FA、FB的作用下保持水平平衡，O为杠杆的支点，则下列关系式中正确的是（　　） A．FA•OA=FB•OB B．FA•OA＜FB•OB C．FA•OB=FB•OB D．FA•OA＞FB•OB 7．晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是 A． B． C． D． 8．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ） A．F不变，杠杆是省力杠杆 B．F变大，杠杆是省力杠杆 C．F不变，杠杆是费力杠杆 D．F变大，杠杆是费力杠杆 9．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（ ） A．不变 B．变小 C．变大 D．先变大后变小 10．今年2月，我国台湾省发生地震，一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜，为阻止水塔继续倾斜，救援队借助山石用钢缆拉住水塔．下列方案中，钢缆对水塔拉力最小的是 A． B． C． D． 11．下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是 A．起子 B．核桃夹 C．钳子 D．食品夹 二、填空题 12．如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把______点看作支点，此时夹子可近似看作________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）． 13．如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板内某轴转动．根据你的生活经验，你认为_______（填“甲”或“乙”）较易损坏，这是因为按动这种开关的_______较小，按动需要的力较大． 14．如图甲所示，轻杆OAB可绕支点O自由转动，B处挂有重物，小明在A处用竖直向上的拉力提住轻杆，OA：AB=1：1，轻杆在水平位置保持平衡。 (1)此杠杆为___________(省力/等臂/费力)杠杆； (2)若增加物重，轻杆仍在水平位置保持平衡，则拉力的变化量△F与物重的变化量△G之比为△F：△G=__________； (3)若改变拉力方向，如图乙所示，则拉力将_______(变小/不变/变大)。 15．如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个_____（填“省力”或“费力”）杠杆，若箱和物品共重100N，设此时动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力F为_____N． 16．如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机．如果A处螺钉松脱，则支架会绕________点倾翻．已知AB长40cm，AC长30cm，室外机的重力为300N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为______N（支架重力不计）．为了安全，室外机应尽量______（填“靠近”或 “远离”）墙壁． 17．如图所示的杠杆(自重和摩擦不计)，O是支点，A处挂一重为50N的物体，为保证杠杆在水平位置平衡，在中点B处沿_____(选填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加的力最小，为_____N，此时它是_____杠杆． 三、作图题 18．在图中作出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图. 19．如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图． （___________） 20．如图所示，画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F的示意图和对应的力臂． （________） 21．如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）． 22．如图所示，是一个电热水壶的简易图，在图中画出它所受重力的示意图（B为重心）；用力作用在壶盖上A点时，可将壶盖打开，请在A点画出所需最小力F的示意图（O为支点）。 （_______） 23．如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，l2是力F2的力臂，请在图中画出力Ｆ的力臂l1和力F2。 24．如图所示，要想用一个最小的力推着圆柱体油桶越过台阶，请在图中画出此力的示意图. （____） 四、计算题 25．如图所示，将正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，OA长度为30cm，OB长度为1m，在B点施加力F1=30N时，杠杆在水平位置平衡，撤去F1，在B点施加力F2时，杠杆也能在水平位置平衡。求： (1)合金块重力G； (2)F2的大小。 五、实验题 26．在探究杠杆平衡条件的实验中。 (1)小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_____调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是__________________________________； (2)如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码____________个； (3)如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______________（变大／变小／不变）。 第01讲 杠杆 适用学科 物理 适用年级 九年级 完成情况 完成评分 一．选择题（共10小题） 1．（2020春•广饶县期末）下列四幅图中所给出的杠杆，从能否省力的角度，与其他三个不同的是（　　） A．用羊角锤起钉子 B．用撬棒撬物体 C．用起子起瓶盖 D．用钓鱼竿钓鱼 2．（2020春•锦州期末）在日常生活中有很多杠杆，下列杠杆属于省力杠杆的是（　　） A．夹砝码的镊子 B．赛艇的桨 C．修剪树枝的剪刀 D．天平 3．（2020春•昌平区期末）如图所示的用具中，使用时属于费力杠杆的是（　　） A．核桃夹 B．瓶盖起子 C．钳子 D．筷子 4．（2020春•市中区期末）如图所示，一根杠杆，支点在中点位置，两边加上钩码后，恰好水平平衡。下列情况下还能保持平衡的是（　　） A．左右两边钩码各减少一个 B．左右两边钩码各减少一半 C．左右两边钩码各向外移动1格 D．左边钩码组加上一个，并向右移动一格 5．（2020•商南县模拟）如图所示，是建筑工地吊车的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动：伸缩撑杆为圆弧；伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，下列关于这个吊车的有关说法正确的是（　　） A．使用这种吊车，好处是可以少做功 B．吊臂是一个省力杠杆 C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小 D．匀速项起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力的力臂逐渐减小 6．（2020春•昌图县期末）下列各种工具，使用中属于省力杠杆的是（　　） A．船桨 B．钓鱼竿 C．镊子 D．撬棍 7．（2020春•昌乐县期末）如图所示几种杠杆中，在使用时能省距离的杠杆是（　　） A． B． C． D． 8．（2020春•浦东新区期末）关于支点的位置，下列说法中正确的是（　　） A．支点必须在动力作用点与阻力作用点之间 B．支点一定在杠杆的某一端 C．支点一定在杠杆上 D．以上说法都不正确 9．（2020春•海淀区校级期末）雨眠同学在探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离也相等。将杠杆调节在水平位置平衡后，如图所示，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码。为使杠杆保持在此位置平衡，可以在B点悬挂的钩码个数为（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 10．（2020•淄博一模）质量相同的铜块和铝块分别挂在杠杆A、B两端，O为支点，如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将铜块和铝块浸没于水中，杠杆将会（　　） A．A端下降 B．B端下降 C．仍保持平衡 D．无法判断 二．填空题（共3小题） 11．（2020•盐城三模）有一杠杆经过调节，处于水平平衡状态。如图所示，在A点悬挂三个钩码（每个钩码重均为0.5N），要使杠杆水平平衡，需在B点悬挂　 　个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，测力计的拉力为　 　N；改变测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆水平平衡，测力计的读数将　 　。 12．（2020春•浦东新区期末）人们把在力的作用下绕　 　转动的硬棒叫做杠杆。从支点到动力作用线的距离叫做　 　。动力和阻力的方向　 　（选填“一定”或“不一定”）是相反的。 13．（2020春•长沙期末）如图是拖运混凝土的独轮车，它是　 　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），车箱和混凝土的总重G＝1600N，运泥土时，从A点提起独轮车把手，F的大小至少是　 　N。 三．作图题（共1小题） 14．（2020•盐城三模）按照题目要求作图。 在图中画出阻力F2的力臂。 四．实验探究题（共1小题） 15．（2020•和平区二模）小虎利用如图所示装置“探究杠杆的平衡条件”，图中一个钩码的质量为50g。（g＝10N/kg） （1）如图甲，将杠杆中点置于支架上，此时，应把杠杆右端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆保持　 　并静止，这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量　 　。 （2）如图乙，小虎在杠杆上的a点挂2个钩码，为了使杠杆在原位置平衡，应该在b点挂　 　个钩码。 （3）如图丙，移动杠杆的支点后，小虎在c点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆在图示位置处于平衡状态，测力计的示数　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）2N，原因是　 　 。 五．计算题（共1小题） 16．（2020•潍坊）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1＝10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m2＝56kg，g取10N/kg，求此时： （1）大壮对杆的拉力大小； （2）地面对大壮的支持力大小。 六．解答题（共1小题） 17．（2020•武汉一模）如图甲所示，游客正在利用自拍杆进行自拍。自拍杆可以看成一个杠杆（O为支点），这是一个　 　杠杆，请你在图乙中画出游客施加在A点的最小动力F1及力臂。 习题完成时间： 习题的难度：难□ 中□ 易□ 完成的质量： A□ B□ C□ D□ 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 第01讲 杠杆 适用区域 江苏 适用年级 九年级 A 例2 Ｂ 变式1 A 例3 变式1 例4   B 变式1   D　 变式2 (1)由G=mg得 G=600 N (2)支持力F的力臂l1=100 cm+50 cm=150 cm 力臂如图所示  由杠杆的平衡条件有:Fl1=Gl2 得F=400 N 例5　(1)右　(2)1　(3)A 变式1　(1)左　(2)竖直向下 (3)测力计拉力的位置向右移、换用量程较大的测力计、减少左侧钩码的数量、左侧钩码的位置向右移、不使用测力计在右端直接挂钩码等(答出其中一点即可) (4)一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律 变式2　(1)左　(2)2.0　偏小　(3)变小　不变 课堂练习 1．B 2．B 3．B 4．C 5．B 6．D 7．B 8．B 9．C 10．B 11．D 12．B 等臂 13．甲 动力臂 14．费力 2:1 变大 15．省力 20 16．C 200 靠近 17．F2 100 费力 18． 19． 20． 21． 22．。 23． 24． 25．(1)100N；(2)60N。 26．左 便于直接从杠杆上读出力臂大小 3 变大 课后作业： 1． D 2．C 3．D 4．B 5．C 6．D 7． C 8．C 9．A 10．B 11． 2；3；变大 12．固定点；动力臂；不一定 13．省力；400 14．如下图 【解析】图中支点为O，先作出阻力F2的作用线，再由支点O向阻力作用线作垂线段，即为阻力臂L2．如图所示： 15．（1）右；水平；力臂； （2）4； （3）大于；杠杆的重力对杠杆转动产生了影响 16．300N;260N 17．费力；最小动力F1及力臂见解答图 $$