第13课时　杠杆　杠杆的平衡条件课件2025年中考物理一轮复习（湖南专版）

考点梳理　夯实基础 典例精讲　突破核心 第一部分　力学 第13课时　杠杆　杠杆的平衡条件 课堂检测　反馈提升 考点一 杠杆及杠杆的平衡条件 动力作用线 定义 　在力的作用下绕着固定点转动的硬棒 五要素 　①支点:杠杆绕其转动的固定点(O); 　②动力:使杠杆转动的力(F1); 　③阻力:阻碍杠杆转动的力(F2); 　④动力臂:从支点到　　　　　　　的距离(l1);  　⑤阻力臂:从支点到　　　　　　　的距离(l2)。  　[注意]动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向相反。当支点在杠杆中间时,二力同向;当支点在杠杆一端时,二力反向(巧记:中同、端反) 阻力作用线 考点梳理　夯实基础 返回目录 2 (续表) 平衡 条件 　当杠杆在动力和阻力作用下　　　　或匀速转动时,我们就说杠杆平衡了;杠杆平衡条件的关系式为　　　　　　  静止 F1l1=F2l2 考点梳理　夯实基础 返回目录 跟踪训练1　如图13-1所示,杠杆处于水平平衡状态,支点为O,请画出A点处所受拉力F1及其力臂l1。 图13-1 如图所示 考点梳理　夯实基础 返回目录 跟踪训练2　如图13-2甲所示,爸爸和小红坐在跷跷板的两侧,在水平位置保持平衡。将其简化成如图乙所示的杠杆,不计杠杆自重的影响,若小红的质量为15 kg,则爸爸的质量为　　　　kg。  图13-2 60 [解析]不计杠杆自重,根据杠杆的平衡条件,可得m1gl1=m2gl2,则爸爸的质量m2==60 kg。 考点梳理　夯实基础 返回目录 名称 示意图 力臂关系 力的关系 特点 应用举例 省力 杠杆 l1　　l2  F1　　F2  　省力、 　 　  　撬棒、铡刀、起子、独轮车、羊角锤 费力 杠杆 l1　　l2  F1　　F2  　　 、 省距离 　钓鱼竿、镊子、筷子、船桨 考点二 杠杆的分类及应用 >  <  费距离 <  >  费力 考点梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 名称 示意图 力臂关系 力的关系 特点 应用举例 等臂 杠杆 l1=l2 F1　　F2  　不省力、不费力 　天平、定滑轮 = 考点梳理　夯实基础 返回目录 跟踪训练3　(2024长沙一模)图13-3中装置属于省力杠杆的是 (　　) 图13-3 D [解析]镊子、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A、B不符合题意;天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,故B不符合题意;开瓶扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D符合题意。 考点梳理　夯实基础 返回目录 跟踪训练4　(2024长沙一模)聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识。使用筷子夹菜时,筷子可看作杠杆。如图13-4所示生活用具与筷子属于同类杠杆的是 (　　) 图13-4 B 考点梳理　夯实基础 返回目录 跟踪训练5　如图13-5所示是三种类型的剪刀,请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择　　　　(选填“A”“B”或“C”)剪刀,这样选择的目的是　　　　(选填“省力”“省距离”或“省功”)。  图13-5 A 省力 考点梳理　夯实基础 返回目录 例 1 (2024长沙模拟)如图13-6所示,用轻质撬棒撬动地面上的石头,O是撬棒的支点,F2是阻力。请在图中画出作用在D点的最小动力F1、动力臂l1和阻力臂l2。 核心点一 力和力臂的画法 如图所示 图13-6 典例精讲　突破核心 返回目录 11 例 2 如图13-7甲所示是用水后及时关闭水龙头时的情境,将水龙头手柄看成一个杠杆,请在图乙中画出阻力臂l2,并画出施加在A点的最小动力F1。 图13-7 如图所示 典例精讲　突破核心 返回目录 例 3 如图13-8所示是小净利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 图13-8 核心点二 探究杠杆的平衡条件 典例精讲　突破核心 返回目录 (1)实验前没挂钩码,杠杆静止时的情形如图甲所示,此时的杠杆　　　　(选填“是”或“不是”)平衡状态,实验时为了消除　　　　　　的影响,并且便于　　　　　　　　　　　,应将该杠杆调至水平位置平衡,则需进行的操作是将平衡螺母向　 (选填“左”或“右”)调节。  图13-8 是 杠杆自重 直接从杠杆上读出力臂 右 典例精讲　突破核心 返回目录 (2)将杠杆调整到水平位置平衡后,利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂,测得数据如下表所示。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 由以上实验数据,可得出杠杆的平衡条件是　　　　 　。(用字母表示)  (3)进行3次实验的目的是　　　　(填字母序号)。  A.取平均值减小误差　　　B.归纳出物理规律　　　C.使每组数据更准确 F1l1=F2l2 B 典例精讲　突破核心 返回目录 (4)如图乙所示,由杠杆的平衡条件可知,杠杆的　　　(选填“左”或“右”)端将下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,仅需把左侧钩码　 。  (5)如图丙所示,用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置用力拉(拉力不超过弹簧测力计的量程),均使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数　　　　(选填“大”或“小”)。  图13-8 左 向右移动一格 大 典例精讲　突破核心 返回目录 例 4 如图13-9所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是 (　　) A.杠杆仍能平衡 B.杠杆不能平衡,右端下沉 C.杠杆不能平衡,左端下沉 D.无法判断 核心点三 动态杠杆平衡问题 图13-9 C 典例精讲　突破核心 返回目录 例 5 请回答下列问题:(均选填“变大”“变小”或“不变”) (1)如图13-10甲所示,用始终与杠杆垂直的力F1,将杠杆缓慢地由实线位置拉至虚线位置,阻力臂　　　　,动力F1　　　　。  (2)如图乙所示,用始终竖直向上的拉力F2,将杠杆缓慢地拉起,在此过程中,拉力F2　　　　。  (3)如图丙所示,用一个始终水平向右的拉力F3,把杠杆从图示位置缓慢拉至水平位置的过程 中,拉力F3的力臂 　　　　,拉力F3 　　　　。  图13-10 变大 变大 不变 变小 变大 典例精讲　突破核心 返回目录 例 6 (2024贵州改编)(双选)如图13-11甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图,B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时,下列分析正确的是(　　) A.压力作用于A点,可将条凳视为绕 E点转动的杠杆 B.条凳任何时候都是一个省力杠杆 C.只要在A、D点同时施加压力,则条凳一定不会上翘 D.在B至C点任何一处施加一个压力,则条凳一定不会上翘 图13-11 AD 典例精讲　突破核心 返回目录 例 7 如图13-12所示是生活中常见的杆秤,某次称量时杆秤在水平位置平衡,被测物体和秤砣到提纽的距离分别为0.05 m、0.2 m,秤砣的质量为0.1 kg,秤杆的质量忽略不计,则被测物体的质量为　　　　kg。若秤砣有缺损,则杆秤所测物体的质量会　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。 核心点四 杠杆的相关计算 图13-12 0.4 偏大 [解析]由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得m物l1=m砣l2,则被测物体质量 m物==0.4 kg。 典例精讲　突破核心 返回目录 例 8 (2024长沙模拟)小明用如图13-13所示装置来提升重物。轻质杠杆BC可绕支点O转动,正方体重物A通过轻质细绳与杠杆B点相连,小明在C点施加竖直向下、大小为20 N的力F1时,杠杆在水平位置平衡,已知OC∶ OB=3∶1,重物A的质量为9 kg,棱长为10 cm,g取10 N/kg。求: (1)重物A的密度。 (2)此时重物A对地面的压力。 (3)若撤去F1,在C点施加与水平方向成30°的力F2,此 时重物A对地面的压力恰好为0,则F2的大小是多少。 图13-13 解:(1)重物A的密度:ρA==9×103 kg/m3。 典例精讲　突破核心 返回目录 例 8 (2024长沙模拟)小明用如图13-13所示装置来提升重物。轻质杠杆BC可绕支点O转动,正方体重物A通过轻质细绳与杠杆B点相连,小明在C点施加竖直向下、大小为20 N的力F1时,杠杆在水平位置平衡,已知OC∶ OB=3∶1,重物A的质量为9 kg,棱长为10 cm,g取10 N/kg。求: (2)此时重物A对地面的压力。 图13-13 (2)根据杠杆平衡条件可得:FB×OB=F1×OC,则 FB=×F1=3×20 N=60 N, 此时重物A对地面的压力: F压=F支=GA-FB=mAg-FB=9 kg×10 N/kg-60 N=30 N。 典例精讲　突破核心 返回目录 例 8 (2024长沙模拟)小明用如图13-13所示装置来提升重物。轻质杠杆BC可绕支点O转动,正方体重物A通过轻质细绳与杠杆B点相连,小明在C点施加竖直向下、大小为20 N的力F1时,杠杆在水平位置平衡,已知OC∶ OB=3∶1,重物A的质量为9 kg,棱长为10 cm,g取10 N/kg。求: (3)若撤去F1,在C点施加与水平方向成30°的力F2,此 时重物A对地面的压力恰好为0,则F2的大小是多少。 图13-13 (3)撤去F1,在C点施加与水平方向成30°的力F2,此 时重物A对地面的压力恰好为0,则FB'=GA=90 N, 根据杠杆平衡条件可得:FB'×OB=F2×OC,即90 N×OB=F2××3OB,解得F2=60 N。 典例精讲　突破核心 返回目录 D 1.关于杠杆,下列说法正确的是 (　　) A.杠杆一定是一根直的硬棒 B.支点一定在杠杆上的中间位置 C.杠杆上动力与阻力的方向一定相反 D.力臂可能不在杠杆上 课堂检测　反馈提升 返回目录 24 2.2023年2月10日,我国航天员在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动。机械臂类似人的手臂,具有抓住、拉回、锁死等功能。如图13-14所示的工具中,正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是 (　　) A.甲:瓶起子 B.乙:钢丝钳 C.丙:核桃夹 D.丁:食品夹 图13-14 D 课堂检测　反馈提升 返回目录 3.如图13-15所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将 (　　) A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.一直是变大的 D.一直是变小的 图13-15 A 课堂检测　反馈提升 返回目录 4.如图13-16所示,请画出作用在杠杆B端最小的动力F1和阻力F2的力臂l2。 图13-16 如图所示 课堂检测　反馈提升 返回目录 5.同学们在体育课上做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面。 (1)仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力,如图13-17所示,请画出杠杆模型的阻力臂l。 (2)先将头向前抬起,可以减小　　　　力臂;在平躺至坐起的过程中,运动员肌肉所施加的动力变化情况是　　　　　　。  (3)同学们可以通过改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变　　　　的大小。  图13-17 (1)如图所示 阻 逐渐变小 功率 课堂检测　反馈提升 返回目录 [解析](2)将头向前抬起后,人重心向右移,阻力臂减小;在平躺至坐起的过程中,阻力臂逐渐变小,阻力和动力臂保持不变,根据杠杆平衡条件可知,动力逐渐变小。 (3)改变仰卧起坐的快慢,从物理学角度分析,其实质是改变做功的快慢,即功率的大小。 课堂检测　反馈提升 返回目录 6.(2024安徽)如图13-18甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20 N,l1= 10 cm,l2=4 cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为　　　　N。  图13-18 50 课堂检测　反馈提升 返回目录 7.(2024湖南联考)如图13-19甲所示是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。 (1)实验前,杠杆右端偏高,应向　　　　端调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。  (2)如图乙所示,在杠杆左边A处挂3个相同的钩码,应在B处挂同样的          个钩码才能使杠杆重新平衡。  图13-19 右 6 课堂检测　反馈提升 返回目录 (3)如图丙所示,在C点悬挂3个钩码,在D点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡。若将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向,其示数将 　　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。如果测力计的量程为0~5 N,保持支点O、测力计悬挂点D位置不变,利用图丙中的杠杆能较为准确地测出的最大物体质量为　　　　g。(g取10 N/kg)  图13-19 变大 2500 课堂检测　反馈提升 返回目录 $$