内容正文:
第十一章 简单机械
第一节 探究:杠杠的平衡条件
第2课时 杠杆的分类与应用
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核心必知
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂关系 ___ ___ ___
力的关系 ___ ___ ___
特点 省力、费距离 费力、省距离 不省力、不费
距离
应用 核桃钳、羊角
锤、瓶起子 筷子、镊子、钓
鱼竿 天平、定滑轮
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1星题 知识过关
杠杆的分类
1.[2024·泉州模拟] 如图所示的工具,使用时属于费力杠杆的
是( )
C
A.托盘天平
B.开瓶器
C.筷子
D.压蒜器
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2.杠杆的应用非常广泛,如图所示的两种剪刀,
正常使用时属于省力杠杆的是____
(填“甲”或“乙”)剪刀,另一种剪刀使用的好处
是________。请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的
剪刀:____(填“甲”或“乙”)剪刀。
甲
省距离
甲
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杠杆应用模型
3.[立德树人·传统文化]如图所示的是
生活中常见的秤杆,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、,秤砣的质量为 ,秤杆的
质量忽略不计,则被测物体的质量为_____ 。
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4.挑担时可以把扁担看作杠杆模型。若在 长
的扁担前端挂的货物,后端挂 的货
物,不计扁担重力。挑起货物时要使扁担水平
平衡,求扁担顶在肩膀的位置距扁担前端的距离。
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解:扁担水平平衡时,设扁担顶在肩膀的位置距
扁担前端的长度为 ,由杠杆的平衡条件可得,
,
代入数据可得, ,
解得, 。即扁担顶在肩膀的位置距扁担
的前端 。
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杠杆最小力问题
5.如图所示,分别沿力、、 的方向用
力,使杠杆平衡,则沿力____方向的力最小。
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6.[2024·福州期末] 如图所示的是家用水龙头的示意图,作用
在点向上的力 抬起把手可将水龙头打开。若将把手视为绕
点转动的杠杆,请在图中画出作用在点的最小动力 的
示意图并标出对应的动力臂 。
解:如图所示。
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2星题 情境应用
7.[2024·深圳期末] 地铁站的清洁工正在辛勤劳
作,如图所示,她一手握住 点,则为了更省力,
另一手应握在( )
C
A.①点 B.②点
C.③点 D.①②③点都一样
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8.[立德树人·传统文化]桔槔
(如图甲所示)早在春秋时期就已相当普
遍。小明在实验室里制作了一个桔槔模
型,如图乙所示,杠杆可以在竖直平面内绕固定点 转动,
已知。悬挂在 端的桶装满水后,桶与水所受
的总重力为,人在端施加竖直向上 的拉力,杠杆
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在水平位置平衡,则悬挂在 端的配
重所受的重力为 (不计杆重、绳重和杆与
轴的摩擦)( )
A. B. C. D.
C
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9.如图所示的是一个指甲刀的示意图,它由三个杠杆 、
和 组成,用指甲刀剪指甲时,属于省力杠杆的是
______,属于费力杠杆的是____________。
、
(第9题)
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(第10题)
10.[2024·无锡期中] 如图甲常用的隔离柱,
其顶端伸缩头中有用弹簧固定的可收缩布
带,松手后布带会自动收回。其模型结构
如图乙,底座质量为 ,杆身质量和
底座高忽略不计。为保持隔离柱稳定不动,
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布带向右拉出时可承受的最大拉力为____。
取
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(第10题)
将隔离柱视为一个杠杆,支点为
底座右端边缘的一点,阻力臂等于底座的
半径,为,即 ;动力臂等
于杆身的长度,为,即 。由
杠杆平衡条件可得布带向右拉出时可承受
的最大拉力。
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11.[2024·安徽中考改编] 山核桃外壳坚硬,常用核桃夹帮助
剥壳。如图所示,山核桃在 点受到核桃夹对它的作用力为
,垂直于,已知长为,长为 。
(1)请根据______________,分析说明核桃
夹在使用时属于______杠杆。
杠杆平衡条件
省力
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(2)手可作用在点或 点,要将图中核桃
壳夹破,的大小至少为 ,手作用
在核桃夹上的力至少为多少?
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解:根据力的作用是相互的,山核桃对核
桃夹的作用力,且 垂
直于 。阻力和阻力臂一定,连接杠杆中
支点和动力作用点这两点所得到的线段最
长,即动力臂最大,动力最小,所以手应在点沿垂直 的
方向用力,此时人施加的力最小,根据杠杆平衡条件
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即 ,
解得, 。
即手作用在核桃夹上的力至少为 。
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3星题 思维提升
12. 如图所示,小敏在运动会上竖直举着班
牌匀速前进,前进时班牌遇到水平向后的阻力为
,作用在点上。若将班牌视为杠杆, 间的
距离是 间距离的3倍。由此分析,选___
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水平向后
(填“”或“”)点作为支点,动力较小,是____ ,动力的方
向是__________(填“水平向前”或“水平向后”)。
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