第02单元　第15课时　杠杆　杠杆的平衡条件及其应用课件2025年中考物理一轮复习（江西专版）

教材梳理　夯实基础 实验突破　提升素养 第二单元　力学 第15课时　杠杆　杠杆的平衡条件及其应用 考向探究　培养能力 考点一 杠杆 简图 定义 　在力的作用下绕着　　　　转动的硬棒叫杠杆  五 要 素 　　   　杠杆绕着转动的点(O) 　 　  　使杠杆转动的力(F1) 　 　  　阻碍杠杆转动的力(F2) 动力臂 　从支点到动力作用线的　　　　(l1)  阻力臂 　从支点到阻力作用线的　　　　(l2)  固定点 支点 动力 阻力 距离 距离 教材梳理　夯实基础 返回目录 2 (续表) 杠杆 平衡 　当杠杆在动力和阻力作用下　　　　时,我们就说杠杆平衡了;杠杆平衡条件的关系式为　　　　　　　,这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理  静止 F1l1=F2l2 教材梳理　夯实基础 返回目录 ①动力、阻力都是杠杆受到的力,作用点都在杠杆上,不是杠杆施加给物体的力。 ②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)。 注意 教材梳理　夯实基础 返回目录 1.(2024枣庄)用手提起重物时,前臂可简化为杠杆:桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下,绕肘关节(支点O)转动,如图15-1甲所示,请在图乙中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。 基础配练 图15-1 如图所示 教材梳理　夯实基础 返回目录 2.(2024广元)图15-2甲是压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是简化示意图,图中O为支点,F2为压饺子皮时作用在B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最小动力F1及阻力F2的力臂l2。 图15-2 如图所示 教材梳理　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、理发剪刀、人的前臂 等臂 杠杆 l1　　l2  F1　　F2  　不省力、不费力 　天平、定滑轮、跷跷板 考点二 生活中的杠杆 >  <  费距离 <  >  费力 = = 教材梳理　夯实基础 返回目录 3.下列实例中的工具属于省力杠杆的是　　　　　 ;属于费力杠杆的是 　　　　　;属于等臂杠杆的是　　　　。(均选填序号)  ①用镊子夹取药品;②用筷子夹取食物;③用铡刀铡断草料;④用羊角锤撬起钉子;⑤用起子打开瓶盖;⑥用天平称量物品;⑦自行车车把转向;⑧用定滑轮提升重物;⑨用扫帚扫地。 基础配练 ③④⑤⑦ ①②⑨ ⑥⑧ 教材梳理　夯实基础 返回目录 【问题】 1.观察如图15-3所示情境,大人和小孩分别坐在跷跷板两侧时,怎样才能使跷跷板在水平位置保持静止呢? 图15-3 突破 探究杠杆的平衡条件 实验突破　提升素养 返回目录 【证据】 2.实验装置:如图15-4所示。 图15-4 3.实验前杠杆平衡状态的判断:杠杆静止(包括水平位置静止和非水平位置静止)。 4.让支点处于杠杆中央的目的:可消除　　　　　　对实验结论的影响。  杠杆自重 实验突破　提升素养 返回目录 5.实验前,调节杠杆在水平位置平衡时对平衡螺母的操作:左高　　　调,右高　　　调。实验过程中,　　　　再调节平衡螺母。  6.实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的:          。 图15-4 左 右 不能 便于从杠杆上直接读出力臂 实验突破　提升素养 返回目录 7.多次改变动力F1和动力臂l1的大小,相应地调节阻力F2和阻力臂l2,多次实验,记录实验数据到表格中。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1.0 0.20 2.0 0.10 2 2.0 0.15 2.0 0.15 3 2.0 0.15 1.5 0.20 4 1.5 0.10 1.0 0.15 【解释】 8.分析实验数据得出杠杆的平衡条件是            　　　　　。  动力×动力臂=阻力×阻力臂(或 F1l1=F2l2) 实验突破　提升素养 返回目录 【交流】 9.测量多组实验数据的目的: 　 。 10.钩码换成弹簧测力计的好处是:①　　　　　　　　　　　;②            　 。  11.保持其他条件不变,弹簧测力计由竖直变为倾斜拉杠杆,拉力会            (选填“变大”“变小”或“不变”),因为　 。  12.实验所测数据不能全部具有特殊性,如多组数据中阻力和动力都是倍数关系等。 避免偶然性,使得出的结论更具有普遍性 能直接测出拉力的大小 可以改 变用力的方向 变大 拉力的力臂变小 实验突破　提升素养 返回目录 例 (2021江西改编)探究杠杆的平衡条件。 猜想一:动力×动力臂=阻力×阻力臂; 猜想二:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。 【证据】 (1)如图15-5甲所示,应将杠杆两端的螺母向　　　(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。  图15-5 实验突破　提升素养 返回目录 (2)如图乙所示,小明同学挂上钩码并调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,记录的数据如表所示。 (3)改变钩码的　　　　和钩码的位置重复上述实验两次,记录的数据如表所示。  图15-5 实验次数 动力F1/N OB间距离/cm 阻力F2/N OA间距离/cm 小明 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 小红和 小明 4 0.8 15 1.0 10 5 1.4 15 1.0 10 实验突破　提升素养 返回目录 【解释】 (4)根据小明同学的数据可验证猜想　　　　(选填“一”“二”或“一和二”)是正确的。而小红同学认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离,具有一定的特殊性,还应改变动力或阻力的            进行实验。  图15-5 实验突破　提升素养 返回目录 (5)于是,小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验,获得 表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想            是错误的。  实验次数 动力F1/N OB间距离/cm 阻力F2/N OA间距离/cm 小明 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 小红和 小明 4 0.8 15 1.0 10 5 1.4 15 1.0 10 图15-5 实验突破　提升素养 返回目录 【交流】 (6)通过以上探究,小明同学真正理解了力臂是支点到　　　　　　　　的距离。  图15-5 实验突破　提升素养 返回目录 例 (2021江西改编)探究杠杆的平衡条件。 【证据】 (1)如图15-5甲所示,应将杠杆两端的螺母向　　　(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。  图15-5 左 实验突破　提升素养 返回目录 例 (2021江西改编)探究杠杆的平衡条件。 (3)改变钩码的　　　　和钩码的位置重复上述实验两次,记录的数据如表所示。  图15-5 实验次数 动力F1/N OB间距离/cm 阻力F2/N OA间距离/cm 小明 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 小红和 小明 4 0.8 15 1.0 10 5 1.4 15 1.0 10 数量 实验突破　提升素养 返回目录 例 (2021江西改编)探究杠杆的平衡条件。 【解释】 (4)根据小明同学的数据可验证猜想　　　　(选填“一”“二”或“一和二”)是正确的。而小红同学认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离,具有一定的特殊性,还应改变动力或阻力的           进行实验。  图15-5 一和二 方向 实验突破　提升素养 返回目录 例 (2021江西改编)探究杠杆的平衡条件。 (5)于是,小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验, 获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想           是错误的。  实验次数 动力F1/N OB间距离/cm 阻力F2/N OA间距离/cm 小明 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 小红和 小明 4 0.8 15 1.0 10 5 1.4 15 1.0 10 图15-5 二 实验突破　提升素养 返回目录 例 (2021江西改编)探究杠杆的平衡条件。 【交流】 (6)通过以上探究,小明同学真正理解了力臂是支点到　　　　　　　的距离。 图15-5 力的作用线 实验突破　提升素养 返回目录 (7)[跨学科实践]如图15-6(a)所示,粗细不均匀的胡萝卜在水平位置平衡。将胡萝卜沿虚线位置分割成两部分,如图(b)所示,P点为左边胡萝卜的重心位置,Q点为右边胡萝卜的重心位置,根据杠杆平衡条件分析可知,左边胡萝卜所受的重力　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)右边胡萝卜所受的重力。  · 考情预测 图15-6 大于 实验突破　提升素养 返回目录 角度1　认识杠杆 例 1 (2023江西)某校组织学生去赣州福寿沟博物馆研学,参观了世界上先进的古代排水系统。如图15-7所示是福寿沟的工作原理简化示意图,其中有一个独特的设计——“水窗”。当江水水位低于水窗时,城内水通过福寿沟将水窗冲开流入江中,该水窗类似于　　　　(填写简单机械名称);当江水水位高于水窗位置时,随着水位的上升,水窗受到江水的压强 　　　　,水窗处于关闭状态, 阻止江水倒灌。  考向一 杠杆及杠杆作图 图15-7 杠杆 增大 考向探究　培养能力 返回目录 25 角度2　杠杆作图 例 2 江西真题组合 (多项选择)如图15-8所示是同学们所画的几种情境下的示意图,其中错误的是(　 　) A.图甲:动力F的力臂l B.图乙:作用在鱼竿上的阻力F及其阻力臂l C.图丙:作用在杠杆上动力F的力臂l D.图丁:施加在门把手上动力F的力臂l 图15-8 ABC 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 模型建构 (2017江西)如图15-9所示是小鹰用扫帚打扫地面卫生时的情境,此时扫帚属于　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。平时用力扫地是通过　　　　　　的方式来增大摩擦,可使地面打扫得更干净。  考向二 杠杆的类型 图15-9 费力 增大压力 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 (2011南昌)“绿色早餐工程”采用了如图15-10所示的推车供应早餐,餐点均匀摆放在餐车内。当售货员将推车前轮推到路沿A时,售货员向下按扶把,这时推车可以视为杠杆,支点是　　　　(选填“前轮”或“后轮”);当后轮遇到路沿A时,售货员向上提扶把,这时支点是　　　　(选填“前轮”或“后轮”)。在后一种情况下,推车可以视为　　　　杠杆。  图15-10 后轮 前轮 省力 考向探究　培养能力 返回目录 例 5 模型建构 (2015江西节选)如图15-11所示是用手托起重物的示意图。图中前臂可以看成是一个　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,此杠杆的支点是图中的　　　点;肱二头肌给桡骨的力是　　　　(选填“动力”或“阻力”);假如托起6 N的重物,请你根据图中所示,估算出手臂要用的动力大约是　　　　N。  图15-11 费力 O 动力 36 考向探究　培养能力 返回目录 角度1　杠杆平衡条件相关的计算 例 6 (2024重庆B卷)小兰自制了一把杆秤,由秤盘、提纽、秤杆以及200 g的秤砣构成,如图15-12所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时,提起提纽,杆秤在空中恰好能水平平衡。已知A、O间距离为10 cm。当放入重物,将秤砣移至距O点30 cm的B处时,秤杆水平平衡,则重物的质量为 　　　g;往秤盘中再增加20 g的物体,秤砣需要从B处移动　　　　cm才能维持秤杆水平平衡。  杠杆平衡条件的应用 考向三 微专题 图15-12 600 1 考向探究　培养能力 返回目录 [解析]l1=30 cm,l2=10 cm,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得,G砣l1=G物l2, m砣gl1=m物gl2,m砣l1=m物l2,则重物的质量:m物==600 g;往秤盘中再增加20 g的物体后,秤盘中重物的总质量:m总=m物+Δm= 600 g+20 g=620 g,此时秤砣距O点的距离:l1'==31 cm;则秤砣需要从B处向右移动的距离:Δl=l1'-l1=31 cm-30 cm=1 cm。 考向探究　培养能力 返回目录 角度2　在生活中的应用 例 7 开放性设问 (2011江西改编)“三个和尚挑水吃”的故事相信大家耳熟能详,图15-13甲中和尚们商量出新的挑水方案:胖和尚一人挑两个小桶,瘦和尚和小和尚两人合抬一个大桶。若图乙中后面的水桶向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可采取的措施是            　　 　　(写出一种合理方法即可);图丙中小和尚为减轻瘦和尚的负担,小和尚可采取的措施是将桶向　　　(选填“靠近”或“远离”)自己的方向移动一点距离。 图15-13 将肩往后移动适当距离(答案合 理即可) 靠近 考向探究　培养能力 返回目录 例 8 传统文化 司马迁在《史记》中描述了壮丽辉煌的咸阳宫。如图15-14所示是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情境。他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。架在支架上的横杆属于　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;如果他们无法将巨木抬起,可采用的改进方法是            　　　　　 　　　　　　　　(写出一条即可)。  图15-14 省力 远离支 点,使动力臂增大(答案合理即可) 考向探究　培养能力 返回目录 $$