2025年重庆市中考物理一轮基础复习课件：第9讲简单机械第1节杠杆

第9讲　简单机械 第1节　杠杆 知识思维导图 知识整合梳理 一、杠杆的五要素 1. 杠杆的定义：在力的作用下绕着 　固定点O　转动的硬棒叫做杠杆. 2. 杠杆的五要素. 固定点O 应知应会盘点 （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，用字母 　F1　表示. （3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母 　F2　表示. （4）动力臂：从支点到 　动力作用线　的距离，用字母l1表示. （5）阻力臂：从支点到 　阻力作用线　的距离，用字母l2表示. O F1 F2 动力作用线 阻力作用线 二、杠杆平衡条件 杠杆平衡条件： 　动力×动力臂＝阻力×阻力臂　（ 　F1l1＝F2l2　）. 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1＝F2l2 三、杠杆的分类 类型 力臂关系 力的关系 特点 举例 省力 杠杆 动力臂 　大于　阻力臂（l1 　＞　l2） F1 　＜　F2 省力，费 　距离　 撬棍、起子、钳 子、扳手等 费力 杠杆 动力臂 　小于　阻力臂（l1 　＜　l2） F1 　＞　F2 费力，省 　距离　 镊子、钓鱼竿、 扫帚、拖把、船 桨、起重臂等 大于 ＞ ＜ 距离 小于 ＜ ＞ 距离 类型 力臂关系 力的关系 特点 举例 等臂 杠杆 动力臂 　等于　阻 力臂（l1 　＝l2） F1 　＝　F2 不省力，也不费力；不 省距离，也不费距离 天平、定滑轮等 等于 ＝ ＝ 命题点1　杠杆类型的判断 1. （2023重庆A卷）小明按托盘天平的使用要求，正确测量正方体木块的质量， 天平平衡时，如图所示.下列说法正确的是（　C　） A. 天平的实质是省力杠杆 B. 被测木块的质量为20.4 g C. 图中木块对托盘的压强小于砝码对托盘的压强 D. 测量结束后，可以直接用手将砝码放回砝码盒 C 重庆中考聚焦 命题点2　杠杆相关作图 2. （2022重庆A卷）在图中画出力F的力臂l. 3. （2020重庆A卷）如图所示，力F作用在杠杆的A端，画出它的力臂l. 命题点3　杠杆平衡条件的应用及相关计算 4. （2024重庆B卷）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码 做秤砣，用细线将秤盘系在A点.当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提 纽，秤杆水平平衡；当秤盘内放入100 g物体，秤砣移到B点时，秤杆再次水平平 衡，如图所示.在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线.下列说法正确的是 （　B　） B A. 自制杆秤的每一格约表示2.08 g B. 称中药时，若B端翘起，则应减少中药，使杆秤恢复水平平衡 C. 如果秤砣磨损，则测量结果与真实质量相比偏小 D. 若将提纽移到O点右侧，可以增大杆秤的量程 5. （2024重庆B卷）小明将天平放在水平桌面上测量一物体的质量.在游码调零 后，发现指针偏左，则应将平衡螺母向 　右　移动，使横梁水平平衡.在左盘放上 物体，通过加减砝码及移动游码，使横梁再次水平平衡时，天平如图所示，则物 体的质量为 　152　g. 右 152 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AO间距离为10 cm.在秤盘中放入重物，当秤砣移至距O点30 cm的B 处时，秤杆水平平衡，则重物的质量为 　600　g；往秤盘中再增加20 g的物体， 秤砣需要从B处向右移动 　1　cm才能维持秤杆水平平衡. 600 1 7. （2021重庆B卷）小军发现一个质量为1.6 kg、不吸水的新型圆台体建筑材料，他用量程为0～5 N的弹簧测力计，设计了如图所示的装置进行实验，重8 N、底面积为100 cm2的薄壁容器M内盛有2 000 cm3的水，容器M置于水平地面，当轻质杠杆在水平位置平衡时竖直向上的拉力F为1.5 N，此时材料浸没在水中静止且未触底.求： （1）材料受到的重力； 16 N　 （2）材料未放入前容器对水平地面的压强； 2 800 Pa （3）材料的密度. 1.6×103 kg/m3 1. 用杠杆撬石头的过程中，该杠杆属于 　省力　（选填“省力”“费力”或“等 臂”）杠杆，在力的方向不变的情况下，此人想用更小的力撬起石头，那么他的 手应该向 　远离　（选填“远离”或“靠近”）支点的方向移动. 省力 远离 教材知识溯源 RJ八年级下册P76 图12.1－1 HK八年级P256 图11－2（a） 2. 划船时船桨的轴是不动的，所以，轴的位置是 　支点　.手加在桨上的动力比 水对桨的阻力 　大　，但手只要移动 　较小　的距离，就能使桨在水中移动较大 的距离. RJ八年级下册P79 图12.1－4 支点 大 较小 3. 各式各样的剪刀都是一对对的杠杆.如图所示，要剪断铁皮，用 　（b）　最合 适；剪纸或布时，用 　（c）　最合适. RJ八年级下册P80 图12.1－5 （a） （b） （b） （c） （c） HK八年级P262 图11－11 （d） 4. 搬运砖头的独轮车，车体和砖头所受的总重力G＝100 N，独轮车的有关尺寸如 图甲所示，独轮车相当于一个 　省力　杠杆，推车时，人手向上的力F为 　30　N，手向上抬起的力离车轮越远，越 　省力　（选填“省力”或“费力”）. 省力 30 省力 RJ八年级下册P80 图12.1－8 甲 HK八年级P263 图11－15 乙 重难点1　杠杆作图 1. 力臂的画法. （1）找出杠杆的支点O. （2）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线. （3）从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足. （4）从支点到垂足的距离就是力臂，用大括号画出力臂，并用字母l1或l2表 示力臂. 重点难点突破 2. 最小力画法. 解决杠杆平衡时动力最小问题，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，此类问题中阻力× 阻力臂为定值，要使动力最小，必须使动力臂最大. （1）在杠杆上找一点，使这一点到支点的距离最远. （2）动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向.（杠杆受到的动力、阻力使 杠杆的转动的方向相反，最后确定动力的方向） 例1　（2024苏州模拟）如图甲所示，是一个拔草神器.拔草时，拔草神器可以看 成一个杠杆.图乙为其简化示意图，O为杠杆的支点，请在图乙中画出拔草时阻力 F2的力臂l2以及作用在B点的最小动力F1. 【解析】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OB作为动力臂最长；动力的方向应该向下，过点B垂直于OB向下作出最小动力F1的示意图；过支点O作阻力F2的垂线，可得阻力臂l2. 【答案】 重难点2　杠杆平衡条件的应用及相关计算 利用杠杆平衡条件，已知三个量求出剩余的未知量.首先要准确找出杠杆的五要 素，尤其要准确画出动力臂和阻力臂，然后列出平衡方程，根据平衡方程，利用 平衡方程中的三个已知量，求出未知量；或者根据力之比（或力臂之比）求出力 臂之比（或力之比），进而求出未知量. 例2　如图所示是生活中常见的杆秤.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”）. 【解析】如图所示，由杠杆平衡条件得到m1g×OA＝m2g×OB，m1＝＝＝0.4 kg；若秤砣有缺损，m2减小，而G1×OA不变，所以OB要变大， 杆秤所示的质量值要偏大. 【答案】0.4　偏大 实验　探究杠杆的平衡条件 【实验装置】 典型实验突破 【实验器材】带支架的杠杆、质量相等的钩码若干 1. 实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，具体的做法是 杠杆哪端高，平衡螺母就往哪端调.目的是：方便实验过程中测量力臂. 2. 实验时应选择杠杆的中点作为支点，目的是避免杠杆自重对实验的影响. 3. 测量多组实验数据的目的是：寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性. 【实验分析】 实验时可将一端的钩码换成弹簧测力计.好处是能够直接测出拉力的大小，还可以 改变拉力的方向. 【实验结论】 动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2） 【实验操作】 针对训练 实验小组的同学们在“探究杠杆的平衡条件”实验中所用到的器材有：杠杆（每 格5 cm）、支架、弹簧测力计、质量相同的钩码（每个钩码重0.5 N）若干个. 甲 乙 丙 （1）实验前没挂钩码时，小明发现杠杆静止时的位置如图甲所示，此时杠杆 　达 到　（选填“达到”或“没达到”）平衡状态，此时应将杠杆两端的平衡螺母向  　左　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量 　力臂　. （2）杠杆平衡后，小明在杠杆两端分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的 　左　端 将下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，不改变钩码悬挂点的位置，只需将左侧 钩码 　去掉一个　即可. 达 到 左 力臂 左 去掉一个 甲 乙 （3）实验应多次改变挂在杠杆两端钩码的数量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组 动力、动力臂和阻力、阻力臂的数据，其目的是 　寻找普遍规律　（选填“减小 误差”或“寻找普遍规律”）. （4）同组的小华同学通过对数据分析后得出结论：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.为了验证实验结论的可靠性，同学们设计了 如图丙所示的实验： ①换用弹簧测力计的好处是 　方便改变拉力方向，读出拉力大小　. 寻找普遍规律 方便改变拉力方向，读出拉力大小 丙 ②图丙中弹簧测力计的示数为 　1　N时，杠杆在水平位置平衡. ③杠杆平衡后，小华将弹簧测力计向右转过一定角度，杠杆重新在水平位置平衡 后，弹簧测力计的示数将 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”），读出 弹簧测力计的示数，分析此次实验数据可知小华的结论 　不可靠　（选填“可 靠”或“不可靠”）. 1 变大 不可靠 丙 $$