内容正文:
第三部分 力 学
(第2课时 杠杆)
第九讲 功和能 简单机械
《中考总动员》
2025凉山物理
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2
3
2
1
课堂作业·能力自测
回归教材·逐点过关
2
2
实验探究·一题通关
目
录
2
知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
课标内容要求
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实验探究·一题通关
3
回归教材·逐点过关
考点综述
01
4
1.定义:在力的作用下能绕着固定点转动的__________叫做杠杆。
[受力不易发生形变,可以是直的、弯曲的、圆的、方的,但必须是硬棒]
1
必备知识点
杠杆
硬棒
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2.五要素
支点(O):杠杆可以绕其转动的点;
动力(F1):使杠杆转动的力;
阻力(F2):阻碍杠杆转动的力;
[动力和阻力必须是作用在杠杆上的力]
动力臂(l1):从支点O到__________作用线的距离;
阻力臂(l2):从支点O到__________作用线的距离。
[力臂是支点到力的作用线的距离,而不是支点到力的作用点的距离]
动力F1
阻力F2
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如图甲所示是火车上卖食品的手推车。使手推车前轮向上翘起,请在图甲中画出售货员所用的最小动力F的示意图;当后轮遇到障碍物时,售货员就会竖直向上提扶手,如图乙所示,请在图乙中标出支点O并画出F1对应的力臂。
例 1
甲
乙
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1.杠杆力臂的画法
(1)定支点:确定杠杆的支点,即在杠杆使用过程中相对不动的点;
(2)画作用线:确定力的方向,过力的作用点沿力的方向作直线,得出力的作用线;
(3)作垂线:作支点到力的作用线的垂线;
(4)标距离:标出支点到垂足的距离,即为力臂。
指点迷津
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2.杠杆最小力作图技巧
(1)定点:确定杠杆的支点,在杠杆上找距支点最远的点作为动力作用点;
(2)连线:连接动力作用点与支点,该线段长就是最大动力臂;
(3)画线:过动力作用点作最大动力臂的垂线;
(4)定向:根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反,确定动力的方向,即为最小力的方向,标垂足,并标上力的符号。
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1.杠杆的平衡状态:当杠杆处于__________或________________时,我们就说杠杆平衡了。
2.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即__________。
2
必备知识点
杠杆的平衡条件
静止
匀速转动状态
F1l1=F2l2
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3
必备知识点
杠杆的分类
[生产生活中不存在既省力又省距离的杠杆]
示意图 力臂 力 特点 生活应用
对应归类 高频实例
省力
杠杆 l1_____l2 F1____F2 省力、
费距离 ___________________ ①撬棒;②托盘天平;
③铡刀;④筷子;⑤船桨;⑥定滑轮;⑦羊角锤;
⑧钢丝钳;⑨镊子;⑩开瓶器;⑪钓鱼竿;⑫食品夹;⑬花枝剪刀
>
<
①③⑦
⑧⑩⑬
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示意图 力臂 力 特点 生活应用
对应归类 高频实例
费力
杠杆 l1___l2 F1___F2 费力、
省距离 ____________________ ①撬棒;②托盘天平;③铡刀;④筷子;
⑤船桨;⑥定滑轮;⑦羊角锤;⑧钢丝钳;⑨镊子;⑩开瓶器;⑪钓鱼竿;⑫食品夹;⑬花枝剪刀
等臂
杠杆 l1___l2 F1___F2 不省力、
不省距离 _____
<
>
④⑤⑨
⑪⑫
=
=
②⑥
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(1)桔槔是中国古代的一种汲水工具。如图甲所示
是桔槔的模型示意图,当向上拉绳提起装满水的桶时,桔
槔是______杠杆。使用更大的水桶一次打取更多的水时,
为了更省力,末端重物不改变其位置的情况下,其质量应
__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。有同学
说桔槔另一端绑上的大石头越重越好,这种说法是__________的,因为___________________________________________________________________________。若BO=1 m,AO=2 m,空水桶重20 N,石头重100 N,水桶最大装水量200 N,则古人将空桶往下放时所用的最小力为__________N,方向__________;整个汲水过程中所需的力最大为_____N,方向__________。
例 2
甲
省力
增大
错误
当人要将空桶放入井中时,桔槔另一端绑上的大石头越重,需要人向下的拉力越大
30
竖直向下
170
竖直向上
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(2)俯卧撑是一项常见的健身项目,采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。如图乙所示是小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的简化图,他的身体与地面平行,小明的重力为600 N,重心为A点,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B点,OA长为1 m,OB长为1.5 m。地面对手的力F1与身
体垂直,则F1=______N。如图丙所示是小明手扶凳子做俯卧撑保持静止时
的简化图,此时桌面对手的力F2与身体垂直,OA=1 m,OB=1.5 m,凳子对
手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点,则采取图_______(选填“乙”或“丙”)所示姿势做俯卧撑健身效果更好。请说明理由(可用图辅助说明)。
乙
丙
400
乙
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答:图乙、丙的杠杆模型如图1、2所示,F1==400 N,F2=,由于l'A<lA,l'B=lB,则F2<F1,故采取图乙所示姿势做俯卧撑健身效果更好。
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(3)古代护城河上安装的吊桥可以看成一个杠杆。如图丁所示,士兵用力缓慢匀速拉动绳子,把吊桥AB吊起至虚线位置(吊桥与绳子垂直)的过
程中,____________是阻力,阻力臂__________,动力臂__________,
士兵所施加的力__________。(后三空均选填“变大”“变小”或“不变”)
丁
吊桥的重力
变小
变大
变小
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考点综述
02
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某物理兴趣小组利用如图1所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”,实验中每个钩码的重力都相同。
实验 探究杠杆的平衡条件
例
甲
乙
丙
丁
图1
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(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆处于__________(选
填“平衡”或“非平衡”)状态。小芳为了使杠杆水平平衡,她应该将
左边的平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节。
固
基
础
甲
平衡
左
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(2)调节杠杆水平平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,分别测出力和力臂记录在表格中。实验时,在杠杆左右两端挂钩码,使动力和阻力在竖直方向上,这样做的好处是当杠杆水平平衡
时,便于直接测量__________。
实验
次数 动力
F1/N 动力臂
l1/cm 阻力
F2/N 阻力臂
l2/cm
1 2 5 5 2
2 4 10 10 4
3 6 15 5 18
力臂
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(3)分析实验数据可得,杠杆的平衡条件是__________。(用字母公式表示)
(4)当小芳在如图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置
平衡,此时应在B位置挂上______个相同的钩码。当杠杆再次在水平位置平衡后,若将A、B两处钩码同时外移一格,会发现杠杆__________ (选填“左端下沉”“右端下沉”或“仍然平衡”)。
乙
F1l1=F2l2
2
左端下沉
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(5)如图丙所示,小婷用弹簧测力计替代钩码,若在杠杆右端挂钩码处先竖直向下拉使杠杆水平平衡,然后将弹簧测力计逐渐向左倾斜,要使
杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐__________(选
填“变大”“变小”或“不变”),原因是__________________。
提
能
力
丙
变大
拉力的力臂变小了
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(6)接着小芳又用如图丁所示装置进行探究,发现总是与杠杆的平衡条
件不符,原因是____________________________。
丁
杠杆的自重对杠杆平衡有影响
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(7)同组的小金回家后利用筷子、秤钩、细绳和秤砣自制了杆秤,如图2所示,秤钩挂在A点,当不挂物体和秤砣时,在O点用细线悬挂后发现杆秤恰好水平静止。(支点和杠杆的摩擦不计)
拓
思
维
图2
①杆秤的零刻度所在位置是__________(选填
“O点”“O点左侧”或“O点右侧”);
O点
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②已知秤砣质量为500 g,将秤砣移至B点,杆秤恰能保持水平静止,
OA∶OB=1∶4,则大白菜的质量为__________g;若换颗更大的白菜,
要使杆秤仍在水平位置平衡,秤砣应该向__________(选填“左”或
“右”)移动;若秤砣有磨损,则所测物体质量将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
图2
2 000
右
偏大
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③小金为了进一步完善杆秤刻度,认为杆秤刻度是均匀的。你能否利用杠杆平衡原理对此猜想进行验证?
解:由杠杆的平衡条件可得:m物g×OA=m秤砣g×OB',则OB'=×OA,因OA和m秤砣都为定值,所以OB'与m物成正比,即该杆秤的刻度是均匀的。
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考点综述
03
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1.在如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A B C D
C
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2.(2024·重庆) 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;当秤盘放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( )
A.自制杆秤的每一格约表示2.08 g
B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
B
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3.如图所示,将一根质量均匀的铁棒按4∶3的比例折成直角后,一端用铰链固定在墙上,铁棒能绕O点转动,此棒重70 N,若要保持此棒在如
图所示位置平衡,则加在A端的最小力为__________N。
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4.(2023·凉山) 如图甲所示是自行车的手闸,其中ABO部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,O为支点,F2为阻力,请在图乙中画出:
(1)作用在A点的最小动力F1及其力臂l1;
(2)阻力F2的力臂l2。
甲
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5.(2024·凉山) 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
甲
乙
丙
丁
(1)实验前,杠杆位置如甲所示,要使杠杆在水平位置平衡应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节。
右
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(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆左边B处挂2个相同的钩码(如图乙所
示),要使杠杆在水平位置平衡,应在A处挂_______个相同的钩码。
乙
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(3)如图丙所示,改用弹簧测力计在C处竖直向上拉住杠杆,使杠杆仍然
在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为__________N,将拉力的方
向逐渐向右倾斜如图丁所示,仍使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计
的示数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
丙
丁
1.6
变大
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