2025年新疆中考物理复习专训-专项第11讲 简单机械 第1节 杠杆

第11讲　简单机械 第1节　杠杆 2025年新疆中考物理复习专训---专项　 实验 探究杠杆的平衡条件 考点梳理 1 纵向实验分层练 2 新疆真题及变式 3 简单机械 杠杆 五要素 杠杆的平衡条件 杠杆分类 定义 滑轮 斜面 定滑轮 动滑轮 斜面 机械 效率 有用功 和额外功 机械图示、特点 计算公式 提高机械效率的方法 定义 其他简单机械 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 考点梳理 一、定义：在力的作用下能绕着固定点O转动的硬棒称为杠杆． 二、五要素 1. 支点：杠杆可以绕其转动的点，如图中点O. 2. 动力：使杠杆转动的力，如图中____． 3. 阻力：阻碍杠杆转动的力，如图中____． 4. 动力臂：从支点O到______________的距离，如图中____． 5. 阻力臂：从支点O到______________的距离，如图中____． F1 F2 动力F1作用线 l1 阻力F2作用线 l2 三、杠杆的平衡条件 1. 当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了 2. 杠杆的平衡条件：____________________________．用字母表示可以写作：____________． 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1＝F2l2 四、杠杆分类　 种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂 动力臂l1___阻力臂l2 动力臂l1___阻力臂l2 动力臂l1__阻力臂l2 特点 省力，但费_______ 省距离，但费______ 不省力也不省距离 ＞ ＜ ＝ 距离 力 1. 实验装置(如图) 2. 杠杆平衡状态的判断(处于静止状态)[2019.20(1)第1空] 3. 杠杆重心位置判断(左低右高，杠杆的重心位于支点O的左侧；左高右低，杠杆的重心位于支点O右侧)[2024.20(1)第1空] 实验要点梳理 纵向实验分层练 实验 探究杠杆的平衡条件(2024.20、2019.20) 4. (1)实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，左边高向左调，右边高向右调；实验过程中_____调节平衡螺母[2024.20(1)第2空，2019.20(1)第2空] (2)实验前使支点处于杠杆中点(避免__________对实验结果产生影响) (3)实验中，调节杠杆在水平位置平衡的目的(便于测量力臂) (4)进行多次实验的目的(使得出的结论更具有普遍性) (5)将一端钩码换成弹簧测力计的好处(能直接测出 拉力的大小，且可以改变力的方向) 不能 杠杆自重 5. 杠杆平衡条件的应用 (1)在平衡杠杆的两端加、减钩码或移动钩码位置后杠杆的偏转情况 (2)计算力或力臂，或判断杠杆平衡时某端所挂钩码的个数[2019.20(3)] (3)保持杠杆始终水平平衡，当弹簧测力计由竖直拉杠杆改为倾斜拉杠杆时示数的变化情况(弹簧测力计拉力的力臂减小，示数变大)[2024.20(2)，2019.20(2)] 6. 对实验方案及结论的评估 7. 杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 (F1l1＝F2l2)[2024.20(3)] 例　(2019新疆20题改编)实验小组同学做“探究杠杆平衡条件”的实验，用到的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、重力为0.5 N的钩码若干. 【证据】 (1)[2019新疆20(1)题改编]实验前，放在水平桌面 上的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，为使 杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 ____(选填“左”或“右”)调节. 一题多设问 (依据2022年版课标科学探究的四要素设问) 甲 平衡 右 (2)[操作细节]杠杆水平平衡后，在杠杆两端挂上适当的钩码，杠杆右端下沉，此时可进行的操作是___(填字母)，使杠杆重新在水平位置平衡. A. 向左调节平衡螺母 B. 移动钩码的位置 C. 向右调节平衡螺母 甲 B 乙 (3)如图乙所示，杠杆已经水平平衡，设左端钩码对杠杆的拉力为动力F1，右端钩码对杠杆的拉力为阻力F2，则动力臂为____m，阻力F2为_____N. 0.1 0.5 【解释】 (4)接着在水平平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，并移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如下表所示.分析可得杠杆的平衡条件是________________________________________. (5)本实验测量多组数据的目的是______________. 实验次序 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1.5 0.1 1.0 0.15 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 2.0 0.1 1.0 0.2 F1l1＝F2l2(或动力×动力臂＝阻力×阻力臂)　 寻找普遍规律 【交流】 (6)[方案评估]同学小华看了实验数据后指出：现有方案有一定的局限性，原因是实验过程中____(填字母). A. 没有改变力的大小 B. 没有改变力的方向 C. 没有改变力的作用点 实验次序 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1.5 0.1 1.0 0.15 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 2.0 0.1 1.0 0.2 B (7)[现象分析][2019新疆20(2)(3)题改编]①另一小组在杠杆左端挂上2个重力为2.5 N的钩码，用量程为5 N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如图丙中M所示)，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为2.5 N；若弹簧测力计斜向上拉(如图丙中N所示)，杠杆在水平位 置平衡时，弹簧测力计的示数_____(选填“大 于”或“小于”)2.5 N，此时拉力的方向与竖直 方向的最大夹角为_____(选填“30°”“45°”或 “60°”). 丙 大于 60° ②若杠杆上每个平衡螺母的质量为m，杠杆的总质量(含两个平衡螺母)为50m.实验前，调节杠杆在水平位置平衡的过程中，若只将右端的平衡螺母移动了距离L，则调节前后杠杆(含两个平衡螺母)的重心在杆上移动的距离为_____(选填“”“”或“”). 丙 (8)[创新装置]物理老师自制了如图丁a所示的“杠杆力臂演示仪”(杠杆自身重力和摩擦力不计，O点为螺母位置).先使杠杆AB水平平衡，再松开螺母保持OA端不动、重物G1位置不变，将杆OB向下折一个角度后，若重物G2的位置不动，则图丁b中杠杆AB'将沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动，要使杠杆AB'在 图丁b位置平衡，则重物G2应移动到　 _____(选填“①”“②”或“③”)的位置. 丁 逆时针 ② (9)[生活实践]小明家有个木衣架如图戊所示，有一次他将书包挂在衣架A处时，衣架倾倒.为了防止衣架再次倒下，在挂书包时可采取的做法是：　　　　　　_____________________________________________________.(合理即可) 戊 同时在挂钩另一侧挂上衣服(或在衣架另一侧底部压上重物等) 新疆真题及变式 命题点 1 1. (2024阿克苏地区三模)下列几种工具，使用时属于费力杠杆的是(　　) A. 测量质量的天平　　 B. 剪铁皮的剪刀 C. 撬铁钉的锤子 D. 夹取食物的筷子 杠杆类型的判断 拓展训练 D 2. [支点在杠杆中间](2021新疆9题2分)如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂l阻和动力F动的变化情况是(　　) A. l阻不变，F动变大 B. l阻不变，F动不变 C. l阻变大，F动变大 D. l阻变大，F动不变 命题点 2 杠杆平衡条件的应用(2021.9) C 3. (2024乌鲁木齐模拟)用如图所示的核桃夹夹核桃，在A点用力FA或在B点用力FB捏核桃夹时，核桃上表面受到的压力大小均为F，则(　　) A. F＞FA＞FB B. FA＞F＞FB C. FB＞FA＞F D. FA＞FB＞F 拓展训练 A 4. (2024天山区校级模拟)如图所示的甲、乙两个M形硬质轻杆可绕中间转轴O灵活转动，杆两端分别用细绳悬挂两个质量相等的重物.现保持平衡状态.用手使两个右端的重物略微下降一小段距离后再松手，能恢复到原来平衡位置的是(　　) A. 只有甲 B. 只有乙 C. 甲和乙 D. 都不能 B (1)找支点：杠杆上的固定点，一般题中会给出. (2)画力的作用线：画出动力及阻力的作用线，若需要画力的延长线应用虚线. (3)画力臂：从支点向力的作用线引垂线，标出直角符号. (4)标符号：力臂用虚线＋大括号(或实线＋双箭头)，并标上相应的字母. 命题点 3 杠杆作图[2023.17(2)、2022.17(2)、2020.17(2)] 类型1　力及力臂作图 方法指导 5. [2023新疆17题(2)2分]请在图中根据静止的杠杆的动力臂l1画出动力F1的示意图. F1 6. [2022新疆17题(2)2分]请在图中画出木棒此时所受重力的示意图以及重力的力臂l(O点为转轴，O'点为木棒的重心). G l (1)找最小力的作用点：若题中未给出，则杠杆上距离支点最远的点即为最小力的作用点. (2)画最小力的力臂：连接支点和最小力的作用点，该线段就是最小力对应的力臂. (3)确定最小力的方向：与最大动力臂垂直，并根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反确定最小力的方向. (4)标符号：按规范作出力臂，标出力、力臂的符号. 类型2　最小力作图 方法指导 7. (2024疏勒县校级二模)在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F. 拓展训练 l F 8. (2024新疆20题10分)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中： (1)实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的___ (选填“左”或“右”)侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向____(选填“左”或“右”)调，直至杠杆在水平位置平衡. 命题点 4 探究杠杆的平衡条件(2024.20、2019.20) 左 右 (2)实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5 N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为___N，夹角θ为____度. 3 30 (3)上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ，则弹簧测力计的示数可能为_____(选填“2.9”或“3.1”)N. 3.1 $$