内容正文:
物理
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第1课时 杠 杆
知识网络梳理
01
经典例题详解
02
安徽中考精选
04
全国真题精选
05
实验突破
03
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定义 在力的作用下绕着① 转动的② 叫杠杆 (1)杠杆可直可曲,形状任意
(2)在力的作用下不易发生形变
五要素 支点 杠杆绕着转动的固定点,用“O”表示 动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点在③ 上;动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向④_________
动力 使杠杆转动的力,用“F1”表示
阻力 阻碍杠杆转动的力,用“F2”表示
动力臂 从支点到动力作用线的距离,用“L1”表示
阻力臂 从支点到阻力作用线的距离,用“L2”表示
相反
杠杆
硬棒
固定点
杠
杆
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名称 结构特征 特点 应用举例
省力杠杆 动力臂
⑤ 阻力臂 省⑥ 、
费⑦ 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等
费力杠杆 动力臂
⑧ 阻力臂 费⑨ 、
省⑩ 缝纫机踏板、起重臂、镊子、理发剪刀、钓鱼竿等
等臂杠杆 动力臂
⑪ 阻力臂 不省力、不费力 天平、定滑轮、跷跷板等
距离
力
距离
力
等于
小于
大于
杠杆分类
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平衡条件 杠杆平衡 杠杆⑫ 或⑬
调节 调节杠杆两端的⑭ ,
使杠杆在⑮ 平衡 (1)目的:可以方便地从杠杆上读出⑯ 的大小;消除杠杆自身重力对实验产生的影响
(2)调节方法:左端高向左调,右端高向右调
杠杆的平
衡条件 表达式:
⑰
公式: ⑱ 或= 动力臂和阻力臂的比值不变,动力和阻力的比值也不变
力臂
F1L1=F2L2
动力×动力臂=阻力×阻力臂
水平位置
平衡螺母
匀速转动
静止
杠杆平衡
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典例1 (2024·广元)图甲中是用来压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是其简化示意图。图中O为支点,F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1。
经典例题详解
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[解析]过支点O作力F2的作用线的垂线,即为阻力臂l2;作用在A点的最长力臂为OA,作OA的垂线,方向斜向下即为动力F1。
[答案]
经典例题详解
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典例2 (2024·花山区一模)如图为小华制作的斜拉索大桥模型,她用长30 cm,重4 N的质地均匀分布的木条OA做桥面,立柱GH做桥塔,OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,桥面OA实质是一种杠杆,保持桥面水平,细线对OA的拉力F= N。
经典例题详解
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[解析]由图可知,OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,所以桥面OA实质是一种杠杆;过支点向拉力的作用线作垂线,这条垂线段就是拉索对桥面拉力F的力臂L,如图所示,在Rt△AOB中,∠A=30°,则L=OA=0.15 m;木板均匀,重心在中点,根据杠杆的平衡条件,FL=G×OA,则F==4 N。
[答案]4
经典例题详解
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[实验装置]
[交流与反思]
1.挂钩码前把杠杆调节在水平位置平衡,是为了③ _
,此时杠杆重力的力臂等于④ _
2.挂钩码后把杠杆调节在水平位置平衡,便于读出力臂的值,此时支点到拉力作用点的距离和支点到拉力作用线的距离
⑤ _
[实验器材]铁架台、钩码、杠杆(带刻度)等
[实验结论]杠杆的平衡条件是动力×动力臂=① 或② _
相等
0
重力对实验产生影响
避免杠杆
F1l1=F2l2
阻力×阻力臂
实验 探究杠杆的平衡条件
实验突破
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小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件,实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
实验突破
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基础考法
(1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了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
是
实验突破
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分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是
。
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2,测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如下表:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
… … … … …
实验突破
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(3)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会 (选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(4)在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的目的是 (填字母)。
A.避免实验的偶然性,便于得到普遍规律
B.取平均值,减小误差
A
右端下沉
实验突破
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能力提升
(5)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,则
Fa (选填“>”“<”或“=”)Fb。
<
实验突破
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(6)如图所示,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中,F的大小将 。
A.不变 B.变小
C.变大 D.先变大后变小
C
实验突破
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(7)小明根据自己的实验数据,得到如下结论: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。这个结论与杠杆的平衡条件不符,原因是实验过程中没有
(填序号)。
①改变力的大小 ②改变力的方向 ③改变力的作用点
②
实验突破
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(8)小明改变实验方法,如图所示,重心C点不再是支点,并在A点仍挂两个钩码,对杠杆的拉力为FA,用校过零的弹簧测力计正确地测出B点使杠杆水平平衡时的拉力FB,则FB·LOB (选填“>”“<”或“=”)FA·LOA。
>
实验突破
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核心素养
(9)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成,如图所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤钩较 (选填“近”或“远”)的提纽。
近
实验突破
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考点1 杠杆的作图
1.(2016·安徽)拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图所示。已知OA=1.0 m,OB=0.2 m,箱重G=120 N,请画出使箱子在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F的示意图,且F= N。
24
受力示意图如图所示
安徽中考精选
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考点2 杠杆的平衡条件
2.(2024·安徽)如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20 N,l1=10 cm,l2=4 cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为 N。
50
安徽中考精选
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3.(2023·安徽)如图1,爸爸和小红坐在跷跷板的两侧,在水平位置保持平衡。将其简化成图2所示的杠杆,不计杠杆自重的影响,若小红的质量为15 kg,则爸爸的质量为
kg。
60
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考点3 探究杠杆的平衡条件
4.(2022·安徽)用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件,通过正确的实验操作,得到下表中的数据。
甲 乙
实验
次数 动力
F1/N 动力臂
l1/m 阻力
F2/N 阻力臂
l2/m
1 3.0 0.20 2.0 0.30
2 2.0 0.15 1.5
3 1.5 0.20 1.0 0.30
… … … … …
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(1)第2次实验数据中的阻力臂l2应为 m。
(2)第3次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动),如图乙所示,不计摩擦,杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是 。
右端钩码对杠杆的拉力的力臂变小
不能
0.20
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考点1 杠杆作图
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,如图所示。请在图中画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。
如图所示
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考点2 杠杆的分类
2.(2024·河南)人体中有很多结构可简化为杠杆。如图,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,这是一种 杠杆,此过程中肱二头肌收缩的距离
(选填“大于”“小于”或“等于”)手移动的距离。
小于
费力
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A.筷子 B.瓶起子 C.核桃夹 D.榨汁器
3.(2024·临沂)2023年9月24日,中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠,斩获杭州亚运会首金。如图所示,赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( )
A
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考点3 杠杆平衡条件的应用
4.(2024·上海)在杠杆平衡时,阻力F2的大小为90 N,阻力臂L2为0.2 m,动力臂L1为0.6 m,动力F1的大小为 N。
30
全国真题精选
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5.(2024·白银)用如图所示的扳手拧螺丝时,一只手稳住扳手的十字交叉部位,另一只手用同样大小和方向的力在
(选填“A”“B”或“C”)点更容易拧动螺丝,原因是 。
在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力
C
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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。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。
1
600
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7.(2024·广安)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示,已知A点所挂拗石重力为100 N,OA∶OB=2∶1,两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向,忽略横杆和绳的重力(ρ水=1.0×103 kg/m3)。下列说法错误的是( )
A.桔槔平衡时,桶内水的体积为2×10-2 m3
B.桔槔是杠杆装置
C.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为1∶2
D.要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A向远离O点方向移动
A
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8.(2024·贵州改编)如图甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图,B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时,下列分析错误的是( )
A.压力作用于A点,可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B.只要压力作用于凳面的中间,则条凳一定不会上翘
C.只要在A、D点同时施加压力,则条凳一定不会上翘
D.在B或C点施加一个压力,则条凳一定不会上翘
C
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