2024內(nèi)蒙古中考物理二輪專題研究 第十二講 第1節(jié) 杠桿（課件）

杠桿第1節(jié)知識(shí)精講1考點(diǎn)清單實(shí)驗(yàn)突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升2實(shí)驗(yàn)

探究杠桿的平衡條件內(nèi)蒙古中考真題及拓展3圖說物理重難點(diǎn)突破簡單機(jī)械滑輪杠桿定義五要素杠桿的平衡條件定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組三種功定義機(jī)械效率的理解計(jì)算公式等臂杠桿特點(diǎn)省力杠桿特點(diǎn)機(jī)械效率其他簡單機(jī)械使用輪軸或斜面能省力但費(fèi)距離杠桿的分類特點(diǎn)知識(shí)精講考點(diǎn)清單一、定義：如圖所示，在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，叫做杠桿.二、五要素1、支點(diǎn)：杠桿可以繞其自由轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，即圖中的O點(diǎn)；2、______：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，即圖中的F1；3、______：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，即圖中的F2；4、動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到______________的距離，即圖中的L1；5、阻力臂：從支點(diǎn)O到______________的距離，即圖中的L2.

動(dòng)力阻力動(dòng)力F1作用線阻力F2作用線三、杠桿的分類種類省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿示意圖(F1為動(dòng)力)力臂關(guān)系L1____L2L1____L2L1____L2力的關(guān)系F1____F2(省力)F1____F2(費(fèi)力)F1___F2(既不省力也不費(fèi)力)距離情況____距離____距離不省距離也不費(fèi)距離應(yīng)用用撬棒撬石塊，用鋼絲鉗剪鋼絲等用釣魚竿釣魚，用筷子夾食物，用鑷子夾砝碼等天平、蹺蹺板等＞＜＝＜＞＝費(fèi)省四、杠桿的平衡條件：阿基米德首先發(fā)現(xiàn)了杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂．也可以寫作：____________(用圖中字母表示)．F1l1＝F2l2圖說物理命題點(diǎn)：杠桿類型的判斷1.圖中所示工具，在使用過程中屬于省力杠桿的是______，屬于費(fèi)力杠桿的是_____．(2022天津10改編)(RJ八下P80圖12.1－5)ACB命題點(diǎn)：杠桿類型的判斷、杠桿平衡條件及應(yīng)用

2.如圖是自行車手閘示意圖，手閘是一個(gè)_______(選填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿，當(dāng)圖中手對(duì)車閘的作用力F＝10N時(shí)，剎車?yán)€受到力的大小為____N.(RJ八下P80圖12.1－6圖2)省力40命題點(diǎn)：杠桿平衡條件的應(yīng)用3.如圖所示搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車使用時(shí)可視為______(選填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿，生活中這類杠桿還有________(舉出一例)，若磚頭和獨(dú)輪車總重力為1200N，要將扶手抬起，則人向上施加的力F的大小為______N，在不改變總重力的情況下，為了更省力，工人可以采取的措施是______________________________(寫出一點(diǎn)即可).(2022綏化9改編)(RJ八下P80圖12.1－8)省力開瓶器360

手握處向遠(yuǎn)離車箱的方向移動(dòng)重難點(diǎn)突破方法指導(dǎo)1.杠桿力臂的畫法(1)找點(diǎn)：確定支點(diǎn)O；(2)畫線：畫動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候用虛線將力的作用線延長；(3)作垂線段：從支點(diǎn)O向力的作用線引垂線，畫出垂足；(4)標(biāo)三要點(diǎn)(垂足、力臂、力)：從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，標(biāo)上字母l1或l2，分別表示動(dòng)力臂或阻力臂．一、杠桿作圖2.杠桿“最小力”的作圖步驟(1)動(dòng)力作用點(diǎn)要選在杠桿上距支點(diǎn)最遠(yuǎn)處；(2)連接動(dòng)力作用點(diǎn)和支點(diǎn)；(3)過動(dòng)力作用點(diǎn)，作其與支點(diǎn)連線的垂線；(4)根據(jù)動(dòng)力與阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，確定動(dòng)力的方向，并標(biāo)上字母.類型1指定力臂作圖例1生活中常常會(huì)用到許多工具，達(dá)到省力的目的．如圖所示是小明使用羊角錘撬鐵釘時(shí)的示意圖，請(qǐng)你畫出動(dòng)力F的力臂l.l例2如圖所示，拉桿式行李箱在拉力F的作用下靜止在斜坡上，請(qǐng)畫出拉力F的力臂l.l類型2畫最小動(dòng)力例3

(2022巴中)如圖所示，輕質(zhì)杠桿OMN上掛一重物，為使杠桿在圖中位置平衡，請(qǐng)?jiān)贜端畫出最小力的示意圖．F例4如圖甲是一種蔬菜擠水器，把蔬菜放在漏水器中，向下壓手柄，能將菜里的水分?jǐn)D出．其手柄可以看做一個(gè)杠桿，圖乙是其簡化的示意圖，圖中O為支點(diǎn)，F(xiàn)2是其受到的阻力．請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出阻力F2對(duì)應(yīng)的阻力臂l2；在A點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F1的示意圖．l2F1二、杠桿平衡條件及其應(yīng)用例5

如圖所示，長為1.2m的輕質(zhì)水平木桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿的B端用細(xì)線懸掛一正方體物塊M，使該物塊靜止在水平桌面上，該物塊的邊長為10cm，質(zhì)量為1.2kg，已知AB長度是OB長度的4倍．在A端用F拉＝3N的力豎直向下拉木桿時(shí)，求：(g取10N/kg)一題多設(shè)問(1)B端繩對(duì)物塊的拉力；(2)物塊對(duì)桌面的壓強(qiáng)．解：(1)由杠桿的平衡條件可得：F拉×3L＝FB×L，解得FB＝9N(2)物塊的重力GM＝mMg＝1.2kg×10N/kg＝12N物塊對(duì)桌面的壓力F壓＝GM－FB＝12N－9N＝3N物塊對(duì)桌面的壓強(qiáng)p＝

＝300Pa變式1：(改變力的方向)若力的方向如圖所示時(shí)，求剛好能拉動(dòng)物塊時(shí)拉力的大?。猓河筛軛U的平衡條件可得：F×L′＝GM×L，剛好能拉動(dòng)物塊時(shí)的拉力故F＝

＝8N變式2：(改變力臂長度)如圖所示，在木桿上O點(diǎn)放另一物塊N，使質(zhì)量為0.6kg的物塊N以0.2m/s的速度勻速向左移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，物塊M對(duì)地面的壓強(qiáng)剛好為零，求物塊N運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．解：物塊N的重力GN＝mNg＝0.6kg×10N/kg＝6N，由杠桿的平衡條件可得：GN×L″＝GM×LL＝

AB＝0.3m代入數(shù)據(jù)可得L″＝

＝0.6m故物塊N運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝

＝3s實(shí)驗(yàn)突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升探究杠桿的平衡條件

實(shí)驗(yàn)圖示法過實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置：1.鉤碼的作用：改變動(dòng)力F1和阻力F2的大小2.掛鉤碼前的操作：(1)支點(diǎn)處于杠桿中央的目的：避免__________對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響(2)通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿平衡(左高向___調(diào)，右高向___調(diào))杠桿自重左右3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件是__________________________________(F1l1

＝F2l2)4.注意事項(xiàng)：(1)實(shí)驗(yàn)過程中_______(選填“能”或“不能”)調(diào)節(jié)平衡螺母(2)實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)杠桿處于水平平衡狀態(tài)的目的：便于測(cè)量_______動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂不能力臂一題多設(shè)問設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)例小明和他的同學(xué)們利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn).(1)實(shí)驗(yàn)中將質(zhì)量分布均勻的杠桿的中點(diǎn)作為支點(diǎn)，其目的是____________對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響．杠桿兩端平衡螺母的作用是__________________________________.消除杠桿自重

不掛鉤碼時(shí)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡(2)靜止于支架上的杠桿如圖甲所示，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向____調(diào)節(jié)，使杠桿處于水平平衡狀態(tài)，這樣做的目的是為了便于_________．杠桿水平平衡后，在實(shí)驗(yàn)過程中，________(選填“可以”或“不可以”)再調(diào)節(jié)平衡螺母.左測(cè)量力臂不可以分析與論證(3)在杠桿兩端不同的位置掛不同數(shù)量的鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，得到下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)序號(hào)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.02021021.51011532151.520①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出杠桿的平衡條件：___________________________________________．②小明多次測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)的目的是______________(選填“減小誤差”或“尋找普遍規(guī)律”)．

動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂(或F1L1

＝F2L2

)尋找普遍規(guī)律(4)(2022廣安改編)如圖乙所示，在B點(diǎn)掛鉤碼使杠桿平衡后，若從杠桿的兩側(cè)同時(shí)減掉一個(gè)鉤碼，那么杠桿的_____(選填“右”或“左”)端下沉．保持左邊鉤碼數(shù)量不變(2個(gè)鉤碼)，要使杠桿重新平衡，可進(jìn)行的操作是________________________________________________(寫出一種方案)．右在右邊第2格處掛4個(gè)鉤碼(或在右邊第4格處掛2個(gè)鉤碼)(5)(2022柳州改編)實(shí)驗(yàn)中改用彈簧測(cè)力計(jì)替換B點(diǎn)的鉤碼，始終豎直向下拉杠桿，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度，如圖丙所示．此過程中，拉力的力臂_______，拉力的大小_______．(均選填“變大”、“變小”或“不變”)變小不變(6)同組的小華為了能直接讀出力臂，利用如圖丁所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).①為使杠桿保持水平平衡，且方便測(cè)量力臂，則彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿的拉力方向是___________.②杠桿平衡后，小華將彈簧測(cè)力計(jì)向右轉(zhuǎn)過一定角度，沿圖丁虛線方向拉動(dòng)，杠桿重新水平平衡后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)_______(選填“變大”、“變小”或“不變”)．若彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向與杠桿的夾角為30°，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為____N.豎直向下變大1③只借助杠桿上的刻度線，右側(cè)只使用彈簧測(cè)力計(jì)，左側(cè)只懸掛重物.若彈簧測(cè)力計(jì)的量程是0～5N，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，通過計(jì)算可知，懸掛的重物最重可達(dá)_____N.25評(píng)估與交流(7)(2023成都改編)下列四個(gè)因素中，不會(huì)帶來實(shí)驗(yàn)誤差的是____．A.鐵架臺(tái)自身的重力足夠大B.單個(gè)鉤碼的重力不完全相等C.懸掛鉤碼的繩套重力偏大D.杠桿與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦偏大A(8)(難點(diǎn)·實(shí)驗(yàn)評(píng)估)(2021東營改編)實(shí)驗(yàn)后，小明提出新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是利用如圖戊所示的裝置進(jìn)行探究，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為動(dòng)力F1，鉤碼重力為阻力F2，圖中拉力F1＝______N．多次調(diào)整力和力臂的大小進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)F1L1總是大于F2L2，其原因是_______________________．戊2.4杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響變式(2021宜昌改編)小玲同學(xué)在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)如表格所示．于是她認(rèn)為杠桿的平衡條件應(yīng)為F1＋L1＝F2＋L2；而小明則認(rèn)為實(shí)驗(yàn)還需要進(jìn)一步改進(jìn)．你認(rèn)為小玲總結(jié)的杠桿的平衡條件是______(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的，判斷的依據(jù)是_______________________.實(shí)驗(yàn)序號(hào)F1/NL1/cmF2/NL2/cm134432455435665錯(cuò)誤不同的物理量不能相加(9)(生活實(shí)踐)杠桿在生活中有很多應(yīng)用，現(xiàn)欲使如圖己所示的靜止蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，小男孩可以采取的做法是________________________.己遠(yuǎn)離支點(diǎn)(或向后端移動(dòng))內(nèi)蒙古中考真題及拓展命題點(diǎn)1杠桿的特點(diǎn)(赤峰2考)1.(2022赤峰5題3分)在如圖所示的四種工具中，正常使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是(

)D拓展訓(xùn)練2.(2021衡陽)如圖所示，是我國古代《墨經(jīng)》最早記述的秤的杠桿原理，有關(guān)它的說法正確的是(

)A.“標(biāo)”“本”表示力，“權(quán)”“重”表示力臂B.圖中的B點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)C.“權(quán)”小于“重”時(shí)，A端一定上揚(yáng)D.增大“重”時(shí)，應(yīng)該把“權(quán)”向A端移動(dòng)D3.(2021鐵嶺)如圖是小明用一根木棒撬動(dòng)水平地面上石頭的情景，為了更省力，小明應(yīng)沿__________(選填“豎直”或“垂直木棒”)方向向下壓木棒.若想省更多的力，小明可以將作為支點(diǎn)的石塊O向____(選填“左”或“右”)適當(dāng)移動(dòng)．垂直木棒右命題點(diǎn)2杠桿作圖[包頭2023.10(1)，赤峰5考]類型1力學(xué)作圖(赤峰2考)4.[2023通遼17(2)題1分]請(qǐng)?jiān)趫D中畫出拉力F的力臂l.l5.[2023赤峰15(2)題2分]工人沿臺(tái)階向上滾動(dòng)圓柱形塑料桶如圖所示．他在A點(diǎn)施加力F使塑料桶繞O點(diǎn)向上滾動(dòng)，請(qǐng)畫出F的力臂．l類型2力臂及指定力作圖(赤峰5考)6.[2021赤峰15(2)題2分]如圖所示，用一根硬棒通過支點(diǎn)O撬起石頭，畫出石頭所受重力G的示意圖，以及力F的力臂l.Gl7.(2021通遼19題2分)如圖所示是一種抽水馬桶水箱自動(dòng)上水裝置的示意圖．當(dāng)水箱內(nèi)的水達(dá)到一定高度時(shí)，浮標(biāo)帶動(dòng)杠桿AOB壓住入水口，停止上水．請(qǐng)?jiān)趫D中畫出動(dòng)力F1、阻力F2和動(dòng)力臂L1.F1F2L1類型3最小力作圖[包頭2023.10(1)]8.(2022通遼19題2分)如圖所示，杠桿提升靜止在地面的重物，請(qǐng)畫出沒有用杠桿拉起重物時(shí)，重物在豎直方向上受力的示意圖；當(dāng)用杠桿拉起重物時(shí)，請(qǐng)畫出在杠桿A點(diǎn)施加最小力F的示意圖．GF支F9.(2022鄂爾多斯17題2分)如圖是一種活塞式抽水機(jī)的示意圖．其中手柄AOB是一個(gè)杠桿．請(qǐng)?jiān)趫D中畫出手柄被扶起過程中作用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力F1及其力臂．l1F1命題點(diǎn)3杠桿平衡條件的應(yīng)用(呼和浩特3考，包頭2考)類型1杠桿平衡條件的相關(guān)判斷(包頭2考，常在選擇題中綜合考查)拓展訓(xùn)練10.(2021泰州)如圖，在均勻杠桿的A處掛3個(gè)鉤碼，B處掛2個(gè)鉤碼，杠桿恰好在水平位置平衡．下列操作中，仍能使杠桿在水平位置平衡的是(所用鉤碼均相同)(

)A.兩側(cè)鉤碼同時(shí)向支點(diǎn)移動(dòng)一格B.兩側(cè)鉤碼下方同時(shí)加掛一個(gè)鉤碼C.左側(cè)加掛一個(gè)鉤碼，右側(cè)加掛兩個(gè)鉤碼D.左側(cè)拿去一個(gè)鉤碼，右側(cè)鉤碼向左移動(dòng)一格D11.(2021棗莊改編)如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木桿的右端施加一個(gè)始終垂直于木桿的作用力F，使木桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，力F的大小將(

)A.先變大，后變小B.先變小，后變大C.一直是變大的D.一直是變小的C變式1：如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞

O

點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木桿的右端施加一個(gè)始終水平的作用力F.使木桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，力

F

的大小將_______．變大變式2：如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞

O

點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木桿的右端施加一個(gè)始終豎直向上的作用力F.使木桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，力

F

的大小將_______．不變類型2杠桿平衡條件相關(guān)計(jì)算(呼和浩特3考)12.(2022鄂爾多斯14題2分)如圖，用一輕直桿把飛機(jī)機(jī)翼模型固定在輕質(zhì)杠桿上，直桿始終與杠桿垂直，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉，使杠桿始終在水平位置平衡．彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖中的放大圖．那么機(jī)翼模型所受的重力為_____N．當(dāng)對(duì)模型水平向右吹風(fēng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將_____(選填“變大”、“不變”或“變小”)．2.4變小13.(2023呼和浩特16題4分)如圖甲所示是大剛同學(xué)兩手做俯臥撐時(shí)的示意圖．他的身體可視為杠桿．如圖乙所示，O點(diǎn)為支點(diǎn)，A點(diǎn)為重心．已知每只手所受的支持力大小為200N，(g取10N/kg)求：(1)若每只手掌與水平地面的接觸面積為100cm2，計(jì)算手掌對(duì)地面的壓強(qiáng)；(2)該同學(xué)的質(zhì)量．解：(1)每只手所受的支持力大小為200N，根據(jù)相互作用力的特點(diǎn)可知，兩個(gè)手掌對(duì)地面的壓力為F＝2×200N＝400N兩只手掌與水平地面的接觸面積為S＝2×100cm2＝200cm2＝0.02m2則手掌對(duì)地面的壓強(qiáng)為p＝

＝2×104

Pa(2)根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，F(xiàn)L1＝GL2該同學(xué)的重力為G＝

＝600N該同學(xué)的質(zhì)量為m＝

＝60kg14.(2023呼和浩特)解放前，我國經(jīng)濟(jì)很落后，一些地區(qū)過著極其原始的生活．如圖所示，就是為了解決飲水問題，需要到很遠(yuǎn)地方挑水的示意圖．為了防止道路不好水濺出桶外，在水面上覆蓋木板(如圖)．若一個(gè)木板質(zhì)量為500g，密度為0.8×103kg/m3，每個(gè)桶內(nèi)水深30cm(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)．求：(1)桶底受到的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)；(2)一個(gè)木板受到的浮力及靜止時(shí)露出水面的體積；(3)扁擔(dān)與繩質(zhì)量忽略不計(jì)，扁擔(dān)長度1.5m，每桶水總重180N，扁擔(dān)與肩膀接觸點(diǎn)距離扁擔(dān)右端55cm，支撐手距離扁擔(dān)左端也是55cm，則支撐手受到的扁擔(dān)產(chǎn)生的壓力．解：(1)桶底受到水產(chǎn)生的壓強(qiáng)p＝ρ水gh＝1.0×103

kg/m3