年浙江省中考科學(xué)一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)提升課件杠桿

杠桿

要點(diǎn)1杠桿（一）杠桿的定義、五要素和杠桿示意圖1.定義：在力的作用下，能繞

固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的

硬棒叫做杠桿。杠桿可以是直的，也可以是彎的。固定點(diǎn)硬棒④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離（垂線段），用字母L1表示。⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離（垂線段），用字母L2表示。2.杠桿的五要素①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母O表示。②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F1表示。③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F2表示。3.杠桿示意圖（二）研究杠桿的平衡條件1.杠桿平衡指杠桿處于

靜止或

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。2.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在

水平位置平衡，目的是

便于從杠桿上直接量出力臂。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是

F1L1＝F2L2

（用公式表示）。靜止勻速轉(zhuǎn)動(dòng)水平位置便于從杠桿上直接量出力臂F1L1＝F2L2

（三）杠桿的類型名稱結(jié)構(gòu)特征特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動(dòng)力臂

＞

阻力臂省力、

費(fèi)距離撬棒、鍘刀、

動(dòng)滑輪、

羊角錘、鋼絲鉗費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂

＜

阻力臂費(fèi)力、

省距離起重臂、人的前臂、理發(fā)剪刀、

釣魚竿等臂杠桿動(dòng)力臂

＝

阻力臂不省力，不費(fèi)力

天平、

定滑輪＞

費(fèi)動(dòng)羊角錘＜

省釣魚竿＝

天平定（四）人體中的杠桿1.人的頭顱－－等臂杠桿抬頭時(shí)，可以在頸部找到杠桿，杠桿的支點(diǎn)在脊柱之頂，支點(diǎn)后的肌肉收縮提供動(dòng)力，頭顱的重力是阻力。這個(gè)杠桿幾乎是個(gè)等臂杠桿。

2.人的手臂－－費(fèi)力杠桿肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)，肱二頭肌肉所用的力是動(dòng)力，重物對(duì)手向下的壓力是阻力，顯然人的前臂是費(fèi)力杠桿。雖然費(fèi)力，但是可以省距離（少移動(dòng)距離），提高工作效率。

3.踮腳－－省力杠桿腳掌前端是支點(diǎn)，人體的重力是阻力，小腿肌肉產(chǎn)生的拉力是動(dòng)力。這種杠桿可以克服較大的體重。

例1如圖是實(shí)驗(yàn)常用的試管夾，O是支點(diǎn)，使用時(shí)用力向下按圖示按壓處可打開(kāi)試管夾。下列能正確表示使用該試管夾時(shí)的杠桿示意圖是（

D

）D跟蹤訓(xùn)練1用如圖甲小車，搬運(yùn)煤氣罐上樓，比直接扛上樓要省力的多。如圖乙是小車實(shí)際搬運(yùn)煤氣罐上樓的情形。如果要使小車上一個(gè)臺(tái)階，正確的操作順序是手握小車把手K，將力作用在K上，改變用力的方向就可完成。那么上一個(gè)臺(tái)階，合理的支點(diǎn)順序是（

B

）

甲

乙BA.

a－b－cB.

b－c－aC.

c－b－aD.

b－a－c例2某校組織學(xué)生去贛州福壽溝博物館研學(xué)，參觀了世界上先進(jìn)的古代排水系統(tǒng)。如圖所示，是福壽溝的工作原理簡(jiǎn)化示意圖，其中有一個(gè)獨(dú)特的設(shè)計(jì)－－“水窗”。當(dāng)江水水位低于水窗時(shí)，城內(nèi)水通過(guò)福壽溝將水窗沖開(kāi)流入江中，該水窗類似于

杠桿（填寫簡(jiǎn)單機(jī)械名稱）；當(dāng)江水水位高于水窗位置時(shí)，隨著水位的上升，水窗受到江水的壓強(qiáng)

增大，水窗處于關(guān)閉狀態(tài)，阻止江水倒灌。杠桿增大跟蹤訓(xùn)練2圖1中工人用工具搬運(yùn)石頭，該工具可簡(jiǎn)化成圖2中杠桿AB，移動(dòng)支架，可使支點(diǎn)O在AB間移動(dòng)。桿水平靜止，忽略桿重；

圖1

圖2

（2）同一石頭仍懸掛在桿B端，人對(duì)桿A端的壓力方向不變，只通過(guò)移動(dòng)支點(diǎn)O使該壓力變小，桿仍保持水平靜止，支點(diǎn)O應(yīng)向

B

（選填“A”或“B”）端移動(dòng)。

B

例3為了防止門被風(fēng)吹動(dòng)，常在門背后和墻上安裝如圖甲所示的“門吸”。圖乙是簡(jiǎn)化后的模型。門可以繞軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，門寬為1.2米?！伴T吸”與O位置關(guān)系、“門吸”引力大小和方向如圖乙所示。（摩擦力忽略不計(jì)）（1）關(guān)門所需的最小力F是

4

N。（2）在圖乙中畫出F的作用點(diǎn)和方向。4

跟蹤訓(xùn)練3如圖所示，是《天工開(kāi)物》中記載的我國(guó)傳統(tǒng)提水工具“桔槔”，用繩子系住一根直的硬棒的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，OA長(zhǎng)為1.2

m，OB長(zhǎng)為0.6

m。使用時(shí)，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起。硬棒質(zhì)量忽略不計(jì)，下列說(shuō)法中正確的是（

D

）DA.向下拉繩放下空桶時(shí)桔槔為省力杠桿B.向下拉繩放下空桶時(shí)拉力為20NC.向上拉繩提起裝滿水的桶時(shí)桔槔為費(fèi)力杠桿D.向上拉繩提起裝滿水的桶時(shí)拉力為40N例4

2023年2月10日，航天員費(fèi)俊龍、張陸在機(jī)械臂的輔助下完成了中國(guó)空間站全面建成后航天員的首次出艙活動(dòng)。機(jī)械臂類似人的手臂，具有抓住、拉回、鎖死等功能。下圖所示工具，正常使用時(shí)與機(jī)械臂屬于同一類杠桿的是（

D

）D跟蹤訓(xùn)練4如圖所示是三種類型的剪刀，請(qǐng)為鐵匠師傅選擇一把剪鐵皮的剪刀，你會(huì)選擇

A

（選填“A”“B”或“C”）剪刀，這樣選擇的目的是為了

省力（選填“省力”“省距離”或“省功”）。A

省力例5俯臥撐是一項(xiàng)常見(jiàn)的健身項(xiàng)目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同。圖1甲所示的是小京在水平地面上做俯臥撐保持靜止時(shí)的情境，他的身體與地面平行，可抽象成如圖1乙所示的杠桿模型，地面對(duì)腳的力作用在O點(diǎn)，對(duì)手的力作用在B點(diǎn)，小京的重心在A點(diǎn)。已知小京的體重為750N，OA長(zhǎng)為1m，OB長(zhǎng)為1.5m。圖1（1）圖乙中，地面對(duì)手的力F1與身體垂直，求F1的大小。根據(jù)平衡條件F1×L1＝F2×L2，所以1m×750N＝1.5m×F1，F(xiàn)1＝500N。（2）圖2所示的是小京手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時(shí)的情境，此時(shí)他的身體姿態(tài)與圖甲相同，只是身體與水平地面成一定角度，欄桿對(duì)手的力F2與他的身體垂直，且仍作用在B點(diǎn)。分析并說(shuō)明F2與F1的大小關(guān)系。圖2F2＜F1。G×L1＝F2×L2，L1減小，G與L2不變，所以F2減小。跟蹤訓(xùn)練5如圖所示為自動(dòng)升降單桿晾衣架，頂盒中有牽引裝置，甲、乙是連接牽引裝置和水平晾桿的豎直鋼絲繩，水平晾桿上有7個(gè)掛衣孔，相鄰兩孔間距相等，甲、乙鋼絲繩懸掛晾桿的點(diǎn)分別與1號(hào)、7號(hào)孔中心對(duì)齊。現(xiàn)把重為30N的衣服（含衣架）掛在5號(hào)孔（不計(jì)晾桿和繩的重力，不計(jì)摩擦和空氣阻力）。（1）繩甲對(duì)晾桿的拉力為F甲，繩乙對(duì)晾桿的拉力為F乙，則F甲

小于F乙（選填“大于”“等于”或“小于”）。小于（2）此時(shí)繩甲對(duì)晾桿的拉力F甲為多少？（2）設(shè)兩孔間距為L(zhǎng)0，以橫桿右側(cè)懸掛點(diǎn)為支點(diǎn)，根據(jù)杠桿平衡條件知道

（3）閉合開(kāi)關(guān)，牽引裝置工作，將晾桿保持水平狀態(tài)勻速提升1.2m，用時(shí)10s，此過(guò)程該裝置牽引鋼絲繩做功的功率是多少？（3）此過(guò)程該裝置牽引鋼絲繩做功W＝F甲s＋F乙s＝10N×1.2m＋20N×1.2m＝36J，此過(guò)程該裝置牽引鋼絲繩做功的功率是

如圖為課本實(shí)驗(yàn)“探究杠桿的平衡條件”，使用的鉤碼規(guī)格相同。

甲

乙（1）掛鉤碼前杠桿靜止在如圖甲所示位置，此時(shí)杠桿處于

平衡（選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)。（2）為了使圖甲中的杠桿在水平位置平衡，可以將右側(cè)平衡螺母向

右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)。平衡右甲（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在已調(diào)平的杠桿兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼位置，使其在水平位置重新平衡。使杠桿在水平位置平衡的目的是

便于直接讀出力臂。收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，經(jīng)分析可得出杠桿的平衡條件：

動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂（F1×L1＝F2×L2）

，該實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是

尋找普遍規(guī)律。便于直接讀出力臂動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂（F1×L1＝F2×L2）

尋找普遍規(guī)律次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/NL2/cm11.015.01.510.021.020.04.05.032.015.03.010.0（4）為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論，又做了圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)將彈簧測(cè)力計(jì)從a位置移動(dòng)到b位置，在此過(guò)程中杠桿始終在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將

變大（選填“變大”“不變”或“變小”）。變大乙

1.如圖所示，是我國(guó)古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理，有關(guān)它的說(shuō)法正確的是（

D

）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)把“權(quán)”向A端移D2.如圖是教室壁掛式實(shí)物展臺(tái)示意圖，MN為展示臺(tái)，PQ為連桿拉住展示臺(tái)，m為展示物。下列展示臺(tái)承載展示物時(shí)杠桿的示意圖，其中正確的是（

A

）A3.如圖為我國(guó)古人運(yùn)送巨木的勞動(dòng)情境示意圖，他們通過(guò)橫桿、支架、石塊等，將巨木的一端抬起。當(dāng)巨木太重?zé)o法抬起時(shí)，下列改進(jìn)方法可行的是（

D

）A.減少橫桿右端的人數(shù)B.將支架向右移動(dòng)C.橫桿右端的人向支架靠近D.減小橫桿上懸繩與支架間的距離D4.圖甲中的同學(xué)拉著行李箱健步行走在校園水平路面上，行李箱勻速前進(jìn)并保持傾角不變。假如這一過(guò)程中行李箱（含箱內(nèi)物體）受到的重力G如圖乙所示，則該同學(xué)對(duì)行李箱施加的拉力有沒(méi)有可能是圖乙中的F1、F2？你的判斷是（

D

）

甲

乙DA.

F1可能，F(xiàn)2不可能B.

F1不可能，F(xiàn)2可能C.

F1和F2都可能D.

F1和F2都不可能5.如圖所示，將長(zhǎng)為1.2

m的輕質(zhì)木棒平放在水平方形臺(tái)面上，左右兩端點(diǎn)分別為A、B，它們距臺(tái)面邊緣處的距離均為0.3

m。在