2024貴陽中考物理二輪重點專題研究 第9講 第1節(jié) 杠桿（課件）

杠桿第1節(jié)知識精講2考點清單實驗突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升3實驗

探究杠桿的平衡條件貴陽近年真題及拓展1重難點突破貴陽近年真題及拓展命題點1杠桿類型的判斷1.(2022貴陽8題3分)人們應(yīng)用不同的簡單機械來輔助工作，正常使用下列簡單機械時說法正確的是(

)A.筷子可以省距離B.所有剪刀都一定省力C.定滑輪可以省力D.撬棒越短一定越省力A2.(2020貴陽9題3分)撬棒是人們在勞動中應(yīng)用杠桿原理的工具．如圖所示是工人利用撬棒撬動大石頭的情景，撬棒上O點為杠桿的支點．下列分析正確的是(

)A.此時撬棒為等臂杠桿B.應(yīng)用此撬棒的主要目的是省力C.力F的作用點靠近O點會更省力D.應(yīng)用此撬棒的主要目的是省距離B3.(2022貴陽15題2分)杠桿在我國古代早就有了許多巧妙的應(yīng)用，有時人們使用動力臂比阻力臂長的杠桿是為了________；有時卻要使用費力杠桿，那又是為了________．省力省距離4.(2021貴陽15題2分)如圖所示，獨輪車是我國古代優(yōu)秀的科技發(fā)明成果，若車總重為300N，與水平地面接觸的總面積為3×10－3m2，則它對地面的壓強為________Pa；將車把向上抬起時，獨輪車可視為繞O點轉(zhuǎn)動的________(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿．1×105省力命題點2杠桿平衡條件的應(yīng)用5.(2023貴陽10題3分)如圖所示是吊車正在起吊貨物的示意圖．該裝置通過液壓伸縮撐桿推動吊臂并使吊臂繞O點轉(zhuǎn)動，從而通過鋼繩將貨物緩慢吊起．假設(shè)撐桿對吊臂的作用力始終與吊臂垂直，僅通過轉(zhuǎn)動吊臂提升貨物的過程中，則下列分析正確的是(

)A.撐桿對吊臂的作用力不斷增大B.鋼繩對吊臂的作用力不斷增大C.撐桿對吊臂作用力的力臂不斷增大D.鋼繩對吊臂作用力的力臂不斷減小D6.(2023貴陽29題8分)杠桿在我國古代早就有了許多巧妙的應(yīng)用，如搗米的舂、汲水的桔槔等，現(xiàn)今人們利用杠桿原理制造了更多的機械來幫助我們工作．如圖所示，移動式“塔吊”是現(xiàn)今建筑工地上普遍使用的起重設(shè)備，它的機架底安裝有類似火車輪形狀的輪子，可在水平地面的軌道上短距離移動(圖中A、B兩點為輪子與軌道的接觸點)，從而增大“塔吊”的工作范圍．而裝配在豎立高塔架上的水平起重架可看成繞固定軸轉(zhuǎn)動的杠桿，軸的兩邊為起重臂和裝有配重的平衡臂(O點為固定軸所在的位置)．請作答下列問題：(1)若吊鉤將重物吊升20m的高度，用了50s的時間，求重物上升的平均速度；(2)若要將質(zhì)量為103kg的重物勻速吊升，求吊鉤對重物的拉力(不計拴貨物的鋼繩重)；解：重物上升的平均速度為解：重物受到的重力為G＝mg＝103kg×10N/kg＝1×104N將重物勻速吊升，重物受到的重力與拉力是一對平衡力，則吊鉤對重物的拉力為F＝G＝1×104N(3)起重臂勻速吊升重物時，如要使起重架平衡，重物G、起重架自身的重力G0與各自力臂的乘積之和(即Gl＋G0l0)，須和配重Gb與其力臂的乘積(即Gblb)相等．若起重架自身的重力G0＝1.2×104N，l0＝3m，lb＝6m，l＝12m，當?shù)蹉^懸掛G＝2×104N的重物時，起重架平衡，請計算配重的重力Gb是多大；解：起重架平衡時滿足Gl＋G0l0＝Gblb，即2×104N×12m＋1.2×104N×3m＝Gb×6m解得Gb＝4.6×104N(4)我們發(fā)現(xiàn)“塔吊”安裝好后，配重是保持不變的，吊升的重物增加時，整個機架不會向重物一側(cè)傾倒；而沒有吊升重物時，整個機架也不會向有配重的一側(cè)傾倒．若用GP表示“塔吊”的機架總重(包含起重架的重G0)，重心P的位置如圖所示．請你利用杠桿平衡條件分析“塔吊”沒有吊升重物時，整個機架不向配重一側(cè)傾倒的原因．解：沒有吊升重物時，起重機可以看作是支點為A的杠桿，支架的總重力GP與支點A到機架總重力GP的垂直距離(l總)的乘積和配重Gb與其力臂的乘積相等，即GPl總＝Gblb，所以整個機架不會向配重一邊傾倒．補充命題點命題點3杠桿作圖7.(2021眉山)如圖所示，利用杠桿AOB撬動重物M，O為杠桿支點，L1為杠桿的動力臂，現(xiàn)杠桿處于水平位置平衡．(1)作出杠桿動力F1的示意圖；(2)作出重物M對杠桿壓力F2的示意圖．F2F18.(2021雅安)撬棒是生活中常用的勞動工具，如圖所示．請畫出重物M對撬棒的壓力F2以及人對撬棒的力F1的力臂l1.l1F29.(2020丹東改編)如圖，O點是輕質(zhì)杠桿AOB的支點，杠桿上的C點受到阻力F2的作用．若使杠桿在圖中所示位置靜止，請在杠桿上畫出所要施加的最小動力F1的示意圖，并畫出動力臂l1.l1F1機械與人滑輪及其應(yīng)用杠桿杠桿的平衡杠桿的類型定滑輪動滑輪滑輪組功率功的分類機械效率功認識杠桿定義五要素定義不做功的三種情況做功的兩個必要因素公式定義公式物理意義推導(dǎo)式總功額外功有用功定義計算公式提高機械效率的方法理解動能與勢能動能勢能重力勢能彈性勢能機械能轉(zhuǎn)化水能和風能的利用機械能及其轉(zhuǎn)化能量定義單位機械效率知識精講考點清單一、認識杠桿1、定義：在力的作用下能繞著________轉(zhuǎn)動的硬棒.2、杠桿的五要素(1)________：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(如圖中的O點).(2)________：使杠桿轉(zhuǎn)動的力(如圖中F1).(3)阻力：________杠桿轉(zhuǎn)動的力(如圖中F2).(4)動力臂：從支點到______作用線的的距離(如圖中l(wèi)1).(5)________：從支點到阻力作用的距離(如圖中l(wèi)2).固定點支點動力阻礙動力阻力臂二、杠桿的平衡1、當杠桿在動力和阻力的作用下處于靜止或勻速運動狀態(tài)時，我們就說杠桿平衡了．2、杠桿的平衡條件：動力×________＝______×阻力臂，即F1l1＝F2l2.動力臂阻力三、杠桿的類型種類省力杠桿(F1動力)費力杠桿(F1動力)等臂杠桿示意圖力臂的關(guān)系________l1____l2l1_____l2力的關(guān)系F1＜F2________F1＝F2特點省力____距離____力____距離_____力______距離應(yīng)用用撬棒撬重物、用瓶蓋起子起瓶蓋等用釣魚竿釣魚、用筷子夾菜等用天平稱量物體的質(zhì)量l1＞l2＜＝F1＞F2費費省不省不省重難點突破一、動態(tài)杠桿分析例1 如圖所示杠桿處于平衡狀態(tài)：一題多設(shè)問(1)圖甲中，若在兩側(cè)鉤碼下各增加1個鉤碼，則杠桿的______(選填“左”或“右”)端下沉．左(2)圖甲中，若將兩側(cè)的鉤碼同時向遠離O點的方向移1格，杠桿的___(選填“左”或“右”)端下沉，若要使杠桿平衡，則應(yīng)在杠桿兩側(cè)同時增加____個鉤碼．(3)圖乙中，每個鉤碼的質(zhì)量均為50g，若用彈簧測力計豎直向下拉使杠桿在水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)為_____N；將彈簧測力計向右傾斜θ角拉，彈簧測力計示數(shù)______(選填“變大”“變小”或“不變”)．右11.5變大例2 如圖所示，輕質(zhì)杠桿在中點處懸掛重物，在杠桿的最右端施加一個豎直向上的力F，杠桿保持平衡，保持力F方向不變，當將重物向右移動時，要使杠桿保持平衡，力F將________；將杠桿沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動，動力臂將________(兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)．一題多設(shè)問百變例題變大變小變式1如圖所示，若力F始終垂直作用于杠桿，則從A轉(zhuǎn)動到B位置時，力F將_____，阻力的力臂將______(均選填“變大”“變小”或“不變”)．變大變大變式2如圖所示，輕質(zhì)杠桿在中點處懸掛重物，在杠桿的最右端施加一個豎直向上的力F，杠桿保持平衡，保持力F方向不變，將杠桿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動至水平位置的過程中，阻力將________，力F將________(均選填“變大”“變小”或“不變”)．不變不變變式3如圖所示，用一個始終水平向右的力F，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，力F的大小將______(選填“變大”“變小”或“不變”).變大二、杠桿平衡條件的應(yīng)用例3如圖所示，用固定在豎直墻上的直角三角形支架ABC放置空調(diào)室外機，已知AB長40cm，BC長50cm.室外機的質(zhì)量為30kg，室外機的重力作用線正好通過AB中點，則A處螺釘受到的水平拉力F為_____N(支架重力不計，g取10N/kg)．為了安全，從力學(xué)的角度分析，室外機的位置應(yīng)盡量_______(選填“靠近”或“遠離”)墻壁．200靠近例4

(2021廣東省卷)桿秤是從我國古代沿用至今的稱量工具，如圖是小明制作的桿秤的示意圖．使用時，將待稱物體掛在秤鉤上，用手提起B(yǎng)或C(相當于支點)處的秤紐，移動秤砣在秤桿上的位置D，使秤桿達到水平平衡時可讀出待稱物體的質(zhì)量，此秤最大稱量是10kg，秤砣最遠可移至E點，秤桿和秤鉤的質(zhì)量忽略不計，AB、BC、BE的長度如圖所示(g取10N/kg)，求：(1)提起哪處的秤紐，此秤的稱量最大？(2)秤砣質(zhì)量為多少？(3)當提起C處秤紐稱一袋質(zhì)量為2kg的荔枝時，D與C之間的距離為多少？(2)秤處于最大稱量狀態(tài)時，根據(jù)杠桿平衡條件有mmaxg×AB＝m秤g×BE，解得m秤＝(3)根據(jù)杠桿平衡條件有m荔g×AC＝m秤g×CD，解得解：(1)B實驗突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升圖示法過實驗實驗探究杠桿的平衡條件(課標要求必做)1.實驗裝置：2.鉤碼的作用：改變動力F1和阻力F2的大小3.實驗操作順序：(1)將杠桿的支點支在鐵架臺上；(2)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母(左高向____調(diào)，右高向____調(diào))，使杠桿在水平位置平衡；(3)在杠桿兩側(cè)掛上適當?shù)你^碼并移動鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡(4)記錄數(shù)據(jù)4.實驗結(jié)論：杠桿的平衡條件是______________________________(F1L1＝F2L2)左右

動力×動力臂＝阻力×阻力臂5.實驗注意事項：(1)實驗過程中______(選填“能”或“不能”)調(diào)節(jié)平衡螺母(2)支點處于杠桿中央的目的：避免__________對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響(3)實驗中調(diào)節(jié)杠桿處于水平平衡狀態(tài)的目的：便于測量______(4)多次測量的目的：______________不能杠桿自重力臂尋找普遍規(guī)律一題多設(shè)問例如圖甲是小明和小華探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置.設(shè)計與進行實驗(1)將質(zhì)量分布均勻的杠桿中點作為支點，其目的是避免_________對實驗的影響.杠桿自重圖1(2)將杠桿支架放在水平桌面上，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于______(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài)；要想使杠桿在水平位置平衡，接下來應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向_____(選填“左”或“右”)側(cè)調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡.平衡左(3)如圖乙所示，杠桿水平平衡后，小華根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)，猜想杠桿的平衡條件可能是“動力＋動力臂＝阻力＋阻力臂”.你認為小明要判斷小華的觀點是否正確，在不增加其他器材的前提下，應(yīng)該進行的驗證性操作是：_______________________________________________________________________________________________________________________________.

將兩側(cè)的鉤碼同時向靠近(遠離)支點的方向移動一格，觀察杠桿是否平衡[或?qū)蓚?cè)的鉤碼同時去掉(增加)一個，觀察杠桿是否平衡](合理即可)(4)驗證小華的猜想不正確后，再次調(diào)節(jié)杠桿水平平衡，小明掛上鉤碼并調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡，記錄數(shù)據(jù)．改變鉤碼的______和位置重復(fù)上述實驗，記錄數(shù)據(jù)如下表所示．請你幫他將所缺內(nèi)容補充完整.實驗序號動力F1/N動力臂L1/cm

阻力F2/N

______________

10.5101522151.52031.51035數(shù)量阻力臂L2/cm分析與論證(5)分析實驗數(shù)據(jù)可得出杠桿的平衡條件為：___________________________________________. F1L1＝F2L2(或動力×動力臂＝阻力×阻力臂)實驗數(shù)據(jù)分析變式變式1

其他同學(xué)進行實驗時，在不改變力臂的情況下，測量出了幾組數(shù)據(jù)如下表，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出F1和F2的關(guān)系圖像．實驗序號動力F1/N動力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m12.00.1510.323.00.151.50.334.00.152.00.345.00.152.50.3(6)本實驗進行了多次測量，其目的與下列實驗中多次測量的目的相同的是______(填字母代號)．A.用刻度尺測量鉛筆的長度B.測量物體的平均速度C.探究電流與電壓的關(guān)系C評估與交流(7)(2021東營)如圖乙所示，杠桿平衡后，此時若向左推動右側(cè)鉤碼的懸線，就會發(fā)現(xiàn)杠桿_________(選填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”).左端下沉杠桿平衡條件的應(yīng)用變式變式2

(2021湘潭改編)在圖乙中A點處減少兩個鉤碼，B點處減少一個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，則B點處鉤碼應(yīng)向左移動____格．變式3

(2021十堰改編)將圖乙中杠桿右端的鉤碼換成彈簧測力計進行實驗，當彈簧測力計由豎直向下拉轉(zhuǎn)至向右斜拉的過程中，杠桿始終保持在水平位置平衡，則測力計的示數(shù)將_____(選填“變大”“不變”或“變小”).1變大(8)(2023成都改編)下列四個因素中，不會帶來實驗誤差的是_____．A.鐵架臺自身的重力足夠大B.單個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(9)(2021東營改編)小明提出，若支點不在杠桿的中點，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是小明利用圖丙所示的裝置進行探究，用彈簧測力計在A點處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，此時彈簧測力計的示數(shù)為______N．以彈簧測力計的拉力為動力F1，鉤碼處繩子的拉力為阻力F2，多次改變動力作用點的位置進行實驗發(fā)現(xiàn)：當杠桿水平平衡時，F(xiàn)1L1總是大于F2L2，其原因可能是____________