2021年中考物理复习课件第12课时《杠杆和滑轮》

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第12课时┃ 杠杆和滑轮
例1 [2017•义乌]如图12－1甲为用铡刀切甘蔗时的情景．若把铡刀视为一根能够绕固定点转动的杠杆，原理用图乙表示，则下列有关叙述正确的是(　　)
A．铡刀是费力杠杆B．动力臂为ABC．固定点C是支点D．F1和F2是一对平衡力
[解析] 铡刀绕着C点转动，所以C点为支点，F1是动力，F2是阻力，动力臂为AC，阻力臂为BC，由于动力臂AC大于阻力臂BC，故此杠杆为省力杠杆．F1与F2作为杠杆的动力和阻力，没有作用在一条直线上，不可能是平衡力．
变式1　[2017•烟台]踮脚是一项很好的有氧运动(如图12－2所示)，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是(　　)A．脚后跟是支点，是省力杠杆B．脚后跟是支点，是费力杠杆C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
[解析] 如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方O是支点，小腿肌肉对脚的拉力F向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆．
变式2　[2016•淮安]在图12－3中画出拉力F的力臂l(O为支点)．
[解析] 将拉力F反向延长，然后从支点O向F的作用线引垂线，加背向箭头并标出相应的字母符号即可．
例2 [2017•淮安]如图12－4所示，在探究“杠杆平衡条件”的实验中，调节杠杆在水平位置平衡后，在A点悬挂4个钩码(每个钩码重0.5 N)，用调好的弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆上的B点，使杠杆再次平衡，则弹簧测力计的示数为________N；在将弹簧测力计转向图中虚线方向的过程中，始终保持杠杆平衡，则弹簧测力计的示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
探究2　杠杆的平衡条件及应用
变式1　[2017•连云港]如图12－5所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50 g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆(　　)
A．右边向下倾斜B．左边向下倾斜C．仍保持水平位置平衡D．无法确定是否平衡
[解析] A点挂三个钩码，B点挂两个钩码；A点的力臂为2格，B点的力臂为3格，此时满足杠杆平衡条件；若在A、B两处各加1个钩码，则力臂大的B端即右端将向下倾斜．
变式2　[2017·常州]渔民大明借助湖中礁石，要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥中，如图12－6所示，效果最好的是(　　)
[解析] 要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥中，在其他条件相同的情况下，应使动力臂最大，由题图可知，选项D图中动力臂最大，则效果最好．
变式3　[2016•淮安]如图12－7所示是人抬独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当一个________杠杆；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200 N，则抬起车把的力F为________N.
变式4　如图12－8所示，为一个可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时AB部分水平，保持重物静止不动，而使绳绕A点从图示位置沿图中的虚线CD转动，则(　　)A．逆时针转，F先变小后变大B．顺时针转，F先变小后变大C．顺时针转，F先变大后变小D．逆时针转，F先变大后变小
例3 [2017·淮安]画出图12－9中使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法．
变式1　[2017•济宁]小可在A端用如图12－10所示的动滑轮匀速提起200 N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为________N；实际测得A端的拉力为110 N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为________N.
变式2　如图12－11，工人利用滑轮组将200 N的重物匀速向上提升到2 m高的平台上，则他所用的拉力为______N，绳子自由端向下移动的距离为________m．(不计绳重、动滑轮重及摩擦)
例4 斜面是一种________，使用斜面的好处是________，斜面高度一定时，斜面越长，使用它就越________．
突破　 探究杠杆的平衡条件
例 用如图12－12所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”的实验．
(1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动．(2)如图乙所示，在刻度线“2”处挂2个钩码，在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为F1，将弹簧测力计斜向左拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数F2________F1，再将弹簧测力计斜向右拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数F3________F1. (均选填“＞”“＝”或“＜”)
(3)得到实验结论后，利用图乙所示的装置，只借助杠杆上的刻度线，右侧只使用弹簧测力计，左侧只悬挂重物．若弹簧测力计的量程是0～2.5 N，当杠杆在水平位置平衡时，通过计算可知，悬挂的重物最重可达________N.
[解析] (1)杠杆的左端下沉，说明杠杆的左端较重，要使杠杆在水平位置平衡，需要向右调节杠杆的平衡螺母．(2)弹簧测力计竖直向下拉杠杆时，其力臂最大且恰好落在杠杆之上；当测力计斜向左或斜向右拉杠杆时，力臂都比原来小，根据杠杆的平衡条件可知，为了使杠杆仍保持平衡，所需的力都比原来的F1大．(3)设杠杆上每个刻度之间的距离为l，则根据题意，弹簧测力计的最大拉力F1＝2.5 N，最大力臂为5l，钩码的力臂最小为l，根据杠杆的平衡条件得F1l1＝Gl2，即2.5 N×5l＝G×l，故G＝12.5 N.