2024贵阳中考物理二轮重点专题研究 第9讲 第1节 杠杆（课件）

这是一份2024贵阳中考物理二轮重点专题研究 第9讲 第1节 杠杆（课件），共43页。PPT课件主要包含了考点清单，重难点突破，杠杆类型的判断，省距离，×105，杠杆平衡条件的应用，补充命题点，杠杆作图，机械与人，固定点等内容，欢迎下载使用。
实验 探究杠杆的平衡条件
1. (2022贵阳8题3分)人们应用不同的简单机械来辅助工作，正常使用下列简单机械时说法正确的是(　　)A. 筷子可以省距离B. 所有剪刀都一定省力C. 定滑轮可以省力D. 撬棒越短一定越省力
2. (2020贵阳9题3分)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具．如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点．下列分析正确的是(　　)A. 此时撬棒为等臂杠杆B. 应用此撬棒的主要目的是省力C. 力F的作用点靠近O点会更省力D. 应用此撬棒的主要目的是省距离
3. (2022贵阳15题2分)杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了________；有时却要使用费力杠杆，那又是为了________．
4. (2021贵阳15题2分)如图所示，独轮车是我国古代优秀的科技发明成果，若车总重为300 N，与水平地面接触的总面积为3×10－3 m2，则它对地面的压强为________Pa；将车把向上抬起时，独轮车可视为绕O点转动的________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆．
5. (2023贵阳10题3分)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图．该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起．假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是(　　)A. 撑杆对吊臂的作用力不断增大B. 钢绳对吊臂的作用力不断增大C. 撑杆对吊臂作用力的力臂不断增大D. 钢绳对吊臂作用力的力臂不断减小
6. (2023贵阳29题8分)杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，如捣米的舂、汲水的桔槔等，现今人们利用杠杆原理制造了更多的机械来帮助我们工作．如图所示，移动式“塔吊”是现今建筑工地上普遍使用的起重设备，它的机架底安装有类似火车轮形状的轮子，可在水平地面的轨道上短距离移动(图中A、B两点为轮子与轨道的接触点)，从而增大“塔吊”的工作范围．而装配在竖立高塔架上的水平起重架可看成绕固定轴转动的杠杆，轴的两边为起重臂和装有配重的平衡臂(O点为固定轴所在的位置)．
请作答下列问题：(1)若吊钩将重物吊升20 m的高度，用了50 s的时间，求重物上升的平均速度；(2)若要将质量为103 kg的重物匀速吊升，求吊钩对重物的拉力(不计拴货物的钢绳重)；
解：重物上升的平均速度为
解：重物受到的重力为G＝mg＝103 kg×10 N/kg＝1×104 N将重物匀速吊升，重物受到的重力与拉力是一对平衡力，则吊钩对重物的拉力为F＝G＝1×104 N
(3)起重臂匀速吊升重物时，如要使起重架平衡，重物G、起重架自身的重力G0与各自力臂的乘积之和(即Gl＋G0l0)，须和配重Gb与其力臂的乘积(即Gblb)相等．若起重架自身的重力G0＝1.2×104 N，l0＝3 m，lb＝6 m，l＝12 m，当吊钩悬挂G＝2×104 N的重物时，起重架平衡，请计算配重的重力Gb是多大；
解：起重架平衡时满足Gl＋G0l0＝Gblb，即2×104 N×12 m＋1.2×104 N×3 m＝Gb×6 m解得Gb＝4.6×104 N
(4)我们发现“塔吊”安装好后，配重是保持不变的，吊升的重物增加时，整个机架不会向重物一侧倾倒；而没有吊升重物时，整个机架也不会向有配重的一侧倾倒．若用GP表示“塔吊”的机架总重(包含起重架的重G0)，重心P的位置如图所示．请你利用杠杆平衡条件分析“塔吊”没有吊升重物时，整个机架不向配重一侧倾倒的原因．
解：没有吊升重物时，起重机可以看作是支点为A的杠杆，支架的总重力GP与支点A到机架总重力GP的垂直距离(l总)的乘积和配重Gb与其力臂的乘积相等，即GPl总＝Gblb，所以整个机架不会向配重一边倾倒．
7. (2021眉山)如图所示，利用杠杆AOB撬动重物M，O为杠杆支点，L1为杠杆的动力臂，现杠杆处于水平位置平衡．(1)作出杠杆动力F1的示意图；(2)作出重物M对杠杆压力F2的示意图．
8. (2021雅安)撬棒是生活中常用的劳动工具，如图所示．请画出重物M对撬棒的压力F2以及人对撬棒的力F1的力臂l1.
9. (2020丹东改编)如图，O点是轻质杠杆AOB的支点，杠杆上的C点受到阻力F2的作用．若使杠杆在图中所示位置静止，请在杠杆上画出所要施加的最小动力F1的示意图，并画出动力臂l1.
一、认识杠杆1、定义：在力的作用下能绕着________转动的硬棒.2、杠杆的五要素(1)________：杠杆绕着转动的固定点(如图中的O点).(2)________：使杠杆转动的力(如图中F1).(3)阻力：________杠杆转动的力(如图中F2).(4)动力臂：从支点到______作用线的的距离(如图中l1).(5)________：从支点到阻力作用的距离(如图中l2).
二、杠杆的平衡1、当杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速运动状态时，我们就说杠杆平衡了．2、杠杆的平衡条件：动力×________＝______×阻力臂，即F1l1＝F2l2 .
一、动态杠杆分析例1 如图所示杠杆处于平衡状态：
(1)图甲中，若在两侧钩码下各增加1个钩码，则杠杆的______(选填“左”或“右”)端下沉．
(2)图甲中，若将两侧的钩码同时向远离O点的方向移1格，杠杆的___(选填“左”或“右”)端下沉，若要使杠杆平衡，则应在杠杆两侧同时增加____个钩码．(3)图乙中，每个钩码的质量均为50 g，若用弹簧测力计竖直向下拉使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为_____N；将弹簧测力计向右倾斜θ角拉，弹簧测力计示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)．
例2 如图所示，轻质杠杆在中点处悬挂重物，在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F，杠杆保持平衡，保持力F方向不变，当将重物向右移动时，要使杠杆保持平衡，力F将________；将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，动力臂将________(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)．
变式1　如图所示，若力F始终垂直作用于杠杆，则从A转动到B位置时，力F将_____，阻力的力臂将______(均选填“变大”“变小”或“不变”)．
变式2　如图所示，轻质杠杆在中点处悬挂重物，在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F，杠杆保持平衡，保持力F方向不变，将杠杆逆时针方向缓慢转动至水平位置的过程中，阻力将________，力F将________(均选填 “变大”“变小”或“不变”)．
变式3　如图所示，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将______(选填“变大”“变小”或“不变”).
二、杠杆平衡条件的应用
例3　如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40 cm，BC长50 cm.室外机的质量为30 kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处螺钉受到的水平拉力F为_____N(支架重力不计，g取10 N/kg)．为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量_______(选填“靠近”或“远离”)墙壁．
例4　(2021广东省卷)杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图．使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10 kg，秤砣最远可移至E点，秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示(g取10 N/kg)，求：(1)提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？(2)秤砣质量为多少？(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时，D与C之间的距离为多少？
(2)秤处于最大称量状态时，根据杠杆平衡条件有mmaxg×AB＝m秤g×BE，解得m秤＝
(3)根据杠杆平衡条件有m荔g×AC＝m秤g×CD，解得
探究杠杆的平衡条件(课标要求必做)
1. 实验装置：2. 钩码的作用：改变动力F1和阻力F2的大小
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
例　如图甲是小明和小华探究“杠杆的平衡条件”的实验装置.
(1)将质量分布均匀的杠杆中点作为支点，其目的是避免_________对实验的影响.
(2)将杠杆支架放在水平桌面上，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)侧调节，直至杠杆在水平位置平衡.
(3)如图乙所示， 杠杆水平平衡后， 小华根据记录的实验数据， 猜想杠杆的平衡条件可能是“动力 ＋ 动力臂 ＝ 阻力 ＋ 阻力臂”. 你认为小明要判断小华的观点是否正确， 在不增加其他器材的前提下， 应该进行的验证性操作是：_______________________________________________________________________________________________________________________________.
将两侧的钩码同时向靠近(远离)支点的方向移动一格，观察杠杆是否平衡[或将两侧的钩码同时去掉(增加)一个，观察杠杆是否平衡](合理即可)
(4)验证小华的猜想不正确后，再次调节杠杆水平平衡，小明挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录数据．改变钩码的______和位置重复上述实验，记录数据如下表所示．请你帮他将所缺内容补充完整.
(5)分析实验数据可得出杠杆的平衡条件为：___________________________________________.
F1L1＝F2L2(或动力×动力臂＝阻力×阻力臂)
变式1　其他同学进行实验时，在不改变力臂的情况下，测量出了几组数据如下表，请根据表中数据画出F1和F2的关系图像．
(6)本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(填字母代号)．A. 用刻度尺测量铅笔的长度B. 测量物体的平均速度C. 探究电流与电压的关系
(7)(2021东营)如图乙所示，杠杆平衡后，此时若向左推动右侧钩码的悬线，就会发现杠杆_________(选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”).
变式2　(2021湘潭改编)在图乙中A点处减少两个钩码，B点处减少一个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，则B点处钩码应向左移动____格．变式3　(2021十堰改编)将图乙中杠杆右端的钩码换成弹簧测力计进行实验，当弹簧测力计由竖直向下拉转至向右斜拉的过程中，杠杆始终保持在水平位置平衡，则测力计的示数将_____(选填“变大”“不变”或“变小”).
(8)(2023成都改编)下列四个因素中，不会带来实验误差的是_____．A. 铁架台自身的重力足够大B. 单个钩码的重力不完全相等C. 悬挂钩码的绳套重力偏大D. 杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(9)(2021东营改编)小明提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是小明利用图丙所示的装置进行探究，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为______N．以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子的拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1L1总是大于F2L2，其原因可能是______________________．
(10)(创新装置)(2021陕西)其他组同学用如图2所示一个加宽的杠杆装置实验，此时杠杆处于平衡状态．若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段______(选填“OA”“OB”或“AB”)，此时杠杆_____(选填“仍能”或“不能”)保持平衡．
(11)(生活实践)港珠澳大桥被英国《卫报》誉为“新世界七大奇迹”之一，如图3A所示是其中一座斜拉式通航桥，桥塔两侧对称的多根钢索将桥面紧紧拉住，防止垮塌，可简化为图B所示，工程师为有效减小每根钢索的拉力进一步抽象为图C的结构来设计．斜拉桥跨度大，可方便大量轮船在桥下通行，桥塔高度适中，结构稳定，使水陆空立体交通线互不干扰，整座大桥从设计到建造无不体现了“中国智慧”“中国标准”，更是我国的综合国力、自主创新能力，以及勇创世界一流的民族志气的体现．