1、第 15 課時杠桿杠桿平衡條件及其應用第四單元力學考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破考點杠桿1.杠桿基本知識簡圖定義在力的作用下繞著轉動的硬棒叫杠桿固定點考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破（續表）五要素支點杠桿繞著轉動的點(O)動力使杠桿轉動的力(F1)阻力阻礙杠桿轉動的力(F2)動力臂從支點到動力作用線的(l1)阻力臂從支點到阻力作用線的(l2)力臂畫法找支點;畫力的作用線(會畫延長線);畫力臂(過支點向力的作用線畫垂線);標力臂(大括號或背向箭頭)距離距離考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破2.杠桿的分類名稱力臂關系力的關系特點應用舉例省力杠桿l1l2F1F2省力、 撬棒、鍘刀、羊角錘

2、、起子、獨輪車、鋼絲鉗費力杠桿l1l2F1F2、省距離理發剪刀、釣魚竿、鑷子、筷子、船槳等臂杠桿l1l2F1F2不省力、不費力天平、定滑輪費距離費力=考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破3.杠桿平衡條件動力動力臂=阻力阻力臂。用F1、F2、l1、l2分別表示動力、阻力、動力臂和阻力臂,杠桿的平衡條件可寫成。(可用于判斷是否平衡、哪端下沉、如何恢復平衡)F1l1=F2l2考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破探究一杠桿示意圖1.2019眉山如圖15-1所示,用一根硬棒撬動一個石塊,棒的上端A是動力的作用點,若要用最小的力撬動石塊,請標出杠桿的支點O,并畫出最小動力F的示意圖。圖15-1如圖所示考點

3、梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破探究二杠桿分類2.2019保定定興縣一模下列工具在使用中屬于費力杠桿的是()A.啟瓶器B.鋼絲鉗C.釣魚竿D.撬棒C考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破3.2019寧夏如圖15-2所示是自卸車的示意圖,車廂部分可視為杠桿,則下列分析正確的是()A.B點是支點,液壓桿施加的力是動力,物體A重力是阻力B.B點是支點,物體A放在車廂前部可省力C.C點是支點,物體A放在車廂后部可省力D.C點是支點,物體A放在車廂前部可省力圖15-2C考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破探究三杠桿平衡條件及應用4.2019瀘州如圖15-3所示,在“探究杠桿平衡條件”的實驗中,輕質杠桿上每

4、個小格長度均為2cm,在B點豎直懸掛4個重均為0.5N的鉤碼,在A點用與水平方向成30角的動力F拉杠桿,使杠桿在水平位置平衡。對該杠桿此狀態的判斷,下列說法中正確的是()A.杠桿的動力臂為8cmB.該杠桿為費力杠桿C.該杠桿的阻力大小為0.5ND.動力F的大小為1.5N圖15-3考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破答案B考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破5.2019咸寧如圖15-4所示,杠桿AB放在鋼制圓柱體的正中央水平凹槽CD中,杠桿AB能以凹槽兩端的C點或D點為支點在豎直平面內轉動,長度AC=CD=DB,左端物體重G=12N。當作用在B點豎直向下的拉力F足夠大時,杠桿容易繞(選填“C”或

5、“D”)點翻轉,為使杠桿AB保持在水平位置平衡,拉力的最小值F1=N,最大值F2= N。(杠桿、細繩的質量及摩擦均忽略不計)圖15-4考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破答案 D624考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破6.如圖15-5所示,將重力不計的吸盤內部空氣排盡后與水平地磚完全貼合,已知貼合的面積為30cm2,大氣壓強為1105Pa,AB為輕質杠桿,O為轉軸,OA和OB的長度之比為13,保持杠桿水平,某人在B端用豎直向下的拉力F將吸盤沿豎直方向剛好拉離地磚。(1)求吸盤所受的大氣壓力F0。(2)求人所用拉力F。(3)若人沿圖中虛線方向施加拉力F將吸盤拉離地磚,請畫出拉力F的力臂。圖15

6、-5考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破解:(1)吸盤所受的大氣壓力F0=p0S=1105Pa3010-4m2=300N。考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破6.如圖15-5所示,將重力不計的吸盤內部空氣排盡后與水平地磚完全貼合,已知貼合的面積為30cm2,大氣壓強為1105Pa,AB為輕質杠桿,O為轉軸,OA和OB的長度之比為13,保持杠桿水平,某人在B端用豎直向下的拉力F將吸盤沿豎直方向剛好拉離地磚。(2)求人所用拉力F。圖15-5考點梳理 夯實基礎考向探究 逐個擊破6.如圖15-5所示,將重力不計的吸盤內部空氣排盡后與水平地磚完全貼合,已知貼合的面積為30cm2,大氣壓強為1105Pa,

7、AB為輕質杠桿,O為轉軸,OA和OB的長度之比為13,保持杠桿水平,某人在B端用豎直向下的拉力F將吸盤沿豎直方向剛好拉離地磚。(3)若人沿圖中虛線方向施加拉力F將吸盤拉離地磚,請畫出拉力F的力臂。圖15-5(3)如圖所示實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向突破探究杠桿的平衡條件【設計和進行實驗】1.讓支點處于杠桿的中心:消除杠桿自重對實驗結論的影響。2.讓杠桿在水平位置平衡:便于從杠桿上直接讀出力臂。3.平衡螺母的調節:左高左調,右高右調,實驗開始后,不能再調節平衡螺母。4.鉤碼換成彈簧測力計的好處:能直接測出拉力的大小,可以改變用力的方向。5.彈簧測力計由豎直變為傾斜拉杠桿,拉力會變大,因為

8、拉力力臂變小。6.多次實驗的目的:消除實驗的偶然性,使實驗結論更具有普遍性。實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向【數據處理和分析】7.設計實驗記錄表格(如下表所示),分析可得出:杠桿的平衡條件為動力動力臂=阻力阻力臂,表達式為F1l1=F2l2。次數動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向【交流、反思與評估】8.實驗時注意不同的物理量之間不能相加減,不能說“動力+動力臂=阻力+阻力臂”。實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向例 用如圖15-6所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(1)掛鉤碼前,杠桿在如圖甲所示的位置靜止,此時杠桿(選填

9、“達到”或“沒有達到”)平衡狀態,接下來應向(選填“左”或“右”)調節杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿保持水平并靜止。圖15-6達到左實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向例 用如圖15-6所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(2)如圖乙所示,杠桿調節水平平衡后,小紅在杠桿的A處掛4個鉤碼,為使杠桿重新在水平位置平衡,應在B處掛個鉤碼。當杠桿平衡后,將A處和B處下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近一格,杠桿會(選填“左側下降”“右側下降”或“仍水平平衡”)。圖15-66左側下降實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向例 用如圖15-6所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(3)如圖乙所示,保持杠桿水平位置

10、平衡,彈簧測力計從a位置轉到b位置,其示數將(選填“變大”“變小”或“不變”)。若b位置與水平方向夾角為30,一個鉤碼的重量是0.5N,則彈簧測力計的示數應是N。圖15-6變大6實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向例 用如圖15-6所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(4)下表是小紅實驗得到的數據,分析后她得出“動力動力臂=阻力阻力臂”的結論,但分析表格數據后可以發現這次實驗的不妥之處:_ 。圖15-6次數動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.5103.0521.0202.01031.0302.015動力臂都是阻力臂的兩倍,實驗數據不具有普遍性實驗突破 素養提升真題

11、回顧 把握考向例 用如圖15-6所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(5)得到實驗結論后,利用圖乙所示的裝置,只借助杠桿上的刻度線,右側只使用彈簧測力計,左側只懸掛重物。若彈簧測力計的量程是02.5N,當杠桿在水平位置平衡時,通過計算可知,懸掛的重物最重可達N。操作過程中,當彈簧測力計的示數達到量程時仍不能使杠桿水平平衡,你認為接下來合理的操作是_ 。(寫出一條即可)圖15-615彈簧測力計拉力的位置向右移(或換用量程較大的彈簧測力計,或減少左側鉤碼的數量,或左側鉤碼的位置向右移,答出其中一點即可)實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向例 用如圖15-6所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗

12、。(6)實驗中小紅發現:如果在杠桿的O點用彈簧測力計施加一個向上的力,這個力在探究實驗時是否影響到杠桿的平衡?請說明理由:_ 。圖15-6不影響,這個作用在杠桿O點的力的力臂等于零,不影響杠桿的平衡實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向例 用如圖15-6所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(7)杠桿在生活中有很多應用,現欲使如圖15-7所示的靜止蹺蹺板發生轉動,小女孩乙可采取的做法是 。圖15-6圖15-7遠離支點(或向右移動)實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向 實驗拓展 例 用如圖15-6所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(8)同組的小王采用如圖15-8所示的裝置進行探究,發現當杠

13、桿水平平衡時,與小紅得出的結論不相同,其主要原因是 。圖15-8圖15-6杠桿自重對實驗產生影響實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向考點一杠桿平衡條件及應用1.2015河北37題6分如圖15-9所示,將邊長為10cm的正方體合金塊用細繩掛在輕質杠桿的A點處,在B點施加力F1=30N時,杠桿在水平位置平衡,合金塊對水平地面的壓強恰好為0;撤去F1,在B點施加力F2時,合金塊對地面的壓強為1.2103Pa。(OB=3OA,g取10N/kg)(1)畫出F2的力臂。(2)求合金塊的質量。(3)求F2的大小。圖15-9實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向解:(1)如圖所示實驗突破 素養提升真題回顧 把握

14、考向1.2015河北37題6分如圖15-9所示,將邊長為10cm的正方體合金塊用細繩掛在輕質杠桿的A點處,在B點施加力F1=30N時,杠桿在水平位置平衡,合金塊對水平地面的壓強恰好為0;撤去F1,在B點施加力F2時,合金塊對地面的壓強為1.2103Pa。(OB=3OA,g取10N/kg)(2)求合金塊的質量。圖15-9實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向1.2015河北37題6分如圖15-9所示,將邊長為10cm的正方體合金塊用細繩掛在輕質杠桿的A點處,在B點施加力F1=30N時,杠桿在水平位置平衡,合金塊對水平地面的壓強恰好為0;撤去F1,在B點施加力F2時,合金塊對地面的壓強為1.2103

15、Pa。(OB=3OA,g取10N/kg)(3)求F2的大小。圖15-9實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向圖15-10實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向解:(1)如圖所示實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向圖15-10實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向圖15-10實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向考點二杠桿平衡條件實驗3.2018河北33題6分探究杠桿的平衡條件。(1)杠桿兩端螺母的作用是 。(2)小明用如圖15-11甲所示裝置,進行實驗并收集了下表中的數據,分析數據可知,杠桿的平衡條件是 。圖15-11實驗次數動力/N動力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15調節杠桿在水平位置平衡動力動力臂=阻力阻力臂實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向3.2018河北33題6分探究杠桿的平衡條件。(3)小明用圖乙所示裝置進行實驗。請在圖中畫出拉力F的力臂,彈簧測力計的示數應是N。(一個鉤碼重0.5N)圖15-11(3)如圖所示2實驗突破 素養提升真題回顧 把握考向3.2018河北33題6分探究杠桿的平衡條件。(4)如圖15-12所示,小紅實驗時在一水平平衡杠桿的兩端