中考物理專(zhuān)題《杠桿》考點(diǎn)解讀及經(jīng)典題型解析

12.1杠桿（考點(diǎn)解讀）（解析版）知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)點(diǎn)講解知識(shí)點(diǎn)講解1、杠桿及其五要素（1）杠桿定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。

①杠桿可直可曲，形狀任意。

②有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來(lái)幫助確定支點(diǎn)。如：魚(yú)桿、鐵鍬。

（2）杠桿五要素：①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(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。

※動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。

動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反。④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離．用字母l1表示。

⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離．用字母l2表示。2、杠桿的平衡條件及實(shí)驗(yàn)探究（1）杠桿平衡：杠桿靜止不動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)都叫做杠桿平衡。注意：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室所做的杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)是在杠桿水平位置平衡進(jìn)行的，但在實(shí)際生產(chǎn)和生活中，這樣的平衡是不多的。在許多情況下，杠桿是傾斜靜止，這是因?yàn)楦軛U受到平衡力作用。所以說(shuō)杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。（2）杠桿平衡條件的表達(dá)式：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。（3）公式的表達(dá)式為：F1l1=F2l2。3、杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用（1）杠桿動(dòng)態(tài)平衡：指構(gòu)成杠桿的某些要素發(fā)生變化，而杠桿仍處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，分析杠桿的動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，一般是動(dòng)中取靜，根據(jù)杠桿平衡條件，分析比較，得出結(jié)論；（2）利用杠桿平衡條件來(lái)分析和計(jì)算有關(guān)問(wèn)題，一般遵循以下步驟：①確定杠桿支點(diǎn)的位置；②分清杠桿受到的動(dòng)力和阻力，明確其大小和方向，并盡可能地作出力的示意圖；③確定每個(gè)力的力臂；④根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解。4、杠桿中最小力的問(wèn)題及力臂的畫(huà)法（1）求最小動(dòng)力問(wèn)題，可轉(zhuǎn)化為找最長(zhǎng)力臂問(wèn)題。找最長(zhǎng)力臂，一般分兩種情況：①在動(dòng)力的作用點(diǎn)明確的情況下，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線(xiàn)就是最長(zhǎng)力臂；②在動(dòng)力作用點(diǎn)未明確時(shí)，支點(diǎn)到最遠(yuǎn)的點(diǎn)的距離是最長(zhǎng)力臂?！畔ＥD學(xué)者阿基米德總結(jié)出杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，據(jù)此，他說(shuō)出了“只要給我一個(gè)支點(diǎn)，我就可以撬動(dòng)地球“的豪言壯語(yǔ)。地球的質(zhì)量大約是6×1024kg，人產(chǎn)生的推力約為588N，我們?cè)O(shè)想要撬起地球這個(gè)龐然大物，又找到了合適的支點(diǎn)，根據(jù)杠桿平衡條件，所用動(dòng)力臂與阻力臂的比值為1023：1，當(dāng)然要找到這樣長(zhǎng)的杠桿確實(shí)非常困難，但這個(gè)假想的實(shí)驗(yàn)包含了科學(xué)家對(duì)物理知識(shí)的深刻理解：只要?jiǎng)恿Ρ叟c阻力臂的比值足夠大，動(dòng)力與阻力之比也就足夠小，這樣使用杠桿也就最省力。（2）力臂的畫(huà)法：①首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)O。

②畫(huà)好動(dòng)力作用線(xiàn)及阻力作用線(xiàn)，畫(huà)的時(shí)候要用虛線(xiàn)將力的作用線(xiàn)適當(dāng)延長(zhǎng)。

③在從支點(diǎn)O向力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)，在垂足處畫(huà)出直角，從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，用三角板的一條直角邊與力的作用線(xiàn)重合，讓另一條直角邊通過(guò)交點(diǎn)，從支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)畫(huà)垂線(xiàn)，作出動(dòng)力臂和阻力臂，在旁邊標(biāo)上字母，l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂。（3）畫(huà)杠桿示意圖時(shí)應(yīng)注意：①阻力作用點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在杠桿上：有部分同學(xué)認(rèn)為阻力由石頭的重力產(chǎn)生，所以阻力作用點(diǎn)應(yīng)畫(huà)在石頭重心上，這是錯(cuò)誤的。②確定阻力方向：當(dāng)動(dòng)力使杠桿繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，阻力一定使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。③力臂不一定在杠桿上：力臂可用虛線(xiàn)畫(huà)出并用大括號(hào)標(biāo)明，也可用實(shí)線(xiàn)畫(huà)出。5、杠桿的分類(lèi)及應(yīng)用杠桿分為三類(lèi)：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿；類(lèi)型力臂的大小關(guān)系力的大小關(guān)系特點(diǎn)應(yīng)用省力杠桿l1＞l2F1＜F2省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車(chē)、花枝剪刀費(fèi)力杠桿l1＜l2F1＞F2費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂

人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚(yú)桿等臂杠桿l1=l2F1=F2既不省力也不省距離，既不費(fèi)力也不費(fèi)距離天平，定滑輪※既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的。典例分析＋變式訓(xùn)練考點(diǎn)1杠桿及其五要素【典例1-1】如圖所示，小陽(yáng)用蘋(píng)果和桔子來(lái)玩蹺蹺板。他將蘋(píng)果、桔子分別放在離O點(diǎn)等距的水平板上，放手后，蘋(píng)果一端下沉。使板轉(zhuǎn)動(dòng)的力是（）A．蘋(píng)果的重力 B．桔子的重力 C．板對(duì)桔子的支持力 D．蘋(píng)果對(duì)板的壓力【答案】D?！窘獯稹拷猓菏拱遛D(zhuǎn)動(dòng)的力一定是板受到的力，不是蘋(píng)果和桔子受到的力，故ABC錯(cuò)誤；由圖可知，蘋(píng)果對(duì)板的壓力會(huì)使板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故D正確。故選：D?！镜淅?-2】如圖所示，OB是以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)的杠桿，F(xiàn)是作用在杠桿B點(diǎn)的力，則動(dòng)力F的力臂L是OC。（選填“OB”、“OC”或“BC”）【答案】OC?！窘獯稹拷猓毫的作用線(xiàn)是BC，支點(diǎn)是O，O到BC的距離是F的力臂，線(xiàn)段OC表示力F的力臂。故答案為：OC?！咀兪?-1】如圖所示，釣魚(yú)時(shí)，釣魚(yú)竿可看成是一個(gè)杠桿。能正確表示其支點(diǎn)O、動(dòng)力F1和阻力F2的是（）A． B． C． D．【答案】B。【解答】解：圖中釣魚(yú)竿是下面手與魚(yú)竿接觸的位置，動(dòng)力是上面手施加的力，阻力為魚(yú)線(xiàn)對(duì)魚(yú)竿豎直向下的拉力，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B?！咀兪?-2】飛機(jī)落地后，其制動(dòng)方式通常有三種：其中一種是通過(guò)向前噴氣來(lái)減速，是利用物體間力的作用是相互的。如圖是吊車(chē)吊起貨物的示意圖，吊臂是一個(gè)杠桿，當(dāng)?shù)醣鄣踔浳锾幱陟o止?fàn)顟B(tài)時(shí)，杠桿的支點(diǎn)是A點(diǎn)（選填“A”“B”或“C”）?！敬鸢浮肯嗷ィ籄。【解答】解：飛機(jī)向前噴氣，飛機(jī)對(duì)氣體施加向前的力，由于物體間力的作用是相互的，氣體將對(duì)飛機(jī)施加向后的作用力，阻礙飛機(jī)前進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)減速；吊臂在升起過(guò)程中，圍繞著A轉(zhuǎn)動(dòng)，故A為支點(diǎn)。故答案為：相互；A?？键c(diǎn)2杠桿的平衡條件探究【典例2-1】小華在做“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，杠桿右端下沉，如圖所示，為了使杠桿在水平位置平衡，下列操作正確的是（）A．左端平衡螺母向左調(diào)節(jié) B．右端平衡螺母向右調(diào)節(jié) C．左側(cè)鉤碼向左移動(dòng) D．左側(cè)鉤碼向右移動(dòng)【答案】C。【解答】解：A、B、調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后，在杠桿左右兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，同時(shí)調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡，他們的做法是錯(cuò)誤的，原因是：此時(shí)再調(diào)節(jié)平衡螺母，杠桿的自重會(huì)對(duì)杠桿平衡產(chǎn)生影響，故AB錯(cuò)誤；CD、利用杠桿的平衡條件：左邊＝4G×nL＝右邊＝3G×4L，所以n＝3，所以應(yīng)將左邊的鉤碼向左移動(dòng)1格，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C。【典例2-2】利用輕質(zhì)杠桿探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中。（1）杠桿靜止時(shí)如圖甲所示，要使杠桿在水平位置平衡，則應(yīng)將平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)；（2）如圖乙所示，在A(yíng)點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)掛6個(gè)鉤碼，仍可使其在水平位置平衡；（3）用彈簧測(cè)力計(jì)代替鉤碼，如圖丙所示，不斷改變彈簧測(cè)力計(jì)的作用點(diǎn)和力的大小，使杠桿在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F與其力臂l1的圖像如圖丁所示，圖像中每個(gè)點(diǎn)與兩坐標(biāo)軸圍成的矩形面積相等（選填“相等”或“不等”），其原因是阻力和阻力臂保持不變，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積保持不變。（4）該同學(xué)在科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中將此裝置改裝成了一個(gè)杠桿液體密度計(jì)，該裝置可測(cè)量小桶內(nèi)液體的密度，如圖戊所示，將容積為20mL的小桶掛在M點(diǎn)，調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡，已知OM＝OA＝6cm，則杠桿密度計(jì)的“0刻度”線(xiàn)應(yīng)在O（選填“O”或“A”）點(diǎn)，將待測(cè)液體倒?jié)MM點(diǎn)的小桶，在杠桿右端掛上重物并調(diào)節(jié)至N點(diǎn)位置時(shí)，杠桿剛好水平平衡，重物質(zhì)量10g，ON＝15cm，N點(diǎn)位置應(yīng)標(biāo)注的密度刻度值是1.25g/cm3，改裝后杠桿右端的密度刻度線(xiàn)是（選填“是”或“不是”）均勻分布的（g＝10N/kg）。【答案】（1）左；（2）6；（3）相