2024浙江中考物理二輪重點(diǎn)專題研究 微專題 杠桿模型建構(gòu) （課件）

杠桿模型建構(gòu)微專題一、杠桿模型例1如圖，輕質(zhì)木桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，可將其看成一個(gè)杠桿，且OB＝OA，將一重為20N的正方體物塊掛在B點(diǎn)，在A點(diǎn)施加一豎直向上的力F1，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)F1＝____N。8二、模型建構(gòu)例2

(2021荊州改編)某游客來機(jī)場(chǎng)乘機(jī)，他所用的拉桿旅行箱示意圖如圖甲所示，O為支點(diǎn)，B為重心，A為拉桿的端點(diǎn)。O到B點(diǎn)的水平距離為0.3m，O到A點(diǎn)的水平距離為0.8m。(g取10N/kg)甲思維引導(dǎo)第一步：分析情境在A點(diǎn)向上施加拉力時(shí)，裝有物品的旅行箱繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可視為杠桿。第二步：根據(jù)要素，畫圖示，還原模型乙動(dòng)力：施加在A點(diǎn)向上的作用力阻力：旅行箱以及物品的重力動(dòng)力臂、阻力臂：在圖乙中畫出動(dòng)力臂L1及阻力臂L2GL2L1第三步：利用杠桿平衡條件，解決問題①若旅行箱以及物品重為8kg，拉力F豎直向上時(shí)，要使旅行箱平衡，則拉力F＝______N；②其他條件不變時(shí)，僅縮短拉桿的長度，拉力F將_____(選填“增大”“減小”或“不變”)；③游客拉著旅行箱向前走的過程中，箱內(nèi)物品下滑，重心位置由B變至B′(如圖丙)，拉力F將________(選填“增大”“減小”或“不變”)。丙30增大減小例3

(2023杭州35題改編)汽車超載是當(dāng)前發(fā)生交通事故的重要根源。為了加強(qiáng)監(jiān)控，各地均設(shè)置超載監(jiān)測(cè)站。如圖甲所示，已知某汽車的自重為2噸，其載重量為10噸?，F(xiàn)讓該汽車前輪開上電子地磅秤，其讀數(shù)為5噸，后輪開上電子地磅秤讀數(shù)為6噸，且前后輪與地面的接觸面積相等。(g取10N/kg)甲思維引導(dǎo)第一步：分析情境以汽車前輪為支點(diǎn)，汽車可繞前輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為杠桿；以汽車后輪為支點(diǎn)，汽車可繞后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為杠桿。第二步：根據(jù)要素，畫圖示，還原模型汽車前輪在地磅上時(shí)，以汽車后輪為支點(diǎn)建立杠桿模型，示意圖如圖乙；動(dòng)力為F前，阻力為G，動(dòng)力臂為L，阻力臂為L1汽車后輪在地磅上時(shí)，以汽車前輪為支點(diǎn)建立杠桿模型，示意圖如圖丙；動(dòng)力為F后，阻力為G，動(dòng)力臂為L，阻力臂為L2第三步：利用杠桿平衡條件，解決問題該汽車是否超載，通過分析計(jì)算說明理由。解：以汽車后輪為支點(diǎn)建立杠桿模型，示意圖如題圖乙根據(jù)杠桿平衡條件得F前L＝G

L1

以汽車前輪為支點(diǎn)建立杠桿模型，示意圖如題圖丙根據(jù)杠桿平衡條件得F后L＝GL2解得G＝F前＋F后

＝(5000kg＋6000kg)×10N/kg<(2000kg＋10000kg)×10N/kg所以該汽車未超載。例4

(2023安徽)研究物理問題時(shí)，常需要突出研究對(duì)象的主要因素，忽略次要因素，將其簡(jiǎn)化為物理模型。(1)如圖甲，一質(zhì)量分布均勻的杠桿，忽略厚度和寬度，長度不可忽略，用細(xì)線將它從中點(diǎn)懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點(diǎn)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過一定角度后(如圖乙)釋放，為研究其能否平衡，可將它看成等長的兩部分，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出這兩部分各自所受重力的示意圖和力臂，并用杠桿平衡條件證明杠桿在該位置仍能平衡；(2)如圖丙，一質(zhì)量分布均勻的長方形木板，忽略厚度，長度和寬度不可忽略，用細(xì)線將它從AB邊的中點(diǎn)懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點(diǎn)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過一定角度后(如圖丁)釋放，木板在該位置能否平衡？寫出你的判斷依據(jù)。設(shè)杠桿長度為L，所受重力為G，杠桿轉(zhuǎn)過的角度為θ由圖可知，l1＝l2＝

L·cosθ，又G1＝G2＝

故G1l1＝G2l2，所以杠桿在該位置仍能平衡G1G2l1l2解：(1)(2)把長方形木板看成左右相同的兩部分，各自所受重力和力臂如圖所示設(shè)木板所受重力為G由圖可知，l1<l2，又G1＝G2＝

故G1l1<G2l2，所以木板在該位置不能平衡G1l1l2G2方法指導(dǎo)1.生活中常見杠桿模型(1)空調(diào)外機(jī)A點(diǎn)為支點(diǎn)，墻壁對(duì)支架C處的拉力為阻力，空調(diào)的重力為動(dòng)力。(2)圓柱木使圓柱木的a點(diǎn)離開地面需要的最小力，以O(shè)為支點(diǎn)，圓柱木的重力為阻力，沿b點(diǎn)垂直于圓柱木對(duì)角線向上的力即為最小力。(3)開瓶起子用最小力打開瓶蓋時(shí)，以O(shè)為支點(diǎn)，瓶蓋對(duì)A點(diǎn)的力為阻力，沿B點(diǎn)垂直于OB向上的力即為最小力。2.人體中的杠桿模型(1)走路時(shí)的腳——省力杠桿腳掌前部是支點(diǎn)，人體的重力是阻力，腿部肌肉產(chǎn)生的拉力是動(dòng)力，這種杠桿可以克服較大的體重。(2)做俯臥撐——省力杠桿腳掌前部是支點(diǎn)，人體的