第十二章 简单机械 第1节 杠杆 第1课时 杠杆及其平衡条件 【A层 基础必会】 考点一 杠杆 1.如图所示是用瓶起子打开瓶盖的情境,开启过程中某时刻,可将瓶起子看作一个杠杆(忽略杠杆所受重力),用“O”表示支点位置,手施加的力为动力F1(方向垂直杠杆),杠杆所受阻力为F2(方向垂直杠杆),能表示此时支点、动力和阻力的示意图是 (D) 2.(2024·枣庄中考)用手提起重物时,前臂可简化为杠杆:桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下,绕肘关节(支点O)转动,如图所示。请在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。 答: 3.杠杆在如图所示位置保持平衡,动力臂l1已经画出,请作出对应的动力。 答: 考点二 探究杠杆的平衡条件 4.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,小明提出以下猜想: 猜想一:动力×动力臂=阻力×阻力臂。 猜想二:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。 (1)实验前,杠杆在如图甲所示位置静止,小明应将 平衡螺母 向 左 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在 水平 位置平衡,这样做的目的是 便于测量力臂 。 (2)如图乙所示,杠杆水平平衡后,在杠杆的左端A处挂1个钩码,在杠杆右端B处挂2个钩码,杠杆仍在水平位置平衡(每个钩码的质量是50 g,杠杆上相邻刻度间距为5 cm)。之后又进行了多次测量,数据如表所示: 实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 0.5 10 1.0 5 2 0.5 20 1.0 10 3 1.0 20 2.0 10 每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离,具有一定的特殊性,还应改变动力或阻力的 方向 (选填“大小”或“方向”)进行实验。 (3)于是小明设计了如图丙所示的实验方案,为了验证猜想二的正确与否,除了弹簧测力计,还需要添加的一个测量工具是 刻度尺 。 (4)在图丙中,杠杆在水平位置平衡,此时B点所受拉力的力臂 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)15 cm。 (5)分析表中的实验数据可以得出杠杆的平衡条件是 F1l1=F2l2 (用公式表达)。 考点三 杠杆平衡条件的应用 5.如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,用细线将重为G的物体悬挂在A点,在B点作用竖直向上的拉力F,则在保持杠杆水平静止的情况下 (C) A.F=2G B.F=G C.F=G D.F=G 6.(2024·上海中考)在杠杆平衡时,阻力F2的大小为90 N,阻力臂l2为0.2 m,动力臂l1为0.6 m,求动力F1的大小。 解:由杠杆平衡条件F1l1=F2l2 得:F1===30 N。 【B层 能力提升】 7.(2024·大连质检)如图所示,大人和小孩分别坐在跷跷板的两侧,当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是 (A) 8.(2024·盐城质检改编)某实验小组在“探究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:质量和刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。 (1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前,把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图(a)所示位置,此时杠杆 是 (选填“是”或“不是”)平衡状态; (2)如图(b)所示,在A点挂2个重力均为0.5 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其还在水平位置平衡,目的是 便于直接从杠杆上读出力臂 ,弹簧测力计的示数为 1.5 N; (3)如图(c),左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变其与水平方向的夹角θ,仍使杠杆水平方向平衡,能描述测力计示数F与θ关系的大致图像是 B ; (4)用绳子拴住一根粗细不同的木头某处,静止后木头水平平衡,如图(d)所示,可判断GA > (选填“>”“=”或“<”)GB; 9. (2024·潮州质检)传统的舂(chōnɡ) 米工具是一个杠杆,它的结构示意图如图所示,O为固定转轴,在A端连接着石球,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷,若石球的质量为4 kg,且摩擦和杠杆自重均忽略不计,g取10 N/kg。求: (1)石球的重力; (2)要将石球竖直匀速抬起,脚至少用多大 ... ...
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