苏科版初中九年级物理第十一章简单机械和功一杠杆第二课时杠杆的应用课件

第十一章简单机械和功一、杠杆第二课时杠杆的应用知识点3知识点1杠杆的分类基础过关全练1.(2022江苏连云港中考)如图是生活中几种常见的杠杆,其中属于省力杠杆的是

(

)A.钓鱼竿

B.道钉撬

C.筷子

D.理发剪刀B解析道钉撬在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠

杆;钓鱼竿、筷子、理发剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力

臂,属于费力杠杆。故选B。2.(跨学科·体育与健康)(2024江苏溧阳期中)皮划艇是我国奥运优势项目之一,如图所示,比赛中运动员一只手撑住桨柄的末端(视为支点),另一只手用力划桨。下列说法正确的是(

)

A.将用力划桨的手靠近支点,既能省力又能省距离B.为省力,可将用力划桨的手靠近支点C.为省力,可将用力划桨的手远离支点D.为省距离,可将用力划桨的手远离支点C解析

运动员划桨时,一只手撑住桨柄的末端(视为支点),另

一只手施加动力划桨,水对桨柄的力为阻力,从图中可看出,

动力臂小于阻力臂,故桨属于费力杠杆,具有费力省距离的特

点,故A错误;要想省力,在阻力、阻力臂不变的情况下,要增

大动力臂,即将用力划桨的手远离支点,故B错误,C正确;要想

省距离,在阻力、阻力臂不变的情况下,减小动力臂,即将用

力划桨的手靠近支点,故D错误。3.(跨学科·生物)(2022湖南邵阳中考改编)某天,“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说:“看,我能提起很重的物体哦(如图)!”“物理”大师竖起大拇指说:“真厉害!其实,你的前臂就是物理学中的一个杠杆。”以下对于这个杠杆在提起重物的过程中,分析合理的是

(

)

A.前臂杠杆的支点O在肘关节处B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力C.重物给前臂的力F2是动力D.前臂是一个省力杠杆A解析用手向上提重物时,人的前臂相当于一个杠杆,肱二头

肌给桡骨的力F1是动力,重物给前臂的力F2是阻力,杠杆围绕

肘关节转动,因此支点O在肘关节处,故A符合题意,B、C不符

合题意;用手向上提重物时,动力臂小于阻力臂,因此前臂是

一个费力杠杆,故D不符合题意。4.(新情境·安全与健康)10月16日为“世界脊柱日”。如图,人在低头时,头部和颈椎可看作一个杠杆,低头过程中,头部重力的力臂

(选填“增大”或“减小”),颈部肌肉群对后颅向下的拉力

(选填“增大”或“减小”),若将拉力看作动力,这是一个

杠杆;头部向下弯曲角度增大,颈椎所受的

增大。请给出一条保护颈椎健康的合理建议:

。增大增大费力压力不要长时间低头(或保持眼睛和书本之间的距离,端正坐姿等)解析头部模型相当于简单机械中的杠杆;根据杠杆平衡条

件知,GL1=FL2,重力的方向竖直向下,当低头角度变大时,重力

的力臂L1变大,L2不变,故拉力F变大;若将拉力看作动力,动力

臂小于阻力臂,这是一个费力杠杆;头部向下弯曲角度增大,

拉力变大,相当于支点的颈椎所受的压力增大。为了保护颈

椎健康,不要长时间低头(或适当抬高手机屏幕,减小低头角

度或低头看书久了应适当抬头,以缓解颈椎承受的压力)。5.(中华优秀传统文化)(2024江苏南京鼓楼期中)南京城墙是世界上现存的最长的砖石结构城墙,如图所示是一块质地均匀的长方体城砖,放置在水平地面上,已知长AC为40cm,宽AB为30cm,厚AD为10cm,质量为20kg,要在CE的中点O以一水平力F将其推倒,则在图中位置时,F至少需要

N。若在O点用最小力将城砖沿逆时针方向推倒,则该力的大小至少为

N。(g取10N/kg)

60

75

解析城砖的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N;要在CE的

中点O以一水平力F将其推倒,则在图中位置时,动力臂L1=40

cm,阻力臂L2=

=15cm;根据杠杆的平衡条件F×L1=G×L2可知,此时的动力F=

=

=75N;根据勾股定律可知,BC的长度为50cm,若在O点用最小力将城砖沿逆时针

方向推倒,以BC为动力臂时,动力臂最大,根据杠杆的平衡条

件可知,在阻力、阻力臂不变的情况下,动力是最小的,此时

的阻力臂L2'=L2,则最小动力F'=

=

=60N。6.(跨学科·物理学与日常生活)(2022宁夏中考)生活中有很多小妙招,如图甲所示,用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖,模型如图乙,它是以

(选填“A”或“B”)为支点的省力杠杆,手在

(选填“C”或“D”)点向下压时会更省力。甲

乙DB解析图中用钢勺打开瓶盖时,A点随瓶盖上升,B点不动,所

以B点是支点;打开瓶盖时,阻力、阻力臂不变,动力臂越长越

省力,所以手作用在D点会更省力。7.(中华优秀传统文化)(2023江苏无锡中考,11, )如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,人向下拉绳放下空桶,装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,能力提升全练硬棒质量忽略不计。下列说法中正确的是(

)A.向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆B.向下拉绳放下空桶时拉力为20NC.向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为

费力杠杆D.向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40ND解析向下拉绳放下空桶时,B端的力为动力,A端的力为阻

力,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A错误;根据杠杆的

平衡条件和数学知识,杠杆平衡时B端的拉力FB=

=

=80N;放下空桶时,向下拉绳子的力F1=FB-G桶=80N-20N=60N;装满水时,桶和水的总重力G总=G桶+G水=20N+100N=120N,向上拉绳提起装满水的桶时拉力F2=G总-FB=120N-80N=40N,故B错误,D正确;向上拉绳提起装满水的桶时,在A端的力为动力,B端的力为阻力,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C错误。技巧点拨本题的关键在于正确进行受力分析。放下空桶

时,向下的拉力加上桶的重力等于B端的力;向上拉绳提起装

满水的桶时,B端的力加上拉力等于桶和水的总重力。A.拉力F的大小为物重的2倍B.当悬挂点左移时,F将减小C.若F改为沿图中虚线方向施力,F将增大D.若物重增加2N,F的大小也增加2N8.(2021江苏镇江中考,9, )如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,用细线将重物悬挂在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解析由题意可知,阻力臂为动力臂的一半,根据杠杆的平衡

条件可知,动力F的大小为物重的二分之一;当悬挂点左移时,

动力臂、阻力不变,阻力臂变大,则动力F将变大;将拉力F改

至虚线方向时,拉力的力臂变小,因为阻力与阻力臂不变,由

杠杆的平衡条件可知,拉力F将变大;若物重增加2N,根据杠

杆的平衡条件可知,拉力F增加1N。故选C。A.动力臂为0.08mB.若将30°角减小为20°角,弹簧测力计示数

变小C.弹簧测力计示数为4ND.若将钩码向右移动一格,弹簧测力计的示数变小9.(新考向·开放性设问)(2024江苏启东中学月考,6, )如图,在“探究杠杆的平衡条件”实验中,已知杠杆上每个小格长度为2cm,钩码总重为2N,当弹簧测力计在A点斜向上(与水平方向成30°角)拉杠杆使杠杆在水平位置平衡时,下列说法正确的是(

)

D解析当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)

杠杆时,根据数学知识可知动力臂L1=

OA=

×4×2cm=4cm=0.04m;若将30°角减小为20°角,根据数学知识可知,动力臂

变小,在阻力和阻力臂不变的条件下,根据杠杆的平衡条件,

弹簧测力计示数变大;由图知,钩码对杠杆的拉力为阻力,阻

力臂L2=3×2cm=6cm,根据杠杆的平衡条件F1L1=GL2可得测

力计示数F1=

=

=3N;若将钩码向右移动一格,阻力臂变小,动力臂不变,阻力不变,根据杠杆的平衡条件知,动力变小,即弹簧测力计的示数变小,故D正确。10.(2023江苏常州中考,19, )调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡状态。在A点悬挂两个钩码,如图所示,要使杠杆水平平衡,需在B点悬挂

个钩码。取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平平衡,测力计的示数为

N。(每个钩码重0.5N)

0.753

解析一个钩码的重力为0.5N,设杠杆一个小格的长度为L,

在A点悬挂2个钩码时,根据杠杆平衡条件知,2×0.5N×3L=GB

×2L,解得GB=1.5N,即在B点挂3个钩码。取走悬挂在B点的钩

码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉,设弹簧测力计的拉力

为FC;杠杆水平平衡时,根据杠杆平衡条件可得2×0.5N×3L=

FC×4L,解得FC=0.75N。11.(跨学科·物理学与工程实践)(2022江苏泰州中考,39,

)建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥,如图为小华制作的斜拉索大桥模型,她用长30cm、重5N的质地均匀分布的木条OA做桥面,立柱GH做桥塔。OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,桥面OA实质是一种

(填简单机械名称)。杠杆

保持桥面水平,细线对OA的拉力F=

N;将细线一端的固定点由B点改至C点,拉力F的大小变化情况是

,由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。减小

5解析由题图可知,OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B

点相连,所以桥面OA实质是一种杠杆;过支点向拉力的作用

线作垂线,垂线段的长即细线对桥面拉力F的力臂L,如图所示。

在Rt△AOE中,∠A=30°,则L=

OA=0.15m,根据杠杆的平衡条件可得,FL=G×

OA,则F=

=

=5N;将细线一端的固定点由B点改至C点,动力臂增大,阻力臂和阻力

不变,根据杠杆平衡条件可知,动力F减小。12.[2023江苏苏州中考,22(3), ]图中,用直棒提升重物,画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。

答案如图所示

解析

重物对杠杆的拉力为阻力F2,方向竖直向下,反向延长

阻力F2的作用线,从支点O向阻力的作用线作垂线,支点到垂

足的距离就是阻力臂L2。所用最小力的作用点在离支点最

远的B点,且用力方向与OB垂直斜向上,此时动力臂最长(等

于OB),最省力。考点总结在处理杠杆最小力的问题时,可按以下步骤进行:

①确定支点和动力作用点,找出最长的动力臂;②过动力作用

点作出与动力臂垂直的线段。13.(跨学科·物理学与日常生活)(2023江苏新沂期中,20, )如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动,已知AB=120cm,AO∶

OB=2∶1,悬挂在A端的桶与沙土的总质量为20kg,在B端悬

挂一配重。g取10N/kg,求:(1)悬挂在A端的桶与沙土的总重力大小;(2)当杠杆AB在水平位置平衡时,B端的配重。解析

(1)悬挂在A端的桶与沙土的总重力为G总=mg=20kg×

10N/kg=200N;(2)由题可知AO∶OB=2∶1,则AO=2OB,由杠

杆平衡条件得G总×AO=GB×OB,即200N×2OB=GB×OB,解得GB=400N。14.小明做“探究杠杆平衡条件”实验:

甲

乙(1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水平

位置平衡,应将平衡螺母向

调节;素养探究全练右(2)要使用弹簧测力计进行实验,首先进行的操作是

;(3)如图乙所示,在杠杆左侧挂2个钩码,每个钩码的质量为50g,为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小,在A点沿

向下方向拉动弹簧测力计,直至杠杆在

位置平衡;并将第一次数据记录在表格中,表中F1大小为弹簧测力计示数,F2大小为钩码的重力大小,L1、L2分别为F1、F2对应的力臂;将指针调到零刻度线处竖直水平

序号F1/NL1/cmF2/NL2/cm11.510.01.015.023.010.02