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文档简介
专题15简单机械(杠杆)
模型01.找杠杆五要靠
!4士坤丘打石取力
技巧:
三步秒破:
□找支点:找杠杆“绕着转”的点。
I□辨两力:分清“让杠杆转”的动力、“阻碍转”的阻力。
I□画垂线:支点到力的垂直距离才是力臂。
!避开“距离不垂直、力臂位置错、作用点选错”等这些坑!
【例1】找出下列两图的杠杆五要素。
乡7子
口重物
一
【变式(2025年山东省学业考题)小明使用筷子夹菜时,发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠
杆知识对其中一根筷子做了分析,如图所示。以下选项错误的是()
L\
F?Q
ki
A.R为动力BL为动力臂C.F2为阻力D12为阻力臂
【变式1・2】(2025年河南省初中学业考题)如图,在植树活动中,两位同学用竹竿抬水。水桶挂在水
平竹竿的P处,与前、后同学的距离分别为PM、PN,水桶对竹竿的作用力为人其中PM、PN及F的大
小均已知,竹竿的重力忽略不计。若要分析前面同学抬水的力人的大小,下列建构的杠杆示意图正确的是
()
【变式1・3】(2025年天津市初中学业考题)图为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板,
连着踏板的金属杆绕。点转动,推动活塞挤压刹车油,此时可把金属杆看成以。为支点的杠杆。不计金
属杆自重及摩擦,请解答下列问题:
(1)图中画出了杠杆的动力Fi和阻力尸2,其中正确的是图:
(2)若动力为为300N,动力臂与阻力臂之比为5:1,求阻力后的大小。
模型02.实验探究杠杆的平衡条件
标志;实验探究杠杆的平衡条件。
技巧:
i!
①为什么必须调节杠杆在水平位置平衡?便于测量力臂。当杠杆水平时,钩码悬挂点到支点的距离!
i!
i即为力臂,无需额外测量角度或垂线。
i!
②实验过程中能否再调节平衡螺母?不能。一旦开始挂载钩码进行实验,就不能再调节平衡螺母,
i!
i否则会影响实验数据的一致性。
i!
③能否用弹簧测力计替代钩码?可以。使用弹簧测力计可以连续改变拉力大小,操作更灵活,还能!
i!
i探究斜拉情况下力臂变化对平衡的影响。
i④如何证明力臂不是支点到作用点的距离?可通过倾斜拉助弹簧测力计进行实验。若拉力方向不坚:
直,力臂变短,即使作用点不变,所需拉力也会增大,说明力臂是支点到力的作用线的垂直距离。
I
⑤实验结论:杠杆的平衡条件为:动力X动力臂;阻力X阻力臂(RL尸F2L2)。这说明杠杆省力与否取?
,决于力臂的相对长度——动力臂越长,所需动力越小,如撬程、剪刀等工具正是利用这一原理实现省
I
i力效果。
I
【例2】(2025年广东省深圳市中考题)视视同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注:实
验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前,视柳同学将组装好的杠杆放在水平桌面上,她发现杠杆静止时情况如图所示,此时视
视司学判断杠杆处于(填“平衡”或"非平衡”)状态;
(2)欣月同学指出:在探究实验过程中,必须把杠杆调到水平位置平衡,这样做的目的是便于测
量:
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力K,左侧钩码对杠杆施加的
力为阻力测出杠杆平衡时的动力臂人和阻力臂/2;多次换月不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的
位置,得到实验数据如表:
实验次数动力Fi/N动力臂/i/cm阻力F2/N阻力臂/z/cm
10.520.01.010.0
21.020.01.020.0
31510.01.015.0
42.015.00.520.0
龙龙同学通过分析表格中的数据,可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说:生活中用钢丝钳剪钢丝,与实验中原理相同;
(4)一鸣同学认为,仅用人眼来确定杠杆是否水平,这样做不够科学。请任选实验器材,运用物理
知识,写出判断杠杆水平的实验过程和方法:
(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件,如图,已知0A:0B=2:9,秤花质量为100g,则重物所受
的重力为No(g取10N/kg)
B.4
□口
【变式2-1]在探究杠杆的平衡条件实验前,如图所示,要使杠杆在水平位置平衡,以下操作正确的
是()
①将左端的平衡螺母向左调②将左端的平衡螺母向右调
③将右端的平衡螺母向左调④将右端的平衡螺母向右调
A.①或③B.①或④C.②或③D.②或④
【变式2・2】(2025年长春初中学业考题)”探究杠杆的平衡条件''的实验装置如图甲所示,所用的钩码
质量均相同。
甲乙
(1)杠杆不挂钩码时左端低、右端高,向调节螺母,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)在B点挂2个钩码,在A点挂________个钩码,使杠杆恢复水平平衡。取下A点所挂的钩码,
用弹簧测力计在C点施加一个竖直向的力,仍可使杠杆恢复水平平衡。
(3)如图乙所示,用核桃夹夹核桃时,核桃夹是一种杠杆。
【变式2・3】(2025年广东省深圳市中考题)视视同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注:
实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前,视视同学将组装好的杠杆放在水平桌面上,她发现杠杆静止时情况如图所示,此时视
视司学判断杠杆处于(填“平衡”或"非平衡”)状态;
(2)欣月同学指出:在探究实验过程中,必须把杠杆调到水平位置平衡,这样做的目的是便于测
量
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力左侧钩码对杠杆施加的
力为阻力测出杠杆平衡时的动力臂人和阻力臂'多次换月不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的
位置,得到实验数据如表:
实验次数动力Fi/N动力臂/i/cm阻力B/N阻力臂h/cm
10.520.01.010.0
21.020.01.020.0
31510.01.015.0
42.015.0().520.0
龙龙同学通过分析表格中的数据,可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说:生活中用钢丝钳剪钢丝,与实验中原理相同;
(4)•鸣同学认为,仅用人眼来确定杠杆是否水平,这样做不够科学。请任选实验器材,运用物理
知识,写出判断杠杆水平的实验过程和方法:
(5)《墨经》中记载了杠杆f勺平衡条件,如图,已知。人:08=2:9,秤泥质量为100g,则重物所受
的重力为No(g取10N/kg)
B.4
6口
模型03.判定的杠杆类型
标志:判定杠杆的类型。
技巧:
①省力杠杆:条件:动力臂〉阻力臂(LI>L2);特点:省力,但费距离;实例:撬棍、羊角锤、开
瓶器、钢丝钳、手推车;判断口诀:“长臂省力”。
②费力杠杆:条件:动力博〈阻力臂(心<心);特点:费力,但省距离或增大运动幅度;实例:镒
子、钓鱼竿、筷子、缝纫机踏板、人的前臂;判断口诀:“短臂费力”。
③等臂杠杆:条件:动力臂=阻力臂(L)=L2):特点:不省力也不费力,不省距离也不费距离;实
例:天平、定滑轮。
常见误区提醒:
错误认为“省力就是好”——实际应用中需权衡省力与省距离的需求。例如,钓鱼竿虽费力,但能
让鱼线移动更远距离。
混淆“支点到受力点的距离”与“力臂”——力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是直线距离。
忽视杠杆可曲可直——杠杆不一定是直棒,也可以是弯曲的结构。
【例3】(2025年湖南省长沙市初中学业考题)下列属于费力杠杆的是()
A.钢丝钳独轮车
D.托盘天平
【变式3」】(2025年甘孜初中学业考题)使用各种简单机械,可以使我们的工作和生活更省力、更方
便,下列工具中属于省力杠杆的是()
【变式3・2】(2025年北京市初中学业考试)如图所示,园艺工人在修剪枝条。关于园艺剪的使用,下
列说法正确的是()
A.园艺剪对枝条的压力是阻力B.在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C.把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力D.把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
【变式3・3】(2025年湖北省初中学业考题)如图为坐式推肩训练器。健身杆能绕。点处的轴上下转
动,配重片可增减,人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉。下列说法正确的是()
A.此健身杆是费力杠杆B.手推N处时,配重越重用力越小
C.配重相同时,推N处比推M处费力D.若改变M处推力方向,力臂始终不变
模型04.杠杆平衡条件计算
标志:杠杆平衡条件的相关计算。
技巧:
杠杆平衡条件核心公式:F1L1=F2L2
其中:H:作用在杠杆一端的力(单位:牛顿,N)
Li:人到支点的垂直距离(动力臂,单位:米,m)
F2:作用在杠杆另一端的力(阻力,单位:牛顿,N)
L2;B到支点的垂直距离(阻力臂,单位:米,m)
口诀:动力X动力臂二阻力X阻力臂
物理意义:当杠杆静止或匀速转动时,处于平衡状态,力矩代数和为零。
【例4】杠杆受到两个拉力,忽略杆重,下列选项中,杠杆能保持水平静止且两个力臂相等的是()
OO
B.
F,=4N
F2=4N
o凡=3N
1111..................
C:IAI°=D.一人一士
尸尸4N,尸2=8N
Ft=4N
【变式4・1】用50N的力撬动一块石头,动力臂为1.2m,石头对杠杆的阻力为300N,求阻力臂长度。
【变式4・2】杠杆上有三个力:R=20N,L=0.3m(顺时针);B=15N,b=0.4m(顺时针);F3=?L3=0.5m
(逆时针)。求尸3使杠杆平衡。
【变式4・3】(2025年云南省学业水平考题)《天工开物》中记载了我国古代井上施工装置,其简化
模型如图所示,。为支点,OM:ON=1:2,M端用绳子悬挂重200N的物体,在N端用竖直向卜•的拉力
A.该杠杆是费力杠杆B.杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N
C.M端绳子拉力对物体做功为I00JD.W端绳子拉力对物体做功的功率为50W
模型05.生活中的杆秤
标志;生活中的杆秤。
;技巧:I
i杆秤的结构与工作原理:杆秤属于不等臂杠杆系统,提纽为支点,秤钩或秤盘悬挂被称物,秤花在:
I秤杆上移动以实现力矩平衡。当秤杆水平时,秤蛇所在位置对应的刻度即为物体重量。这种设计无需
i!
i电力,操作简便,体现了古人对力学原理的深刻理解。
i!
核心公式:杠杆平衡条件T7山二F2L2。
i!
读数时需注意:
i!
提绳选择:靠近秤钩的提绳月于称重物(如20斤量程),另一提绳用于轻物(如5斤量程)。
i!
视线平视:避免斜视造成读数误差。
定盘星校准:空秤时秤坨应指向“定盘星”(零刻度),确保准确性。
i••**••••w.(■0••••MB••MM••••MV•••••»•••
【例5】(2025年四川自贡市中考题)如图,0h02均是杆秤称量时的支点。当使用Oi称量时,调整
秤坨至A点位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),己知秤陀质量为5kg,O1A=110cm,
OiB=IOcm0下列说法正确的是
A.所称物体质量是50kg
B.换称质量较小的物体时,秤坨应向A点左边移动
C.改用02称量物体时,会使该杆秤的称量范围变小
D.当秤坨在A点时,使用O:称量的物体质量比使用02称量的物体质量大
【变式5・1】(2025年四川达州中考题)中药房使用的杆秤,在我国有几千年的历史。如甲图所示,盘
中置物,手提提纽。右移秤泥,使杆秤水平平衡。”能工巧匠’2、组参加了“制作简易杆秤”活动。请你根据
活动过程,完成下列问题:
(1)制作原理:杆秤是根据条件制成。如乙图,用轻质木棒作为秤杆,细线系上一个质
量为,〃的物体作为秤坨,空小盆挂在A点作为秤盘,在O点挂粗绳作为提纽,点相当于杠杆的支
点,
(2)乙图中,秤盘内未放称量物,调节秤坨位置使杆秤水平平衡,在秤杆上悬挂秤曲细线的位置做
标记,该标记处对应的刻度为go
(3)乙图中,当称量物质量增大时,秤昵应向(选填“左''或"右”)移动。
(4)为了增大杆秤量程,可采用(选填“增大”或“减小”)秤泥质量的方法。
(5)该小组设计了一个测量秤在密度的方案:在乙图中取下秤盘后,A端悬挂秤蛇,在。端施加竖
直司下拉力Q时,木棒水平平衡,如丙图;把秤蛇浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中,液体深度变
化0.02m,液体对容器底部压强变化了160Pa,在C端施加竖直向下拉力B时,木棒再次水平平衡,如丁
图,已知Fi:F2=ll:10o秤蛇密度为kg/n?(整个过程秤坨不吸液,液体未溢出,秤蛇与容器
底未接触,g取10N/kg).
【变式5-2】小兰自制了一把杆秤,由科盘、提纽、秤杆以及200g的秤碇构成,如图所示。当不挂科
蛇、秤盘中不放重物时,提起提纽,杆秤在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物,
将秤蛇移至距O点30cm的B处时,秤杆水平平衡,则重物质量为g;往秤盘中再增加20g的物体,
秤花需要从B处移动cm才能维持秤杆水平平衡。
提纽
【变式5・3】“权衡”•词,在古代分别指秤佗和秤杆,现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在
学习杠杆相关知识后,“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究:
活动一:了解杆秤的构造及物理原理:
如图甲所示,杆秤由秤盘(放置待称量的物体)、秤泥、秤杆(标有刻度,可读取被称物体质量)、提
纽组成;
(1)参照图乙,图甲中提纽相当于杠杆的,结合“秤枪虽小压千斤”这句话,此时杆秤相当于
_______杠杆;
活动二:自制简易杆秤:
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中:秤蛇质量为200g,A点为秤盘挂绳位置,B点为提纽挂绳位
置,C点为0刻度线位置;
(2)由图甲可知,利用该杆秤最多可称量_______g的物体,D点处的刻度数为g;
(3)忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响,用如表示秤旎质量,加2表示物体和秤盘质量,心表示B、
C之间的距离,七表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件,当秤蛇在C点处平衡时,将满足___________
(用上述物理量表示),由此可得,秤盘的质量为_______g;
(4)若想测量质最更大的物体,你可采取的办法是(只写一条即可1
模型06.杠杆平衡条件的应用
•a.aa•a•a■..aa•a•ae•.eaa.aaaa■a••.^HB•■a.a•
标志:杠杆平衡条件在实际生活中的应用。I
技巧:I
杠杆平衡条件在生活和工程中有广泛而重要的应用,其核心公式为:i
动力x动力臂=阻力x阻力臂(即尸也尸尸2心)|
只要满足这一条件,杠杆就能保持静止或匀速转动的平衡状态。基于此原理,人们可以通过调节力|
或力瞥的人小来实现省力、省距离或改变施力方向的目的。\
W••«■■*••«av••W••MB••OM••W••«■>••MB••W••VB••MB■•MB••••«^B>•••■MK■•••W••••W■•••«■»••<■*••MV•••
【例6】(2025年武汉初中毕业考题)为了增强市民身体素质,武汉很多公园安装了各式各样的健身
器材。使用如图所示的器材时,将配重片调节至合适的限位孔,紧握把手向下拉,支架就可以绕着转轴转
动,底座上的缓冲垫可以防止支架回落时噪声过大、限位垫可以防止支架转动角度过大。已知配重片的质
量为10kg,相邻限位孔之间距离为15cm。
(1)请在图中画出某同学在A位置向下拉把手的拉力F的力臂。
(2)该同学在4位置沿图中力厂所示的方向刚好能用1S0N的力拉动把手,拉力的力臂为20cm,接
着他将配重片向左移动了一个限位孔,再次在A位置沿图中力F所示的方向刚好拉动把手需要N
的拉力。(不计支架和把手的重力以及支架和转轴间的摩擦力)
(3)该同学紧握把手同一位置沿竖直方向缓慢向下拉的过程中,拉力大小(填“变小’”不
变,,,,变大,或,,先变小后变大,)。
【变式6・1】(2025年广东省广州市中学业考题)图a所示的斜拉桥,可逐步简化成图b、c、d的模型;
(|)以。点为支点,在图d中作出a、B的力臂心、Li
(2)为了减小钢索承受的拉力,可适当__________(选填“升高”“降低”)钢索悬挂点在桥塔上的高度,
理由是:________________________
【变式6・2】古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以0为支点的杠杆,如图所示.一个人通过定滑
轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用L表示绳对桥板的拉力尸的力臂,则关于此过程中L的
变化以及乘积〜的变化情况,下列说法正确的是()
A.L始终在增加,尸L始终在增加B.L始终在减小,尸L始终在减小
CZ先增加后减小,FL先增加后减小DI先增加后减小,FZ始终在减小
【变式6・3】(2025年河北省初中学业考题)在跨学科实践活动中,小明用身边的器材粗略测量一件鱼
形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水,其内部为空腔,底部有圆孔。
(1)如图所示,利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的(选填“左”
或“右”)侧粘贴橡皮泥,使刻度尺在水平位置平衡;
(2)往一个空的塑料瓶内,注入400mL水。则瓶内水的质量为g;已知水的密度〃水=L0X
IO^kg/m3
(3)将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧,使刻度尺再次水平平衡,如图所
不,小明认为塑料瓶非常轻,其质量“J忽略不计。则工艺品的质量为g;
(4)用一个足够大的塑料袋,贴着一个硬而薄的正方体(边长为20cm)纸盒的内壁铺好,注入适量
的水。小明将工艺品浸没在水中,使其空腔内也充满水。因工艺品浸没,纸盒内水面上升了0.9cm,如图
所示。则工艺品材料的体枳为cm3。
(5)工艺品材料的密度为kg/m3;
(6)实验中,下列因素对密度的测量结果没有影响的是(选填序号)。
①忽略硬纸盒的厚度
②计算工艺品的质量时,忽略了瓶子的质量
③实马里亨•中,没有发现纸盒内底部的小石子
模型07.杠杆最小力问题
标志:杠杆的最小力问题。
技巧:
L分析:
根据KL尸乃心,在乃b乘积一定的情况下,匕越大,B越小,则找最小力二找最长力臂!!
2.方法:
①找两点:支点、杠杆上离支点最远的点。
②画两线:两点之间连线,即力臂;作该连线的垂线,即力的作用线。
③确定力:力的方向,力的标识(Fi,出方向一顺一逆)。
I__________________________________________________________________________________________________________________________________
【例7】如图所示,在轻质弯杠杆AOBC的C端施加一个最小的动力F,提起悬挂在其A端重为200N
的物体并保持静止状态,已知。为杠杆的支点,AO=50cm,OB=30cm,BC=40cm则所施加的最小动力下
的大小应为N;并请在图中作出所施加的最小动力F的示意图。
L£J.
HC
【变式如图,在杠杆AB上施加一个最小的力,使杠杆在图中所示位置平衡,画出这个最小力
的示意图,并标出这个力的力臂,
【变式7・2】如图所示,杠杆的B端挂一重物,在A点施加一个最小的力,使杠杆平衡在图中所示的
位置上,试画出这个最小的力Fi及其动力臂并画出阻力出。
%
o
【变式7・3】请在下图中画由使杠杆在图示位置保持平衡时最小的力。
模型08.杠杆动态平衡之水平用力
标志:水平用力时的相关变化。
技巧:
分析力唇变化,从而得到力的变化情况。一一力尸始终水平:B一直变大。
【例8】如图所示,一根铁棒在水平拉力厂的作用下,以0点为转轴,由竖直逆时针匀速转向水平位
置的过程中,动力与动力臂的大小变化()
A.F增大,L增大B.”减小,£减小
C.尸增大,(减小D/减小,L增大
【变式8・1】如图所示,一根轻质杠杆可以绕。点转动,在A点挂一重物G,在B点加一始终沿水平
方向的力F,将杠杆缓缓抬至接近水平位置的过程中,若动力臂为“,动力与动力臂的乘积为M,则
LF,F_______,M_______。(均填“变大皿变小”或“不变”)
【变式8・2】如图所示,一根轻质直杆可绕轴0转动,在直杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一
个方向始终水平向右的力F,当直杆从位置0A慢慢抬到位置0B的过程中,力F的大小变化情况是()
A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.不变
【变式8・3】•根轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的中点挂一重物,在杆的另•端施加•个方向始终
保持水平的力F,如图所示。力/使杆从如图所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中,力F和它的力臂“,
重力G和它的力臂k的变化情况是(
A.尸减小,小减小B.F减小,加增大
C.G不变,%减小D.G不变,k漕大
模型09,杠杆动态平衡之竖直用力
标志:竖直用力时的相关变化。
技巧:
分析力臂变化,从而得到力的变化情况。一一力尸始终竖直:为始终不变。
【例9】如图所示,用方向不变的力F,将轻质杠杆从A位置在竖直方向上匀速缓慢提升到B位置的
过程中,尸的大小变化情况有()
G
A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.无法判定
【变式9・1】如图所示,轻质杠杆0A中点悬挂一重物G,在A端施加一竖直向上的力凡若保持产
的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力尸将:若尸的方向始终与杠杆垂
直,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力/将。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【变式9・2】如图所示,木棒0A能绕0点转动,现用力产作用于木棒的A端,使木棒0A在水平位
置保持平衡,当力尸由图示方向逐渐向竖直向上方向转动的过程中,力”的大小将如何变化?
分析:由于阻力和阻力臂的乘积一定,所以________也是的,力尸由图示方向逐渐向竖直向
上方向转动的过程中,尸的力臂逐渐增大,所以产的大小o
【变式9-3]如图所示,轻质杠杆0A的中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,
杠杆在水平位置平衡时,F=N;保持尸的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,
力尸将(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
模型10.杠杆动态平衡之垂直用力
标志:垂直用力时的相关变化。
I
技巧:
分析力臂变化,从而得到力的变化情况。一一力尸始终垂直杠杆:为先变大后变小。
I
【例10]如图所示,o为杠杆的支点,用一个跟杠杆始终保持垂直的力,使杠杆由鞋直位置匀速旋转
到水平位置C,最终转到D位置,则此过程中拉力厂的大小如何变化()
A.一直变大B.一直变小
C.先变小后变大D.先变大后变小
【变式10・1】(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)如图所示,将重为G的均匀木棒竖直的悬挂
「0点,在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力尸,让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置.,则阻力
博将(填“变大”“变小”或“不变”),动力/将(填“变大”“变小”或“不变”)。
'、;F
F
【变式10・2】用如图所示的杠杆提升重物,如果作用在A端的力尸始终垂直于杠杆,在将重物慢慢
提升到一定高度的过程中(不超过水平位置),力厂的大小将()
A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.先变大,后变小
【变式10・3]如图所示,在轻质杠杆上吊一重物,在杆的中点施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使
杠杆缓慢地从OA转至OB,在转动过程中()
G
A/不变,杠杆是省力杠杆B/不变,杠杆是费力杠杆
C.尸变大,先是省力杠杆,后是费力杠杆D/变小,先是费力杠杆,后是省力杠杆
模型11.杠杆动态平衡之蜡烛燃烧
标志;杠杆中力变化引起的动态分析。
技巧:,
方法一:分析法।
初始状态:尸也尸尸2小
变化后:力变化(力变小)一一左侧LiI
右侧(巳-/&)U\
比较大小即可。i
方法二:极限法\
直接取极限的情况或特殊值,快速得出答案。j
【例11】如图杠杆上放有长短不同其他完全相同的两个蜡烛,并且杠杆平衡,若左右两蜡烛燃烧速度
一样,请问蜡烛燃烧后杠杆往哪边偏?
【变式11・1】如图甲所示.升旗时,旗杆顶端装置是(定/动)滑轮,使用它的作用是
。如图乙所示,粗细均匀的直尺AB,将中点0支起来。有三支相同的蜡烛,在B端放
一支,在A0的中点C放两支,将三支蜡烛同时点燃,他们的燃烧速度相同,在燃烧过程中,直尺将
(A端上升/B端上升/始终保持平衡)。
甲乙
【变式11・2]如图是我们课本中的小制作一一蜡烛跷跷板:将一根蜡烛中间垂直插入大号缝衣针,缝
衣计的两端分别放在两个玻璃杯上,点燃蜡烛两端,蜡烛跷跷板就做成了。点燃后的蜡烛燃烧速度可能不
同,关于此跷跷板,下列说法正确的是()
A.做跷跷板的蜡烛两端必须要一样粗细
B.即使蜡烛的两端粗细不同,也能用来做跷跷板,但两端的重必须相等
C.点燃后的蜡烛必须要两端燃烧速度相同,才能使带火苗的跷跷板往复翘动
D.点燃后的蜡烛即使两端燃烧速度不同,也能使带火苗的跷跷板往复翘动
【变式11・3]如图所示,杠杆在水平位置平衡,下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是()
A.两侧钩码同时向外移一格B.在两侧钩码卜方,同时加挂一个相同的钩码
C.两侧钩码同时向内移一格D.左侧钩码向左移一格,右侧钩码下增加一个相同钩码
标志:杠杆中力臂变化引起的动态分析。
I
技巧:
I
方法一:分析法
!
初始状态:F^FiLi
!
|变化后:力臂变化(力臂变大)一一左侧Q(Li+JLi)
右侧尸2(I2+JZ.2)
।比较大小即可。
|方法二:极限法
।直接取极限的情况或特殊值,快速得出答案。
(■as••••am•••aa••aa(••MBa••■MM•••aa■a••aa.
【例12]如图所示,两球在图示位置杠杆平衡,现使两球以相同速度往两边移动,杠杆会向哪边偏?
△
【变式12・1】如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形,下列操作能使杠杆在水平位置平衡的
是()
A.增加钩码的个数B.向右调节平衡螺母
C向右移动钩码的位置D.减小弹簧测力计的拉力
【变式12-2](2025年四川省眉山市初中学业考题)”探究杠杆的平衡条件”实验中,杠杆在水平位置
平衡,如图所示。下列操作能使杠杆在水平位置保持平衡的是()
A.同时将左右两侧的钩码取下一个
B.将A、B两处所挂的钩码交换位置
C.将右侧钩码取下一个,左侧钩码向支点移动一格
D.将左侧钩码向支点移动两格,右侧钩码向支点移动三格
【变式12・3】如图所示,轻质细杆可绕竖直墙上的0点转动,末端挂一个重力为150N的物体,拉力
产沿水平方向,当族45。时,拉力No若保持拉力沿水平方向,让细杆顺时针缓慢旋转到图中
虚线位置,则拉力将(选填“变大”或“变小”)。
模型13.杠杆平衡之多支点问题
标志:不同受力状态下杠杆叉点变化。
技巧:
关键点:每次分析都应独M确定支点、动力、阻力及其力臂,不能混淆不同状态下的参数。
处理多支点问题可遵循以下步骤:
分状态分析:明确题目描述的是哪•阶段(如抬起、平衡、即将转动等);
1找支点:观察物体绕哪个点转动,可通过“假设转动法”判断;
标力与力臂:画出动力、阻力作用线,作垂线得力臂;
।列平衡方程:代入QL尸尸2上求解未知量。
常见误区提醒:
认为杠杆可以同时有两个支点一错!只能有一个,但可在不同状态下变化;
混淆力臂为“支点到力的作月点”距离一错!应是“支点到力的作用线”的垂直距离:
忽视重力作用点的位置变化f注意均匀物体的重心在几何中心。
•*■asm■•••MB••MM•••■MB■■••MB•■MM■••■MM■••■Mm•••■MM■••■OHB■••■MM■■■•MB.•MM••■•**•.
【例13]相关数据如图所示:
CA60an耳
lOari▼
Fi=60N
在B端施加竖直方向的力,分别求出刚好往上抬起杠杆和往下压动杠杆时至少要用多大的力?
【变式13-1]AO=OB=0.25cm;00*=0.5cmu若把B竖直向上抬起:儿讪-lOON,若把B向下竖直稍
微压一点,至少需用力多大?
0cO'
ACAA1B
G
【变式13・2]如图所示,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布不均匀的木条AB
重24N,A、B是木条两端,0、C是木条上的两个点,AO=BO,AC=OCoA端放在托盘秤甲上,B端放
在托盘秤乙上,托盘秤甲的示数是6N,现移动托盘秤甲,让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数
是()
A.8NB.I2NC.16ND.18N
【变式13・3】在实际生活中,人们在抬较重的物体时,常用如图所示的三人共抬法。杠杆AB和CD
质量不计,AB的中点为P,轻绳连接PC,在杠杆CD上的Q点连接轻绳悬挂重物,三人分别在A、B、
D处用竖直向上的力抬杠杆。己知所抬物体重力为1200N,两根杠杆均处于水平位置静止,轻绳均竖直,
AP=BP=DQ=2m,CQ=lm,请根据以上信息回答下列问题:
(1)当杠杆AB与杠杆CD不垂直时,A、B两处人的作用力
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