2021年中考物理復(fù)習(xí)課件第12課時《杠桿和滑輪》

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第12課時┃ 杠桿和滑輪
例1 [2017?義烏]如圖12－1甲為用鍘刀切甘蔗時的情景．若把鍘刀視為一根能夠繞固定點轉(zhuǎn)動的杠桿，原理用圖乙表示，則下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．鍘刀是費力杠桿B．動力臂為ABC．固定點C是支點D．F1和F2是一對平衡力
[解析] 鍘刀繞著C點轉(zhuǎn)動，所以C點為支點，F(xiàn)1是動力，F(xiàn)2是阻力，動力臂為AC，阻力臂為BC，由于動力臂AC大于阻力臂BC，故此杠桿為省力杠桿．F1與F2作為杠桿的動力和阻力，沒有作用在一條直線上，不可能是平衡力．
變式1　[2017?煙臺]踮腳是一項很好的有氧運動(如圖12－2所示)，它簡單易學(xué)，不受場地的限制，深受廣大群眾的喜愛，踮腳運動的基本模型是杠桿，下列分析正確的是(　　)A．腳后跟是支點，是省力杠桿B．腳后跟是支點，是費力杠桿C．腳掌與地面接觸的地方是支點，是省力杠桿D．腳掌與地面接觸的地方是支點，是費力杠桿
[解析] 如圖所示，踮腳時，腳掌與地面接觸的地方O是支點，小腿肌肉對腳的拉力F向上，從圖中可知動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿．
變式2　[2016?淮安]在圖12－3中畫出拉力F的力臂l(O為支點)．
[解析] 將拉力F反向延長，然后從支點O向F的作用線引垂線，加背向箭頭并標(biāo)出相應(yīng)的字母符號即可．
例2 [2017?淮安]如圖12－4所示，在探究“杠桿平衡條件”的實驗中，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后，在A點懸掛4個鉤碼(每個鉤碼重0.5 N)，用調(diào)好的彈簧測力計沿豎直方向拉杠桿上的B點，使杠桿再次平衡，則彈簧測力計的示數(shù)為________N；在將彈簧測力計轉(zhuǎn)向圖中虛線方向的過程中，始終保持杠桿平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將________(選填“變大”“變小”或“不變”)．
探究2　杠桿的平衡條件及應(yīng)用
變式1　[2017?連云港]如圖12－5所示，在均勻杠桿的A處掛3個鉤碼，B處掛2個鉤碼，杠桿恰好在水平位置平衡，已知每個鉤碼的質(zhì)量均為50 g，若在A、B兩處各加1個鉤碼，那么杠桿(　　)
A．右邊向下傾斜B．左邊向下傾斜C．仍保持水平位置平衡D．無法確定是否平衡
[解析] A點掛三個鉤碼，B點掛兩個鉤碼；A點的力臂為2格，B點的力臂為3格，此時滿足杠桿平衡條件；若在A、B兩處各加1個鉤碼，則力臂大的B端即右端將向下傾斜．
變式2　[2017·常州]漁民大明借助湖中礁石，要把竹竿盡可能深地插入湖底淤泥中，如圖12－6所示，效果最好的是(　　)
[解析] 要把竹竿盡可能深地插入湖底淤泥中，在其他條件相同的情況下，應(yīng)使動力臂最大，由題圖可知，選項D圖中動力臂最大，則效果最好．
變式3　[2016?淮安]如圖12－7所示是人抬獨輪車車把時的簡化示意圖，此時獨輪車相當(dāng)一個________杠桿；若動力臂是阻力臂的3倍，物體和車總重G為1200 N，則抬起車把的力F為________N.
變式4　如圖12－8所示，為一個可繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，在A端通過繩作用一豎直向下的拉力F使杠桿平衡，此時AB部分水平，保持重物靜止不動，而使繩繞A點從圖示位置沿圖中的虛線CD轉(zhuǎn)動，則(　　)A．逆時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大B．順時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大C．順時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小D．逆時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小
例3 [2017·淮安]畫出圖12－9中使用滑輪組提升物體時最省力的繩子繞法．
變式1　[2017?濟(jì)寧]小可在A端用如圖12－10所示的動滑輪勻速提起200 N的水桶，若不計繩重、滑輪重及摩擦，則人拉繩子A端的動力為________N；實際測得A端的拉力為110 N，不計繩重及摩擦，則滑輪重為________N.
變式2　如圖12－11，工人利用滑輪組將200 N的重物勻速向上提升到2 m高的平臺上，則他所用的拉力為______N，繩子自由端向下移動的距離為________m．(不計繩重、動滑輪重及摩擦)
例4 斜面是一種________，使用斜面的好處是________，斜面高度一定時，斜面越長，使用它就越________．
突破　 探究杠桿的平衡條件
例 用如圖12－12所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”的實驗．
(1)實驗開始時，杠桿的位置如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向________(選填“左”或“右”)移動．(2)如圖乙所示，在刻度線“2”處掛2個鉤碼，在刻度線“4”處用調(diào)好的彈簧測力計豎直向下拉杠桿，杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數(shù)為F1，將彈簧測力計斜向左拉，杠桿在水平位置平衡時，其示數(shù)F2________F1，再將彈簧測力計斜向右拉，杠桿在水平位置平衡時，其示數(shù)F3________F1. (均選填“＞”“＝”或“＜”)
(3)得到實驗結(jié)論后，利用圖乙所示的裝置，只借助杠桿上的刻度線，右側(cè)只使用彈簧測力計，左側(cè)只懸掛重物．若彈簧測力計的量程是0～2.5 N，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，通過計算可知，懸掛的重物最重可達(dá)________N.
[解析] (1)杠桿的左端下沉，說明杠桿的左端較重，要使杠桿在水平位置平衡，需要向右調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母．(2)彈簧測力計豎直向下拉杠桿時，其力臂最大且恰好落在杠桿之上；當(dāng)測力計斜向左或斜向右拉杠桿時，力臂都比原來小，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，為了使杠桿仍保持平衡，所需的力都比原來的F1大．(3)設(shè)杠桿上每個刻度之間的距離為l，則根據(jù)題意，彈簧測力計的最大拉力F1＝2.5 N，最大力臂為5l，鉤碼的力臂最小為l，根據(jù)杠桿的平衡條件得F1l1＝Gl2，即2.5 N×5l＝G×l，故G＝12.5 N.