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- 2021-11-01 发布
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第1课时 杠杆
第一节 科学探究:杠杆的平衡条件
第十章 机械与人
1. 杠杆的简单计算(公式法)
2. 使用杠杆的最小力问题
3. 动态杠杆——力的改变(特殊值法)
4. 动态杠杆——力臂的改变(特殊值法)
10. 过去农村用的舂米工具是一个杠杆,如图所示是它
的结构示意图。O为固定点,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。若石球重50 N,要将石球抬起,脚至少用多大
竖直向下的力?(摩擦和杠杆自重均忽略不计)
解:由F1L1=F2L2得:F1×1 m=50 N×0.4 m,
解得F1=20 N。
方法规律:利用公式法解答。
11.【中考·龙东】如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O
为支点,A处挂一重为100 N的物体,为保证杠杆在
水平方向平衡,在中点B处沿________(填“F1”“F2”
或“F3”)方向施加一个最小的力为________N。
F2
200
点拨:
动力要最小,动力臂要最长,如图所示,力F2垂直于
杠杆向上,动力臂最长,为OB。此时有F2×OB=
G×OA,则F2=G× =100 N× =200 N。
OA
OB
1
2
12.【中考·广东】如图,请在杠杆A处画出把物体拉起
时的最小拉力F1,并画出拉力F1的力臂l1。
点拨:当动力与动力作用点和支点的连线垂直时,这
个力就是使用杠杆时最小的拉力,这个连线就
是最长的力臂。
13.【中考·巴中】如图所示,杠杆处于平衡状态,如果
在物体A和B下端同时挂一个相同质量的钩码,下列
判断正确的是( )
A.杠杆不能平衡,左端下沉
B.杠杆不能平衡,右端下沉
C.杠杆仍能平衡
D.无法判断
B
方法规律:运用特殊值法解答。
开始时杠杆平衡,设有2 N×1 cm=1 N×2 cm;再设
A和B下端同时挂的相同质量钩码的重量为1 N,则左
边为3 N×1 cm=3 N· cm,右边为2 N×2 cm=
4 N· cm,3 N· cm<4 N· cm,故杠杆右端下沉。
14.【中考·天津,多选】如图所示,某人用扁担担起两筐
质量分别为m1、m2的货物,当他的肩处于O点时,扁
担水平平衡,已知l1>l2,扁担和筐的重力不计。若将
两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl,则( )
A.扁担左端向下倾斜
B.扁担右端向下倾斜
C.要使扁担恢复水平平衡
需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1)
D.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,
其质量为(m2-m1)
2
l
l l
1 2
l
l l
AC
点拨:原来平衡时,m1gl1=m2gl2,
由图知,l1>l2,所以m1<m2,
设移动相同的距离Δl,则左边:m1g(l1-Δl)=m1gl1-
m1gΔl,右边:m2g(l2-Δl)=m2gl2-m2gΔl,
因为m1<m2,所以m1Δlg<m2Δlg,m1(l1-Δl)g>m2(l2
-Δl)g,则扁担的左端向下倾斜。故A正确,B错误;
因为m1(l1-Δl)g>m2(l2-Δl)g,故往右边加入货物后
扁担平衡即m1(l1-Δl)g=(m2+m)(l2-Δl)g,且m1gl1=
m2gl2,得m=(m2-m1) ,故C正确,D错误。
2
l
l l
15. 【中考·安徽】如图所示,AB为能绕B点转动的轻
质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加
一个竖直向上大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平
位置保持平衡,则重物G=__________N。若保持
拉力方向不变,将A端缓慢向上提升一小段距离,
在提升的过程中,拉力F将__________(填“增
大”“不变”或“减小”)。
20
不变
点拨:
如图甲所示,杠杆在水平位置,LBA=2LBC;
又杠杆平衡,则FLBA=GLBC,即G=
=2×10 N=20 N。杠杆被拉起后,如图乙所示,
10N 2 BCBA
BC BC
LF L
L L
BA′为动力臂,BC′为阻力臂,阻力不变为G,由
△BC′D∽△BA′D′知BC′∶ BA′=BD∶ BD′=1∶ 2;又
杠杆平衡,则F′LBA′=GLBC′,即F′ =
×20 N=10 N;由此可知在杠杆匀速提升的过程中,
力F的大小不变。
1 1
2 2
BC
BA
G L G
L