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2020年中考物理復(fù)習(xí)提綱：杠桿

來源：網(wǎng)絡(luò)資源 2019-08-23 19:11:46

　　杠桿

　　定義：在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。

　　說明：① 一個物體可以成為杠桿，必須滿足兩個條件：① 受到力的作用;② 能繞固定點轉(zhuǎn)動。

　�、� 杠桿可直可曲，形狀任意。

　�、� 有些情況下，可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點。如：魚桿、鐵鍬。

　　五要素──組成杠桿示意圖。

　　① 支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。用字母O表示。

　�、� 動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F1表示。

　　③ 阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F2表示。

　　說明：動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。

　　動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反。

　�、� 動力臂：從支點到動力作用線的距離。用字母L1表示。

　　⑤ 阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。用字母L2表示。

　　杠桿示意圖畫法：① 確定支點;② 確定動力和阻力，畫力的作用線;③ 畫力臂;④ 標(biāo)出各個物理量。

　　畫圖技巧

　　力的作用線是沿力的方向所畫的直線。力的作用線用虛線表示。

　　力臂不是支點到力的作用點的距離。力臂用實線表示，在畫力臂時，如果力的作用線太短，可用虛線將力的作用線延長。力臂部分要用大括號標(biāo)出來。

　　檢驗所畫力的方向是否正確的最簡單方法是，看動力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動的效果是否相反。

　　動力、阻力的方向不一定相反，但它們一定使杠桿轉(zhuǎn)動的方向相反：當(dāng)動力、阻力在支點兩側(cè)時，它們的方向大致相同;當(dāng)動力、阻力在支點一側(cè)時，它們的方向大致相反。

　　確定杠桿支點的方法是根據(jù)平時的體驗，判斷杠桿繞著哪點轉(zhuǎn)動，則這一點就是支點。如：魚竿、鐵鍬的支點都在后手的位置上。

　　研究杠桿的平衡條件：

　　杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。

　　實驗：

　　【實驗設(shè)計】

　　如圖，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母(和天平的調(diào)節(jié)方法相同)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)。給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿保持水平并靜止。記下動力、阻力，測量動力臂和阻力臂。改變力和力臂的數(shù)值，再做兩次實驗。

　　根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，例如可以對它們進(jìn)行加、減、乘、除等運算，找出它們之間的關(guān)系

　　【實驗表格】

實驗次數(shù)	動力F1/	動力臂l1/m	阻力F2/	阻力臂l2/m
1
2
3

　　【實驗結(jié)論】杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂。

　　l 杠桿平衡公式： F1L1=F2L2 也可寫成：F1 /F2=L2 /L1。

　　l 杠桿平衡條件(又叫杠桿原理)：希臘阿基米德

　　【注意事項】

　　① 實驗前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。

　　這樣做的目的是：便于在杠桿上直接測出力臂的大小。

　　② 多次實驗的原因：只做一次實驗，獲得的結(jié)論具有偶然性，不能反映普遍規(guī)律，所以要多次實驗。

　　③ 不同物理量之間不能進(jìn)行加、減運算。

　　應(yīng)用：

名稱

結(jié) 構(gòu)特征

特點

應(yīng)用舉例

省力

杠桿

動力臂大于

阻力臂

省力、

費距離

撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀

費力

杠桿

動力臂小于

阻力臂

費力、

省距離

縫紉機(jī)踏板、起重臂、人的前臂、

理發(fā)剪刀、釣魚桿

等臂

杠桿

動力臂等于

阻力臂

不省力

不費力

天平，定滑輪

　　說明：應(yīng)根據(jù)實際來選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問題時，應(yīng)選擇省力杠桿，

　　當(dāng)為了使用方便，省距離時，應(yīng)選費力杠桿。

　　根據(jù)杠桿平衡條件判斷杠桿平衡的方法：

　�、� 計算動力與動力臂的乘積、計算阻力與阻力臂的乘積;

　�、� 比較兩個乘積的大小，若相等則杠桿平衡;若不相等，則杠桿不平衡，杠桿將向乘積較大一方偏轉(zhuǎn)。

　　利用杠桿平衡條件判斷力的大小變化的方法是：

　�、� 找出杠桿的支點和作用在杠桿上的力及力臂;

　　② 依據(jù)題意，確定力和力臂中哪些量的大小不變，哪些量大小變化;

　　③ 應(yīng)用F1l1=F2l2判斷出力或力臂的變化。

　　解題指導(dǎo)：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖;弄清受力與方向和力臂大小;然后根據(jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問題。(如：杠桿轉(zhuǎn)動時施加的動力如何變化，沿什么方向施力最小等。)

　　解決杠桿平衡時動力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到：

　　在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠(yuǎn);② 動力方向應(yīng)該是過該點且和該連線垂直的方向。

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