初中物理经典题解析——杠杆考题归类点拨

1、杠杆考题归类点拨 题型一：会确认并回出杠杆的力臂点拨：例1如图1甲所示的钢丝钳，其中 A为剪钢丝处，B为手的用力点，。为转动轴（支点），图乙为单侧钳柄及相连部分示意图，请在图乙中画出剪钢丝时的动力F1、阻力F2、动力臂Li、阻力臂L2。点拨：画力臂时必须注意力臂是“支点到力的作用线的距离”，而不是“支点到力的作用点的距离”。力的 作用线是通过力的作用点并沿力的方向所画的直线。答案：如图丙所示例2如图2所示杠杆中，动力臂用 L表示，图中所画力臂正确的是（）由图3可以看出，这是一个（）A.费 C.既费力，也费距离的杠杆 D.既省点拨：动力臂是“支点到动力的作用线的距离”，画动力臂时应从支点向动力的

2、作用线作垂线。四个图中只 有D是正确的。答案：D题型二：判断是省力杠杆还是费力杠杆例3下列工具中，属于省力杠杆的是（）A.夹邮票用的镣子 B.理发师修剪头发用的剪刀 C.剪铁丝用的钢丝钳 D.钓鱼用的鱼竿点拨：根据杠杆平衡条件，我们把杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。如果动力臂比阻力臂长, 就是省力杠杆；如果动力臂比阻力臂短，就是费力杠杆；如果动力臂和阻力臂相等，就是等臂杠杆。上面例子的实 质都是考查的杠杆的分类。A、B、D三种杠杆均是阻力臂大于动力臂，所以它们都是费力杠杆。答案：C例4人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动。如图3 所示是

3、手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力 力、省距离的杠杆 B.省力、费距离的杠杆 力，也省距离的杠杆点拨：本题与生活实际相联系，由于人的前臂相当于杠杆，动力臂和阻力臂已经固定，且阻力臂大于动力臂，是一 个费力杠杆。根据杠杆平衡条件可知：在动力臂和阻力臂确定的情况下，手托起的物体越重，肌肉提供的动力越大， 感觉越累。答案：A例5杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。 护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆，由图4可知它的支点是 点（填“A"、B"或" C'）,在匀速拉起时，它属于一个 杠杆（填“省力”或“费力”），并在图中画动力臂 Lio点拨

4、：杠杆的动力和阻力指的都是杠杆吊桥受到的力，所以动力是绳对吊桥的作用力，阻力是吊桥的自身的重力。确定吊桥这个杠杆动力臂和阻力臂的关系，需要找到支点，如图支点在C点，动力臂Li大于阻力臂CQ吊桥是一个省力杠杆。动力臂 Li如图5所示。题型三：有关杠杆平衡条件的实验题及应用题例6在探究杠杆的平衡条件实验中：（填“左”或“右”）1 .小军将杠杆放在水平桌面上，发现杠杆左端下倾。那么他应将杠杆右端螺母向调节一些，使杠杆在位置平衡。答：2.实验时只有8个相同的钩码，杠杆上画有均匀的格子，当在A点挂4个钩码如图6所示，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？（请设计两种方案）点拨：解题的关键是依据杠杆的平衡

5、条件，看左、右两边的力和力臂的乘积 是否相等。若乘积相等，则杠杆平衡；若乘积不等，那么杠杆将向乘积大的一边下 倾。答案：1. （1）右；（2）水平。2.2个钩码挂在“6”处；3个钩码挂在 “4”处等。例7在研究“杠杆的平衡条件”实验中，在处理数据过程中，有同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力十动 力臂=阻力十阻力臂”。经过实验，获得了下述数据:动力Fi/N动力臂Li/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm4554于是，他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题?点拨：在解决具体问题中出现的障碍，往往不是知识本身，恰恰是思路、方法不对头造成的。答案：（1）不能只凭一组实验数据得出结论

6、，必须在多次实验的基础上通过分析和论证才能得出结论。（2）单位不同的两个物理量不能直接相加。例8 根长1m左右、粗细均匀的细木棒，一个已知质量为 m的钩码，一把刻度尺，还有一些细绳和一只铅笔。 只用这些器材如何测出这根细棒的质量？写出实验步骤及导出计算木棒质量的公式。点拨：细木棒可看作杠杆，利用杠杆平衡条件来求解，关键是找到一个合适的支点，使挂有钩码的细木棒在 水平位置平衡。用刻度尺测出力臂，即可求出木棒的质量。实验步骤：（1）用刻度尺找出木棒重心，用铅笔在重心处做出标记C;如图7所示；（2）用细线系住木棒上的某一点作为杠杆上的支点；（3）把质量为m的钩码用细线系好后套在木棒上；（4）左、右调

7、节钩码或支点的位置使木棒在水平位置平衡；（5）用刻度尺分别量出支点到木棒重心及支点到系钩码细线的距离Li和L2计算：设木棒质量为 M,根据杠杆的平彼f条件可得出MgL=mgL即ML=mL所以木棒的质量为学好简单机械的关键、杠杆学习杠杆的关键点：（1）支点是杠杆绕着转动的点，同一根杠杆使用方法不同，支点的位置可能不同，要能根据具体情况区分支点。（2）画动力或阻力时应注意力的作用点和方向。动力和阻力都是杠杆受到的力，其作用点都在杠杆上。有同学认为同一根杠杆上动力和阻力的方向一定相同，有 同学认为一定不同， 这都是错误的。正确的认识是：动力和阻力能使杠杆转动的方向一定是相反的。即一个力能使杠杆向顺时

8、针方向转动，则另一个力一定是能使杠杆向逆时针方向转动。（3）力臂不是支点到力的作用点的距 借用几何用语，力臂不是 离。作点到直线的距离必例1 （2009成都）小 件”，他在完成教材中的离，而是支点到力的作用线的距离。点到点的距离，而是点到直线的距 须使用直角三角板的两个直角边。明进行的实验是“探究杠杆的平衡条 探究任务后，又多加了一个弹簧测力计继续进行探究。 他的困惑是：在图1所示杠杆已经平衡的情况下，不知道怎样测弹簧拉力的力臂。请你在图1中帮小明作出弹簧拉力 F对支点O的力臂。解析：画力臂可以按“找点、画线、作垂线、标符号”这样的步骤完成。“找点”找支点。由题意知，杠杆的支点是 Q “画线”

9、画出力的作用线。将 F分别向两端延长，变为一条直线，就是力的作用线。“作垂线”用直角三角板的两条直角边从支点O向力的作用线画垂线，支点到垂足的距离就是力臂。“标符号”把支点到垂足的距离用大括号或带箭头的线段勾出，在旁边标上字母L。答案：如图2所示。、杠杆平衡条件及应用 （1）利用我山二居心来判断一个杆杆是否平衡，若等式成立杆杆平衡,反之不平衡（2）利用=居4进行有关计算。先根据杠杆转动 的效果，找出动力和阻力；再根据支点的位置，确定每个力的力 臂；最后根据杠杆的平衡条件，代入数据计算出结果。3）三种杠杆的划分：依据是杠杆的平衡条件，即 鸟匕=玛区 ,若Li>L2,则 F1<F2；同

10、理可得出其它结论。三种杠杆的划分与比较见下表。杠杆名 称力臂的比较力的比较距离的比较特点省力杠 杆动力臂大于阻 力臂动力小于 阻力动力作用点移动的距离大于阻力 点移动的距离能省力但费距离费力杠 杆动力臂小于阻 力臂动力大于 阻力动力作用点移动的距离小于阻力 点移动的距离费了力但能省距离等臂杠 杆动力臂等于阻 力臂动力等于 阻力动力作用点移动的距离等于阻力 点移动的距离虽不省力但能改变用 力的方向例2 （2009四川绵阳）杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的一种测量质量的工具。小林同学用一杆秤称一实心球的质量，如图3所示。当杆秤在水平位置平衡时，秤泥拉线正好压在4 kg的刻度线上。根据秤泥拉线

11、、提纽和称钩所在秤杆的位置之间的距离的粗略关系，可以估测出秤泥的质量大约是（）A. 10 gB . 400 gC . 1000 gD. 4000 g解析：杆秤是利用杠杆的平衡条件工作的，杆秤平衡时满 足片。二耳4。此时的F1、F2分别是实心球和秤泥对秤杆的拉力，其大小就等于它们受到的重力。秤泥拉线正好压在 4 kg的刻度线上，说明实心球的质量为4 kg。当杆秤在水平位置平衡时，提纽到称钩所在秤杆位置的距离，及提纽到秤尼拉 线的距离分别是 L1、L20根据图3估方t L2=4L1 o答案：C图4用点例3 （2009山东潍坊）汶川地震中，滚滚的山石挡住了道路。增援人员要用撬棒撬开山石，分别沿 如图

12、所示的四个方向用力，其中最省力的是（）A. qFl方向 B.沿F2方向 C.沿F3方向 D.沿F4方向 分析：题目中撬棒白支点是 Q什么时候最省力呢？根据杠杆的 平衡条件用乙二玛4,在F2、L2不变的情况下，要使 Fi最小， 必须使Li最大。Li的最大值是多少呢？图中 Li的最大值就等于 O点到手的距离，与之垂直的力就是最小的力。答案：C点拨：要作出使杠杆平衡的最小的力，根据杠杆的平衡条件， 必须使这个力的力臂最长。一般情况下，这个最长的力臂就是从支点到力的作 的长度，与之垂直的力就是最小的力。三、摩擦力1 .定义：两个互相接触的物体，当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上 产生一种阻

13、碍相对运动的力就叫摩擦力。2 分类：。踵陋摩擦力摩赛I滑动摩薛1_潦动摩摩3,摩擦力的方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,有时起阻力作用,有时 起动力作用。4 .静摩擦力大小应通过受力分析，结合二力平衡求得。5 .在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦比滑动摩擦小得益6 .滑动摩擦力：测量原理：二力平衡条件。测量方法：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块匀速运动， 读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。结论：接触面粗躲程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越 粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为：滑动摩擦力的 大小

14、与压力大小和接触面的粗糙程度有关。 实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大 小、运动谏度大小等无关。三、定滑轮、动滑轮和滑轮组的比较定义特点实质重物提升的高度 h型与绳子通过的距离s的关系士 7E滑 轮使用过程中，滑 轮的位直小改变不省力，但可以改变用 力方向F= G物（不计摩擦）等臂杠杆s = h动 滑 轮使用过程中，滑 轮的位置随物体 改变能省力，但不能改变用力方向2F =2（G物+G动）（不计摩擦）动力臂是阻 力臂二倍的 省力杠杆s =2 h滑 轮 组将定滑轮和动滑 轮组合在一起即 为滑轮组可以省力，也可以改变用Ri询F =祝（G物+G动）（不计摩擦，n指承担物重 的绳子的股数）s =

15、nh （n指承担物重的绳子的股 数）800NI,而绳上吊例4 （2009河南省）如图5所示，不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦，米袋总重为着的静止的“绅士”重 500N,则米袋对地面的压力为（）A. 500NB. 250NC. 300ND. 800N解析：从图5判断，图中的滑轮是定滑轮，“绅士”通过定滑轮对米袋向上的拉力等于他的重力，则米袋对地面的压力为800N-500N=300N。 答案：C例5 （2009福州）用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm,由图6可知，绳端受到的拉力 F为 N,绳端移动的距离 s为 cm=解析：绳端受到的拉力可以通过弹簧测力计读出，为 2. 0N。从滑轮组的绕线可以

16、看出有三股绳子连着动滑轮，所以 n=3,则s = nh =3 x 10cm=30cm答案：2. 030例6 （2009浙江丽水）小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时，进行了正确操作，并记录数据如下表，分析数据后发现，实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实，下列做法中最不可取的是（ ）A.与同学分析可能原因B.实验失败，停止实验实验次数物重G/N9 F/N11 . 00. 6521 . 50. 9032. 01. 15C.改进实验条件，重新实验D.查阅资料，了解结论的适用条件解析：对于“使用动滑轮能省一半力”，我们是通过实验探究得出来的。可是小汉同学在进行这 个实验时，

17、实验结果却与课本中的结论不符。问题在哪里呢？题目排除了操作错误，记录的数据也 正确。实际上，物理中的许多结论都是在忽略某些次要因素的基础上得出的。“使用动滑轮能省一 半力”，是在不考虑动滑轮和绳子的重力，并不考虑摩擦的情况下获得的结论。而在进行实验时， 这些因素都是存在的。 如果把这些因素都考虑进去，势必得不出规律性的东西，得不到正确的结论。怎么办呢？此时就要设法减小以上次要因素的影响，如选用更轻的动滑轮和绳子，进一步减小摩擦,还有尽可能使物体重力更大一些等。答案：B怎样做出杠杆中的最小动力根据杠杆的平衡条件 F Li=F L2可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所使用的动 力最小，

18、必须使动力臂最长。而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段 是最长的，所以要做出杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行：（1）确定杠杆中的支点和动力作用点的位置；2）连接支点与动力作用点，得到最长的线段；（3）经过动力作用点做出与该线段垂直的直线；（4）根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向。一、知道杠杆中的动力作用点的位置在有些作图题中，杠杆的动力作用点的位置已经知道，我们就可以按照上述步骤进行正确做图。例1如图1,杠杆AOBC可绕O点自由转动，在 A处挂上一重物 G,欲在C处施加一最小动力,使其能在图示位置平衡。请做出此动力的方向。分析：（1）杠杆AOBC可的支点；且要求在C处做出（2）连接支点O与动力作（3）过C点做线段OC的 （4）由图可知，由于阻力 两侧，故两力的方向必须基 的方向应向下。（如图所示）以绕O点自由转动，所以。点是杠杆最小动力，故 C点是动力作用点。用点C,得一线段OC;垂线；作用点A与动力作用点C在支点。的 本一致，才能使杠杆平衡。所以动力二、不知道杠杆中的动力作用点的位置如果不知道杠杆的