第19讲 杠杆-八年级下册物理

第19讲第19讲杠杆知识导航知识导航知识导入埃及金字塔是世界七大奇迹之一。其中法老胡夫的陵墓最大，建于公元前二十七世纪，高146.5米，相当于40层楼高，由230万块重约2.5吨的大石块叠成，最大的一块重约16吨，全部工程历时30余年。古埃及人用什么工具创造了这一奇迹？你知道这些工具是利用了什么原理吗？下面我们就来学习它？知识精讲知识精讲考点1：杠杆1．概念：一根在力的作用下能够绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。2．一根硬棒成为杠杆的条件：（1）要有的作用；（2）能绕着固定点；（3）是，受力不发生形变或不易发生形变。3．杠杆五要素：支点O、动力F1、动力臂l1、阻力F2、阻力臂l2（1）支点：杠杆可以绕其转动的点，用“O”表示（2）动力：杠杆转动的力，用“F1”表示（3）阻力：杠杆转动的力，用“F2”表示（4）动力臂:从支点到动力作用线的距离，用“l1”表示（5）阻力臂:从支点到阻力作用线的距离，用“l2”表示思考与交流思考1：杠杆一定是直的吗？思考2：力臂是一定在杠杆上吗？思考3：若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？【典例分析】【例1】（2021·重庆·八年级期末）下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（）A．杠杆只可以是直的B．动力臂就是支点到动力作用点的距离C．杠杆支点一定在杠杆上D．杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和【例2】（2021·北京门头沟·八年级期末）如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB，线段________表示力F的力臂。（选填“OA”、“AB”或“OB”）方法技巧方法技巧杠杆五要素的几点说明（1）作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的，动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力的方向不一定相反。（2）力臂不一定在杠杆上，当力的作用线不垂直于杠杆时，力臂与杠杆不重合。（3）支点一定在杠杆上，动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。（4）当力的作用线恰好通过支点时力臂为零，这个力不能使杠杆转动。考点2：杠杆力臂的作图画杠杆力臂的方法①找点（确定支点）；②画线（画力的作用线，一般画为）；③作垂线段（从支点向力的作用线作垂线，垂足在力的作用线上，一般画为）；④标力臂（标垂足---直角符号、标力臂---支点到垂足的距离）。【典例分析】【例3】（2021·河南内黄·八年级期末）如图所示为钓鱼竿的简化示意图，其中O为支点，F1为动力，请在图中画出动力臂l1和阻力F2的示意图（钓鱼竿自重忽略不计）。【例4】（2021·河南信阳·八年级期末）如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点O连接，在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂。考点3：杠杆的平衡条件1．实验注意事项（1）在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。（2）挂钩码后，不能再移动平衡螺母，只能通过移动钩码的位置使杠杆平衡。（3）读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。注意：杠杆平衡的调节→“左低右调、右低左调”2．杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写为:F1×l1=F2×l2【典例分析】【例5】（2021·重庆八中八年级期末）如图所示，支点为O的轻质杠杆AOB长1m，OA：OB=1：3。在杠杆左端悬挂质量为6kg的物体C，右端挂边长为0.1m的正方体物块M，且M处于正方体物块N的正中央，N置于水平地面上。已知M、N由同种材料制成，M、N的边长之比为1：2，且杠杆始终在水平位置平衡。当杠杆平衡时，M对N的压力为30N。下列说法中正确的是（）①杠杆右端B点所受的拉力为15N②正方体物块N所受的重力为400N③正方体物块M和N的密度均为5×103kg/m3④若将支点O向右移动15cm后，若要使N对地面的压强为1×104Pa，且杠杆仍在水平位置平衡，应该将N沿竖直方向切去A．①② B．②③ C．②③④ D．①②④【例6】（2021·北京西城·八年级期末）小萱利用图所示的实验装置，做“探究杠杆的平衡条件”实验。杠杆上相邻刻线间的距离相等，实验使用的钩码每个质量均为50g。（1）将杠杆安装在支架上，若杠杆左端下沉，则应将杠杆左侧的平衡螺母向______调（选填：“左”或“右”），直至杠杆在水平位置平衡；（2）调整杠杆水平平衡后，在杠杆的A点挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在杠杆B点挂______个钩码；（3）若在杠杆A点挂3个钩码，用弹簧测力计在杠杆的C点竖直向上拉杠杆，弹簧测力计示数为______N时，能使杠杆水平平衡；（g取10N/kg）（4）小萱在实验中，保持阻力、阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出每一组动力臂L1和动力F1的数据，并利用实验数据绘制了F1与L1的关系图像，如图所示。请根据图像推算，当L1为0.05m时，F1为______N。【例7】（2021·江西寻乌·八年级期末）小红想探究杠杆的平衡条件：（1）实验前，她将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置，此时杆杆处于______（选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。为了方便测量______，小红想将杠杆调在水平位置平衡，她可以将平衡螺母向______（选填“右”或“左”）调；（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm11102522101203215310小红根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：______；（3）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会______（选填“右侧下降”或“左侧下降”）；（4）实验结束后，小红提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是她利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：______；（5）实验中，用如图丁所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡(杠杆上每格等距)，但老师却往往提醒大家不要采用这种方式，原因是______。提分作业提分作业1．（2021·重庆一中八年级期末）如图所示，将重150N的物体甲用轻质细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端挂了重为30N物体乙，LAO:LAB=l:4，甲物体的底面积为0.2m2。杠杆在水平位置平衡，下列说法正确的是（）A．甲物体通过细绳对杠杆施加的竖直向下的拉力为90NB．杠杆通过细绳对甲物体施加的竖直向上的拉力为120NC．甲物体对水平地面的压强为150PaD．水平地面对甲物体的支持力为90N2．（2021·重庆南开中学八年级期末）如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虛线所示位置，在转动过程中，下列说法正确的是（）A．F力臂不变，F变大 B．F力臂变小，F变小C．F力臂不变，F不变 D．F力臂变小，F变大3．（2021·河南西峡·八年级期末）如图所示，杠杆用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为、的重物时，杠杆平衡，此时恰好处于水平位置，，不计杠杆重力，则、的大小关系为（）A． B． C． D．无法判断4．（2021·河南永城·八年级期末）如图所示，轻质杠杆AC可以绕O点转动，，甲、乙两物体重均为300N，甲的底面积为4cm2，杠杆始终保持水平平衡，下列说法正确的是（）A．甲对地面的压强为5×105PaB．地面对甲的支持力为100NC．A端受到甲的拉力为200ND．物体乙从B点向C点移动过程中，甲对地面的压强逐渐增大5．（2021·河南信阳·八年级期末）如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态．如果两侧各去掉一个钩码，则（）A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡 D．无法判断6．（2021·河南上蔡·八年级期末）一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。已知：，，，则下列判断正确的是（）A．A端下降 B．B端下降C．仍然平衡 D．无法判断7．（2021·河南西峡·八年级期末）如图所示，轻质水平木杆AB可以绕O点转动，在杆的B端用细线悬挂了盛满水的正方体容器，使该容器静止在水平桌面上，该容器的边长为10cm，质量为，已知AO长度是OB长度的3倍，在A点用F=4N的力竖直向下拉木杆时，容器对水平桌面的压力为_______N；当F=_______N时，容器对桌面的压强为300Pa。（容器厚度不计，水）8．（2021·河南新乡·八年级期末）如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点．请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图，并作出F2的力臂l2．()9．（2021·重庆长寿·八年级期末）请按要求完成下列作图。（1）如图所示，点O为木块的重心，请画出木块受到重力G的受力示意图；（2）如图所示是开瓶器开瓶时的示意图，请作出作用在开瓶器上的力F的力臂l。10．（2021·重庆市育才中学八年级期末）作图题：（1）如图甲所示，请画出在空中飞行的重为5N的篮球所受重力G的示意图（图中O为篮球的重心）。（2）如图乙所示，新型铝合金门安装有扳动式把手，请你画出门手柄所受到的压力F的力臂L。11．（2021·重庆八中八年级期末）如图所示是小亮同学“探究杠杆的平衡条件”时的情景，实验器材有刻度均匀的杠杆，弹簧测力计，刻度尺，细线和若干钩码（每个钩码均重0.5N）。（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，应将平衡螺母向______（填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是______；（2）接下来，小亮继续往两侧添加钩码，使杠杆恰好水平平衡，如图乙所示。在此基础上，若将杠杆右侧的钩码中取下一个后，杠杆的______侧会下降，要使杠杆再次水平平衡，则右侧钩码的悬挂点应该再向右移动______格；（3）当小亮用弹簧测力计在M处竖直向上拉杠杆使其保持水平平衡时，如图丙所示，测力计的示数在稳定时应该______（填“大于”或“等于”或“小于”）1N。当弹簧测力计逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）小亮在图丙基础上取下弹簧测力计，继续将杠杆转至图丁所示的竖直位置。当小亮在A点施加一个始终水平向右的拉力F可以向上拉动杠杆，却发现无论用多大的力都无法将杠杆拉至水平位置保持平衡。你认为原因是______。12．（2021·重庆江北·八年级期末）如图所示，长2m的轻质杠杆AB可绕O点无摩擦转动，支点O在中点。将边长为10cm的均匀实心正方体甲用细绳系于杠杆的C端并放在水平放置的电子盘秤上，重为50N的正方体乙用细绳系于D点，杠杆水平平衡，OC=OD=0.5m，此时盘秤的示数为3kg，已知盘秤水平放置且最大称量为5kg，不计细绳重且细绳不可伸长。求：（1）甲对盘秤的压强是多少？（2）保持甲物体不动，移动悬挂乙物体的细绳，为了能使杠杆继续在水平位置平衡，悬挂乙物体的细绳距离支点O最近和最远的距离分别是多少？（3）在图中状态下，若沿竖直方向将甲的左右两边各切去厚度为a的部分