12.1.2探究杠杆的平衡条件及应用
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1.当杠杆在动力和阻力的作用下 时,我们就说杠杆平衡了。
【拓展】杠杆在动力和阻力的作用下匀速转动时,也可以说杠杆平衡了。
2.实验结果表示,要使杠杆平衡,需要满足的条件是 ,或写为 (用公式表达)。
3.杠杆的分类
(1)等臂杠杆:动力臂 阻力臂,这种杠杆不省力也不费力,不省距离也不费距离。
(2)省力杠杆:动力臂 阻力臂,这种杠杆 力,但 距离。
(3)费力杠杆:动力臂 阻力臂,这种杠杆 力,但 距离。
基础题
知识点1 探究杠杆的平衡条件
1.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲所示,此时杠杆 (填“是”或“不是”)处于平衡状态。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向 (填“左”或“右”)调节,这样做的好处是 。
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表中。图乙是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为 ,②为 。
实验次数 动力F /N 动力臂l /m 阻力F /N 阻力臂l /m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件: 。本次实验多次测量的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(4)如图丙所示,在刻度线 M处挂上重力为1 N的钩码,在刻度线 N 处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数应为 N。
知识点2 杠杆的分类
2.人体中有许多杠杆,甚至踮一下脚尖都是人体杠杆在起作用,如图所示,人以脚尖为支点,通过小腿肌肉用力(F)踮起脚尖。按杠杆分类,这是一个 (填“省力”或“费力”)杠杆,此过程中小腿肌肉收缩的距离 (填“大于”“等于”或“小于”)脚掌抬起的高度。
3.(2025·青海)如图所示,踏碓是古代的舂米工具,运用了杠杆原理。以下几种杠杆与踏碓相同的是 ( )
知识点3 杠杆平衡条件的简单应用
4.如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC 简化为如图乙所示的杠杆,已知 10 cm,l =3cm,忽略杠杆自身的重力,则 F 的大小为 N,如果想省一些力,可让手适当 (填“靠近”或“远离”)A点。
5.(2025·常州)花生大丰收,小明用手剥壳,手指又酸又痛。他用硬棒自制“碎壳神器”,用手对上面硬棒施加压力,即可压碎花生壳。下列图中,最省力的是 ( )
中档题
6.如图为指甲剪的示意图,它由ABC、OBD 和OED 三个杠杆组成。用它剪指甲时,属于省力杠杆的是 ( )
A. ABC
B. OBC
C. OED
D.三个都是
7.(2024·北京)如图所示,园艺工人在修剪枝条时,常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了 ( )
A.增大动力臂,能够省力
B.增大阻力臂,方便使用
C.减小动力臂,方便使用
D.减小阻力臂,能够省力
8.(2025·徐州)陈毅元帅曾说:“淮海战役的胜利,是人民群众用小车推出来的。”如图是当时群众运粮用的独轮车,请判断它应用了哪类杠杆: ,并简要说明你的判断依据: 。
9.如图甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图,条凳重 60 N 且质量均匀,AD 长 120 cm,AB 和 CD 都是 20cm,当重600 N的人坐在AB部分。
(1)把条凳看作杠杆,支点是 点。
(2)人应坐在距离边缘 A 至少多远才不会摔倒 (把人简化为一个点)。
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1.静止 2.动力×动力臂=阻力×阻力臂
3.(1)等于 (2)大于 省 费 (3)小于 费 省基础题
1.(1)是 右 便于测量力臂 (2)1 0.15 ( 寻找普遍规律 (4)0.5
2.省力 大于 3. A 4.60 远离 5. A
中档题
6. A 7. D
8.省力杠杆 独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂
9.(1)E
(2)解:条凳重力为阻力,故阻力臂:
根据杠杆的平衡条件知:
代入数据:600 N×(20cm-l)=60 N×40cm
解得 l=16 cm