题型一:会确认并画出杠杆的力臂
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,O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L1、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( )
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.夹邮票用的镊子
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。由图3可以看出,这是一个( )
A.费力、省距离的杠杆
B.省力、费距离的杠杆
C.既费力,也费距离的杠杆
D.既省力,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L1。
点拨: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L1大于阻力臂CO,吊桥是一个省力杠杆。动力臂L1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:
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______ (填左或右)调节一些,使杠杆在______位置平衡。
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)
答:①____________________________ ②__________________________。
点拨:解题的关键是依据杠杆的平衡条件,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。
2.①2个钩码挂在6②3个钩码挂在4处等。
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