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第2课时杠杆的应用
名师点金
1.根据杠杆的特征,可以将杠杆分成三类。(1)省力杠杆:
l₂;(2)等臂杠杆:l₁=l₂;(3)费力杠杆:l₁l₂。
2.判断使用杠杆是省力还是费力,要通过比较动力臂与阻力
臂的大小来确定。
3.动态杠杆的分析技巧:(1)明确使用杠杆的动力F₁、动力
臂I₁、阻力F₂和阻力臂I₂及其变化情况;(2)根据杠杆平衡条件做出判断。当动力臂l₁和阻力臂I₂的比值不变时,动力F₁和阻力F₂的比值也不变。
知识点1杠杆的分类
关于费力杠杆,下列说法正确的是(D)
A.费力杠杆的动力臂大于阻力臂
B.费力杠杆不能省距离
C.费力杠杆会费力,因此没有用处
D.费力杠杆可以省距离
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[2023·临沂新背景航天科技]2023年2月10日,航天员费俊
龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后
航天员的首次出舱活动,机械臂类似人的手臂,具有抓
住、拉回、锁死等功能。如图所示的工具中,正常使用时
与机械臂属于同一类杠杆的是()
A.瓶起子B.钢丝钳C.核桃夹D.食品类
【点拨】
机械臂类似人的手臂,在使用过程中,动力臂小于阻力
臂,是费力杠杆。瓶起子、钢丝钳、核桃夹在使用过程中,
动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;食品夹在使用过程中,动
力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
(答案】D
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知识点2杠杆的应用
[母题教材P80/T12023·金昌]如图所示的是三种类型的剪
刀,请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选
择A(填“A”“B”或“C”)剪刀,这样选择的目的是
为了省力。
I
BC
(第3题)
(点拨】
由图可知,A剪刀的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,
可用来剪铁皮,目的是为了省力。
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[2023·枣庄新趋势文化传承]我们的祖先在建造宫殿时搬
动巨大木料的劳动情境示意图如图所示,他们通过横杆、
支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其
移到其他地方,请分析:
(1)支架下端垫有底面积较大的石块,其目的是为了减小
压强;二横杆,支架
石块
(第4题)
(2)支架上的横杆其实是省力(填“省力”“费力”或
“等臂”)杠杆;
(3)如果他们无法将巨木抬起,请你提出一个抬起巨木的改
横杆,支架
石块
(第4题)
进方案:将支架支点左移
o
(点拨】
(1)支架下端垫有底面积较大的石块,是为了在压力相同
的情况下,通过增大受力面积来减小压强。(2)支架上横杆的
动力臂大于阻力臂,支架上的横杆相当于省力杠杆。(3)若无
法将巨木抬起,可以将支架支点向左移动,增大动力臂,同
时减小阻力臂,从而更加省力。
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工人用扳手拧一个螺栓,无论怎么使劲拉扳手柄的上端,
都没能成功,如图甲所示。于是他想出了一个新点子:在
其他条件不变的情况下,取来一根绳子,将绳的一端拴在
扳手柄的上端,再次使出浑身力气拉绳的另一端,如图乙
所示,可还是没能扳动螺栓,这是为什么呢?
分析用绳拉不动的原因:两种情况下,其他条件不变,用长
绳子改变的是工人用力的作用点,但动力臂不变,因为阻力和阻力臂不变,由杠杆的平衡条件知动力不变,因此用绳也拉不动螺栓。(均填“变大”“不变”或“变小”)
返回
乙
甲
易错点误认为动力臂更长就更省力
如图所示,一块质量、厚度均匀的长方体水泥板放在水平
地面上,某工人按图示的方式用一竖直向上的力,欲使其
一端抬离地面,用的力分别为F甲、F乙,则F甲等于(填
“大于”“小于”或“等于”)F乙。
甲乙
甲乙
(点拨】
两次抬起水泥板的情景如图所示,两种情况下,阻力都
为水泥板的重力,阻力臂都等于动力臂的二分之一,由杠杆
平衡条件F动=G阻知,两种方式用力相同。
门乙
返回
甲
R
面继发散练1动态杠杆——力改变
[2023·连云港]如图所示,每个钩码的质量为50g,g取10
N/kg,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆
恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码,那么(C)
A.杠杆仍水平平衡
B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜
D.将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡
(第7题)
(点拨】
每个钩码的质量为50g,重力G=mg=50×10-3
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