課標(biāo)通用安徽省20xx年中考物理總復(fù)習(xí)第一編知識方法固基專項突破4動態(tài)杠桿課件(已修改)
2025-06-24 12:31 本頁面
【正文】 專項突破 (四 ) 動態(tài)杠桿 動態(tài)杠桿問題可以從下面幾種情況分析。 根據(jù)杠桿平衡條件 F1l1=F2l2,要使動力最小 ,就應(yīng)使動力臂最長。做法是在杠桿上找到合適的動力作用點 ,使這點到支點的距離最遠(yuǎn)。連接動力作用點和支點的距離 ,動力方向應(yīng)是過動力作用點且和杠桿垂直 ,并且讓杠桿轉(zhuǎn)動的方向與阻力讓杠桿轉(zhuǎn)動的方向相反。 利用杠桿平衡條件 F1l1=F2l2和控制變量法 ,抓住不變量 ,分析變量之間的關(guān)系。 主要有如下幾種情況 :(1)F2l2一定時 ,F1和 l1成反比 。(2)F l1不變時 ,F1和 l2成正比 。(3)F l l2一定時 ,F1不變。 杠桿再平衡判斷 ,關(guān)鍵是要判斷杠桿在發(fā)生變化前后 ,動力與動力臂的積和阻力與阻力臂的積是否相等 (符合杠桿平衡條件F1l1=F2l2)。如果平衡杠桿兩邊的力和力臂成相同比例地變化 ,則杠桿仍平衡。 杠桿轉(zhuǎn)動問題實質(zhì)還是再平衡問題 ,用杠桿平衡條件列出方程 ,如果兩邊的力矩相等 ,杠桿繼續(xù)平衡 ,如果兩邊的力矩不等 ,哪邊的力矩大 ,哪邊就下沉。 類型一 類型二 類型三 類型四 類型一最小力問題 例 1(2022山東東營中考 )如圖所示 ,杠桿 AOB能繞 O點轉(zhuǎn)動。在 A點掛一重物 G,為使杠桿保持平衡且用力最小 ,在 B點施加一個力 ,這個力應(yīng)該是圖中的 。 答案 解析 解析關(guān)閉 在 B點施力 F,阻力的方向向下 ,為使杠桿平衡 ,動力的方向應(yīng)向下 ,F4方向向上 ,不符合要求 。當(dāng) F的方向與杠桿垂直時動力臂最大 ,此時最省力 ,即 F2的方向與 OB垂直 ,故 F2最小。 答案解析關(guān)閉 F2 類型一 類型二 類型三 類型四 方法歸納 本題考查了桿平衡條件的掌握和運用 ,根據(jù)動力臂最長時最省力找出動力臂是本題的關(guān)鍵。以支點到力的作用點的距離當(dāng)成力臂時是最大的力臂。 類型一 類型二 類型三 類型四 類型二力的變化問題 例 2(2022山東沂水二模 )重為 G的均勻木棒豎直懸于 O點 ,在其下端施一水平拉力 F,讓棒緩慢轉(zhuǎn)到圖中虛線所示位置。在轉(zhuǎn)動的過程中 ( ) F逐漸變大 F保持不變 答案 解析 解析關(guān)閉 杠桿在轉(zhuǎn)動的過程中符合杠桿平衡的條件 ,即阻力為硬棒的重力 ,大小不變 ,硬棒在豎直位置時 ,重力的力臂為 0,轉(zhuǎn)過 θ角后 ,重力力臂 (阻力臂 )逐漸增大 ,故 B錯 。當(dāng)硬棒在豎直位置時 ,F的力臂是杠桿的長度 ,且力臂最長 ,當(dāng)杠桿轉(zhuǎn)過 θ后 ,力與杠桿不再垂直 ,所以動力臂變小 ,故 A錯 。根據(jù)杠桿平衡的條件可得 ,阻力與阻力臂的乘積增大 ,而動力臂減小 ,所以動力逐漸增大 ,故 D錯誤 ,C正確。 答案解析關(guān)閉 C 類型一 類型二 類型三 類型四 方法歸納 根據(jù)杠桿的平衡條件 ,研究變力的問題要歸結(jié)到研究力臂的變化問題 ,分析力臂的變化是解決問題的關(guān)鍵。 類型一 類型二 類型三 類型四 類型三再平衡問題 例 3(2022安徽合肥一、六、八中自主招生 )輕質(zhì)杠桿 AB可繞中點 O自由轉(zhuǎn)動 ,現(xiàn)在其 A端和 B端分別施以大小相等的力 F1和 F2,它們的方向如圖所示 ,則下列說法中正確的是 ( ) 答案 解析 解析關(guān)閉 圖中 O 為支點 ,分別從 O 點向兩力的作用線作垂線交兩力的作用線于點 C 、 D ,則力 F 1 和 F 2 的力臂分別為 OC 、 OD ,如圖所示。因O A= O B ,根據(jù)幾何知識可知 , O C =12OA , O D = 32OB ,故 O C O D 。已知F 1 和 F 2 的大小相等 ,則力與力臂乘積的大小關(guān)系為 : F 1 O C F 2 OD ,故杠桿不能平衡 ,杠桿會沿順時針方向轉(zhuǎn)動。 答案解析關(guān)閉 A 類型一 類型二 類型三 類型四 類型四 杠桿轉(zhuǎn)動問題 例 4(2022安徽黃山模擬 ) 如圖所示 ,用輕質(zhì)材料制成的吊橋搭在河對岸。一個人從橋的左端勻速走到橋的右端 ,橋面始終是水平的 ,不計吊橋和繩的重力 ,人從吊橋左端出發(fā)時開始計時。則人在吊橋上行走過程中 ,吊橋右端所受地面支持力 F與人行走時間 t的關(guān)系圖象是 ( ) 答案 解析 解析關(guān)閉 人從吊橋左端出發(fā) ,在運動時間 t 后 ,杠桿受到物體的壓力 ( 阻力 )等于人的重力 ,動力臂為 OA
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