在近幾年的中考中,杠桿與滑輪是主要的考查內(nèi)容.關(guān)于杠桿的考點有:(1) 會作出杠桿的示意圖;(2) 利用杠桿平衡條件F1l1=F2l2進行計算;(3) 判斷杠桿是省力的還是費力的.對于滑輪組,多要求會按要求組裝滑輪組.
一、畫杠桿的力臂
例1 (2008年福州市)請在圖1中畫出力F的力臂.
解析: 本題主要考查了力臂的作圖,關(guān)鍵要知道力臂是“支點到力的作用線的距離”.
答案:如圖2所示.
點撥:畫力臂時必須注意力臂是支點到力的“作用線”的距離,而不是支點到力的“作用點”的距離.力的作用線是通過力的作用點并沿力的方向所畫的直線.可用口訣幫助解決:“一找支點二畫線,從點到線作垂線,力臂就是此線段.”
二、判斷是省力杠桿還是費力杠桿
例2 (2008年佛山市)下圖所示的簡單機械,在使用中屬于費力杠桿的是().
解析: 本題的關(guān)鍵是弄清費力杠桿的判斷依據(jù)是阻力臂比動力臂長,而判斷動力臂和阻力臂是突破口.從圖上看A、C動力臂都比阻力臂長;D動力臂等于阻力臂;B鑷子的使用方法是支點在鑷子的尾部,動力的作用點在中間,阻力是物體對鑷子頭的壓力,阻力臂比動力臂長,是費力杠桿.
答案:B
點撥:根據(jù)杠桿平衡條件,我們把杠桿分為三類:省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿.如果動力臂比阻力臂長,就是省力杠桿;如果動力臂比阻力臂短,就是費力杠桿;如果動力臂和阻力臂相等,就是等臂杠桿.
三、滑輪組的裝配
例3 (2008年廣州市)在圖3中用線代表繩子,將兩個滑輪連成省力的滑輪組,要求人用力往下拉繩使重物升起.
解析: 人站在地面上提升重物,即要用向下的拉力拉繩子;又要求將兩個滑輪連成省力的滑輪組,由于給出的是一個動滑輪和一個定滑輪,故連成的滑輪組如圖4.
答案:如圖4所示.
點撥:像這種動、定滑輪個數(shù)相同的滑輪組,繞繩子的方法有兩種.由于本題要求人用力往下拉繩使重物升起,承重繩子的股數(shù)最多只能與滑輪個數(shù)相同,即兩股繩子承重.
四、利用杠桿的平衡條件進行計算
例4 (2008年義烏市)某同學(xué)自制了一個可以測人體重心位置的裝置,如圖5所示.取一塊與自己等長的木板,一端固定,另一端用輕質(zhì)細繩通過一個滑輪懸掛起來(摩擦不計),在繩子末端的托盤上放一些重物,使木板水平平衡.如果該同學(xué)身高160 cm,質(zhì)量40 kg,平躺到木板上后,在托盤中再加上重為137.2 N的物體,木板再次水平平衡.
(1) 該裝置中滑輪的作用是______.
(2) 在測人體重心之前,先“在繩子末端的托盤上放一些重物,使木板水平平衡”,這樣做的目的是______.
(3) 請通過計算說明該同學(xué)的重心位置(g取9.8 N/kg).
解析: (1) 改變力的方向
(2)排除木板自身重力對實驗的影響
(3)設(shè)該同學(xué)的重心位置與O點(頭頂)距離為l2,則
F1l1=F2l2,代入數(shù)據(jù)有
137.2 N×160 cm=40 kg×9.8 N/kg×l2,
l2=56 cm.
即該同學(xué)的重心位置在距O點(頭頂)56 cm處.
點撥:熟練掌握杠桿的平衡條件是解決此類題的關(guān)鍵.
1. (2008年濟寧市)園藝師使用如圖6所示的剪刀修剪樹枝時,常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近,這樣做的目的是為了().
A. 增大阻力臂,減小動力移動的距離
B. 減小動力臂,減小動力移動的距離
C. 增大動力臂,省力
D. 減小阻力臂,省力
2. (2008年廣州市)如圖7所示,繩子OO′懸吊著質(zhì)量忽略不計的桿,在桿的a點掛上重物G,在O右側(cè)某點b處掛上鉤碼.重物G的質(zhì)量及a到O的距離不變,要使桿保持水平,b點掛的鉤碼個數(shù)(各個鉤碼質(zhì)量相同)和b點到O的距離的關(guān)系是下圖中哪一幅圖?()
3. (2008年成都市)下圖所示的簡單工具在使用過程中,不能省力的是().
4. (2008年佛山市)要用一根繩子和兩個滑輪提起物體,若不計滑輪重及摩擦,而使拉力為物體重的,請在圖8中畫出繩子的正確繞法.
參考答案: 1. D 2. B 3. D 4. 見圖9.