（备战2021）中考物理高频重难点考点专题解读与训练 专题10 杠杆作图及计算（含解析）.docx

专题10杠杆作图及计算 力臂是初中物理中一个重要的知识点，是学习杠杆平衡的的一个重要概念，而杠杆平衡条件计算又是另一个重要考点。在各省市中考中画力臂、利用杠杆平衡条件计算都是常常出现的考题。 一、力臂： 1、力臂的定义：力臂是从支点到力的作用线的距离，不是从支点到力的作用点的距离。 2、力臂的物理意义是：表示作用在杠杆上的力的方向对杠杆转动效果的影响。 3、作用在杠杆上的一个力的作用点不变，力的方向改变时，它的力臂一般要改变。 4、力臂可能与杠杆重合。 二、画力臂的步骤： （1）找支点：具体的方法是“转一转”——不管杠杆是在静止时，还是在匀速转动时，设想杠杆在动力的作用下转动一个较小的角度，杠杆上瞬时不动的那个点就是支点。 （2）画力的作用线：在表示动力或阻力的线段上，根据实际需要，把线段正向或反向延长。 （3）作垂线段：过支点作动力作用线或阻力作用线的垂线，支点和垂足的线段就是动力臂或阻力臂，并把它们用虚线表示，标出垂直符号。 （4）标长和短：用大括号把动力臂或阻力臂括上，在大括号的旁边标上动力臂的符号L1或阻力臂的符号L2。 画力臂的口诀：一找点，二画线，三作垂线段，四标长和短。 三、画杠杆的“最小力”的技巧： （1）①画连线，连接支点与动力作用点(或离支点最远的点)；②作垂线，作连线的垂线；③标方向，确定力的方向． （2）作用在杠杆上力的大小，可以根据杠杆平衡条件进行判断：由F1L1＝F2L2得，动力，动力臂L1越长，动力F1越小。 四、利用杠杆平衡条件计算： 1、题型分析 （1）已知F1、F2、L1、L2四个量中的三个计算第四个量，通过将F1l1＝F2l2变形，再直接带入求解即可。 （2）已知F2L2一定，分析F1与L1之间的关系，常常用来计算或画最小力，关键是找到最大动力臂： ①当动力作用点确定后，支点到动力作用点的线段即为最大动力臂； ②动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这点到支点的距离即为最大动力臂。 （3）杠杆原来平衡，改变其中的一个要素，判断杠杆能否平衡或如何平衡操作才能使杠杆平衡：关键看ΔF1L1（动力与动力臂乘积变化量）与ΔF2L2的（阻力与阻力臂乘积变化量）大小问题。（杠杆水平平衡时，杠杆的格数可以看成力臂） ①判断是否再次平衡：ΔF1L1越大，如果是减小，则动力一侧轻（上翘），如果增大，则动力一侧重（下沉）。 ②重新平衡：轻的一侧可以增大力或力臂，重的一侧可以减小力或力臂。 规律：在杠杆两边同时增大或者减小相同的力时，力臂长的一边受到的影响较大；如果两边的力臂同时增大或者减少相同的长度，则重的一端所受的影响较大。 （4）杠杆动态平衡：是指构成杠杆的某些要素（F1、L1、F2、L2）发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态。分析杠杆的动态平衡时，一般是化动为静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。 ①杠杆在某一位置平衡，而力的方向在变：看力臂变化，根据动力×动力臂=阻力×阻力臂，力臂变大力变小，力臂变小力变大。靠近最小力，力变小，远离最小力，力变大； ②杠杆在匀速转动时力的变化：找出转动过程中初始、中间、最终位置，（列出平衡方程），化动为静，具体分析每一个量的变化情况，从而分析力的变化情况。 2、利用杠杆平衡条件计算的步骤： （1）确定杠杆支点的位置； （2）分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图； （3）确定每个力的力臂； （4）根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。 当复杂题目杠杆多次平衡时，要分清每次F1、F2、L1、L2四个量变化或不变的情况，针对每个平衡状态列平衡关系式，从而解决问题。 一、中考题型分析 中考中，力臂作图是常常出现的一个题型，主要以作图形式考查。近年来，常常结合具体情景画力臂。分值在2分—3分左右。杠杆平衡条件计算则主要在计算题中出现，也会有选择、填空题，计算难度中等偏难。分值在2分—6分左右。 二、典例精析 ★考点一： 杠杆力臂作图 ◆典例一：（2020锦州）如图所示为钓鱼竿的简化示意图，其中O为支点，F1为动力，请在图中画出动力臂l1和阻力F2的示意图（钓鱼竿自重忽略不计）。 【答案】见解析 【解析】F1为动力，鱼的对钓鱼竿的拉力为阻力。动力臂是支点到动力的垂直距离，所以过O点向F1做垂线，垂线段就是力臂，并用大括号标出；在绳子与钓鱼竿接触点开始竖直向下画线，并标出箭头，就得到F2的示意图。如下图所示： ◆典例二：（2020鄂尔多斯）如图是一种活塞式抽水机的示意图，其中手柄是一个杠杆。请在图中画出手柄被扶起过程中作用在A点的最小动力F1及其力臂。 【答案】见解析 【解析】连接OA两点，则线段OA就是作用于A点的动力的最大力臂，然后过A点作OA的垂线，动力是向上扶起手柄，所以垂线的方向向上，此向上的垂线即最小动力F1，故作