在近几年的中考中,杠杆也是主要的考查内容之一。考试形式主要有选择题、填空题、作图题、计算题和实验探究题等多种题型。考查的要点包含杠杆的五要点(支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂)、杠杆是省力的还是费力的、杠杆平衡条件实验及应用等。在这里,针对有关杠杆的考试知识点,进行归类剖析如下:
题型1、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:画力臂时需要注意力臂是支点到力有哪些用途线的距离,而不是支点到力有哪些用途点的距离。力有哪些用途线是通过力有哪些用途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有哪些用途线的距离,画动力臂时应从支点向动力有哪些用途线作垂线。四个图中只有D是正确的。
答案:D
题型2、判断是省力杠杆还是费力杠杆
例3 下列工具中,是省力杠杆的是( )
A.夹邮票用的镊子
B.理发师修理发用的剪刀
C.剪铁丝用的钢丝钳
D.钓鱼用的鱼竿
点拨:依据杠杆平衡条件,大家把杠杆分为三类:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。假如动力臂比阻力臂长,就是省力杠杆;假如动力臂比阻力臂短,就是费力杠杆;假如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用途下绕关节转动。如图3所示是手端起茶杯的情景,其前臂骨骼等于杠杆,肱二头肌缩短提供动力。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:本题与生活实质相联系,因为人的前臂等于杠杆,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。依据杠杆平衡条件可知:在动力臂和阻力臂确定的状况下,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 杠杆在国内古时候就有了很多巧妙的应用。护城河上安装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,它是一个______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遭到的力,所以动力是绳对吊桥有哪些用途力,阻力是吊桥的自己的重力。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3、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。那样他应将杠杆右端螺母向______ (填左或右)调节一些,使杠杆在______地方平衡。
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,则如何挂钩码可以使杠杆在水平地方平衡?(请设计两种策略)
答:①____________________________ ②__________________________。
点拨:解题的重点是依据杠杆的平衡条件,看左、右两边的力和力臂的乘积是不是相等。若乘积相等,则杠杆平衡;若乘积不等,那样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6处;②3个钩码挂在4处等。