决胜2019中考物理分类命题解密:动态杠杆分析

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  决胜2019中考物理分类命题解密
  动态杠杆分析
  杠杆问题是我们生活实践中常见问题,广泛应用于各种机器、机械,在生活中应用也很广泛。初中物理关于杠杆的动态变化问题是学生学习的难点,也是中考试题中的难点和重点并在中考中占有一定比例。
  动态杠杆分析主要涉及以下三个方面:最小力问题、力与力臂变化问题、再平衡问题。
  动态杠杆分析离不开杠杆的平衡条件:,即动力×动力臂=阻力×阻力臂。
  提升重物时,公式为:,动力为:。
  一、最小力问题
  此类问题中“阻力×阻力臂”为一定值,要使动力最小,根据杠杆平衡条件,必须使动力臂最大。要使动力臂最大需要做到:在杠杆上找一点(动力作用点),使这点到支点的距离最远;动力方向应该是过该点且与该连线垂直的方向,如图(1)所示,最小力应该是F3。
  图(1)
  二、力与力臂的变化问题
  此问题是在力与力臂变化时,如何利用杠杆平衡条件和控制变量法,分析变量之间的关系。如图(2)所示,在探究杠杆平衡条件实验时,当拉紧的弹簧测力计向左转动时,拉力的变化情况是会逐渐减小。
  三、再平衡问题
  杠杆再平衡的问题,实际上就是判断杠杆在发生变化前后,力和力臂的乘积是否相等,乘积大的一端下降,乘积小的一端上升。
  图(2) 图(3)
  如图(3)所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,杠杆将失去平衡,右端下沉。
  一、杠杆
  1.什么是杠杆:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒,这根硬棒就叫杠杆。
  (1)“硬棒”泛指有一定长度的,在外力作用下不变形的物体。
  (2)杠杆可以是直的,也可以是任何形状的。如图(4)所示。
  2.杠杆的七要素(如图(5)所示)
  图(4)杠杆 图(5)杠杆的七要素
  (1)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O”表示。它可能在棒的某一端,也可能在棒的中间,在杠杆转动时,支点是相对固定;
  (2)动力:使杠杆转动的力叫动力,用“F1”表示;
  (3)阻力:阻碍杠杆转动的力叫阻力,用“F2”表示;
  (4)动力作用点:动力在杠杆上的作用点;
  (5)阻力作用点:阻力在杠杆上的作用点;
  (6)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用“”表示;
  (7)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用“”表示。
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