第14讲简单机械杠杆五要素和平衡条件1．杠杆的五要素和平衡条件定义一根硬棒，在力的作用下绕着______转动的硬棒叫做杠杆五要素支点如图所示，杠杆绕着_____，用字母____表示动力如图所示，使杠杆______的力，用字母____表示阻力如图所示，_____杠杆转动的力，用字母____来表示动力臂如图所示，从支点到_______的_____，用字母l1表示阻力臂如图所示，从支点到_______的_____，用字母l2表示探究杠杆平衡条件探究过程实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自身重力对实验的影响，实验中使杠杆在水平位置平衡，目的是方便从杠杆上直接读出力臂结论动力×动力臂=阻力×阻力臂F1l1=F2l2说明为了消除实验中错误的结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，可用弹簧测力计代替一侧钩码斜拉杠杆【提示】画力臂：（1）先在杠杆示意图上确定出支点.（2）画出动力作用线和阻力作用线；（3）最后从支点向力的作用线引垂线.2.杠杆的分类力臂关系力的关系距离关系实例省力杠杆L1___l2F1____F2省力，____距离羊角锤、起子、撬棒等费力杠杆L1____l2F1______F2_____，省距离钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等等臂杠杆L1____l2F1____F2不省力，不费力天平、定滑轮等【提示】省力杠杆必然费距离，省距离杠杆必费力，既省力又省距离的杠杆是不存在的.滑轮比较分类定滑轮动滑轮滑轮组11\n示意图定义中间的轴________的滑轮和重物一起_______的滑轮定滑轮、动滑轮组合成滑轮组实质_______杠杆动力臂为阻力臂倍的杠杆特点不能__________但是能改变_________能省_________的力，但不能改变________在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下，F＝__________.距离的关系_____________________________________【提示】判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几.如图甲、乙所示.斜面与轮轴斜面轮轴示意图定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面由____和_____组成，能绕共同轴线转动的_________叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴特点省力机械能够连续旋转的______，支点就在______，轮轴在转动时轮与轴有相同的___________应用螺旋、楼梯、盘山公路等方向盘、水龙头、扳手【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴.命题点1 杠杆及杠杆的平衡条件11\n (2022·安徽)如图，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G＝________N．若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将________(填“增大”“不变”或“减小”)．【点拨】 如图，BA、BC为动力F和阻力G的力臂，利用杠杆的平衡条件和G的大小，画出动力和阻力，找出动力臂、阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆的平衡条件分析拉力的大小变化情况．1．(2022·南宁)如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着．当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F()A．变小B．变大C．不变D．先变大后变小第1题图 第2题图2．(2022·安徽)如图，轻质杠杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一个竖直向下的动力，使该杠杆在水平位置保持平衡．若将动力的方向改为沿虚线方向，仍使杠杆在水平位置平衡，则()A．动力臂增大，动力增大B．动力臂增大，动力减小C．动力臂减小，动力减小D．动力臂减小，动力增大3．(2022·德州)某剧组为拍摄节目需要，设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度，轻质杠杆ABO可绕O点转动，请在图中画出：(1)杠杆所受拉力的力臂L1；(2)杠杆所受阻力F2的示意图．命题点2 杠杆的分类 (2022·常州)如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆()A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆C．一定是等臂杠杆D．以上情况都有可能省力杠杆的特点是：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，用较小的动力就可以克服较大的阻力．11\n4．(2022·绵阳)如图所示的杠杆是________(填“省力”或“费力”)杠杆，图中O为支点，F1的力臂为l1，F2的力臂为l2，当杠杆平衡时，F1与F2定量关系式为________．5．(2022·泉州)如图所示的机械或工具在使用中，属于省距离杠杆的是() A．羊角锤 B．筷子 C．起瓶器 D．独轮车6．(2022·东营)皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手支撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，下列说法正确的是()A．为省力，可将用力划桨的手靠近支点B．为省力，可将用力划桨的手远离支点C．为省距离，可将用力划桨的手远离支点D．将用力划桨的手靠近支点，既能省力又能省距离命题点3 滑轮 如图所示，利用动滑轮来提升一个物体，拉力F竖直向上．动滑轮其实就是一个变形的杠杆，请在图中标出它的支点O，并画出F的力臂L. 【点拨】 确定动滑轮的支点O是解答本题的关键，动力F为绳子的拉力，方向向上，过支点O向动力作用线画垂线，就得到动力臂．7．(2022·桂林)如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动，该滑轮为________(填“动”或“定”)滑轮，如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，则竖直向上方向拉力F是________N.11\n8．(2022·黔东南)一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10m高的楼上，请你帮他在图中画出符合要求且省力的绳子绕法． 9．(2022·庆阳)用图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，最省力的是(滑轮重和摩擦不计)()命题点 探究杠杆的平衡条件探究杠杆平衡条件的实验是简单机械中的一个重要探究实验，是中考考查的重点内容，其主要考点为：杠杆水平调节的方法和目的、实验结论的得出、杠杆平衡条件的应用等． (2022·江西)探究杠杆的平衡条件：【提出问题】如图a所示，是一种常见的杆秤，此时处于水平位置平衡．发现一：小明在左边挂钩上增加物体，可观察到提绳左侧下沉．他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的________来实现；发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡．说明通过改变________的长短也可以改变杠杆的平衡．那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？【制定计划与设计实验】实验前，轻质杠杆处于如图b所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向____________(填“左”或“右”)调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是____________________．【实验结论】如图c所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是____________________________．【拓展训练】如图d所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，此杠杆的支点是图中的________点，假如托起6N的重物，请你根据图d所示，估算出手臂要用的动力大约是________N11\n整合集训一、填空题1．(2022·台州)使用简单机械可以给人们的生活带来便利．(1)如图甲，旗杆的顶端安装着一个________滑轮，用来改变拉力的方向．(2)如图乙，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小________臂，剪断物体更省力．2．如图所示，物体重G＝50N，OB＝0.4m，OA＝1m，使杠杆在水平位置平衡时，F1的力臂L1＝________m，F1＝________N．(杠杆重忽略不计)第2题图 第3题图3．(2022·天津)如图中搬运砖头的独轮车，使用时可视为________(填“省力”或“费力”)杠杆：若车厢或砖头所受的总重力G为1000N(车架所受重力忽略不计)．独轮车的有关尺寸如图，推车时，人手向上的力F的大小为________N.4．(2022·益阳)如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是________，当图中手对车闸的作用力F＝10N时，刹车拉线受到力的大小为________N.5．(2022·菏泽)用一杆秤称得物体的质量是2kg，如图所示．根据杆秤上秤钩、提纽和秤砣三者的位置关系，估测出秤砣的质量大约是________kg.6．(2022·莱芜)如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下(F2未画出)处于平衡状态．O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图． 二、选择题7．(2022·眉山)如图所示，用开瓶器在A处用力开启瓶盖，下列说法正确的是()A．B点为开瓶器的支点B．开瓶器受到的阻力方向为竖直向上11\nC．使用开瓶器能省力D．使用开瓶器能省功第7题图 第8题图8．(2022·巴中)如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在物体A和B下端同时挂一个相同质量的钩码，下列判断正确的是()A．杠杆不能平衡，左端下沉B．杠杆不能平衡，右端下沉C．杠杆仍能平衡D．无法判断9．如图，用测力计将长杆一端A微微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面，测力计示数是F2.则长杆的重力是(测力计保持竖直向上)()A．(F1＋F2)/2B．F1＋F2C．F1/F2D．F1×F2第9题图 第10题图10．(2022·防城港)如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置．在转动的过程中()A．动力臂逐渐变大B．阻力臂逐渐变大C．动力F保持不变D．动力F逐渐减小11．(2022·桂林)如下图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是()A．自行车的脚踏板B．旗杆顶的定滑轮 C．水管上的水龙头D．大门上的门把手12．(2022·安徽)身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物．已知扁担长为1.8m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA＝0.8m，如图所示．则()A．以哥哥的肩A为支点，可计算出弟弟承担的压力为400NB．以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为4∶9C．以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为9∶5D．以弟弟的肩B为支点，可计算出哥哥承担的压力为600N13．如图1所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力——11\n位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图2所示．据图可知金属杆重()图1 图2A．5NB．10NC．20ND．40N三、实验探究题14．(2022·德州)如图所示漫画描绘的是猴子和兔子分萝卜的情景．究竟谁分得的萝卜重，德州市育红中学的三位同学得出了自己的猜想：甲认为：猴子胜利了；乙认为：兔子胜利了；丙认为：猴子和兔子谁也没有沾光．到底谁的猜想正确？(1)为此，同学们设计了下图所示的实验，根据该实验现象判断，猜想正确的同学是________(填“甲”“乙”或“丙”)．(2)根据上图的实验，同学们还得出结论：只要满足“动力×动力作用点到支点的距离＝阻力×阻力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡．a．你认为这个结论是________(填“正确”或“错误”)的．b．如何用如图丁的装置来验证你的观点？四、计算题15．(2022·镇江)如图所示，小华正在做俯卧撑，可以将他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为他的重心，相关长度已在图中标明，已知他的质量m＝60kg，g＝10N/kg.(1)求小华受到的重力G；(2)求图示时刻地面对双手支持力F的力臂l1，并在图中画出此力臂；11\n(3)求图示时刻地面对双手的支持力F.11\n第七单元 简单机械 功与功率 机械效率第14讲 简单机械考点解读考点1 1.固定点O 转动的点 O 转动 F1 阻碍 F2 动力作用线 距离 阻力作用线 距离 2.＞ ＜ 费 ＜ ＞ 费力 ＝ ＝考点2 固定不动 移动 等臂 2 省力 省力 动力的方向 一半 动力的方向 G s＝h s＝2h s＝nh考点3 轮 轴 简单机械 杠杆 轴线 转速各个击破例1 20 不变 例2 D 例3 题组训练 1.A 2.D 3. 4.省力 F1l1＝F2l2 5.B 6.B 7.动 200 8. 9.D实验突破例 力 力臂 右 方便直接测出力臂 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 费力 C 48整合集训1．(1)定 (2)阻力 2.0.5 40 3.省力 300 4.杠杆 40 5.0.5 6. 7.C 8.B 9.B 10.B 11.B 12.A 13.B 14.(1)甲 (2)错误 用弹簧测力计斜向下拉，比较“动力×动力作用点到支点的距离和阻力×阻力作用点到支点的距离”的大小． 15.(1)由G＝mg得G＝600N；(2)支持力F的力臂l1＝150cm，力臂如图所示：11\n(3)由杠杆平衡条件：Fl1＝Gl2得F＝400N.11
