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.11\n命题点1杠杆 (2022·兰州)如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图．当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水．请在图中作出力F1、F2的力臂L1、L2，O为支点．画力臂是力学作图题中的一个难点，但作力臂也是有一定的规律可循，即一定点(支点)，二画线(力的作用线)，三从支点向线引垂线． 1．(2022·莱芜)如图所示，杠杆在力F1、F2(F2未画出)的作用下处于平衡状态．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示意图． 1．(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.3．(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．(3)求图示时刻地面对双手的支持力F.命题点2 杠杆的分类 (2022·广州)AC硬棒质量忽略不计，在棒的B、C两点施加力F1、F2，F211\n的方向沿OO′线，棒在图所示位置处于平衡状态，则（）A．F1<F2B．F1＝·F2C．F1力臂小于s1D．F2方向沿OO′线向下判断杠杆类型，关键是确定动力臂和阻力臂的长短关系．首先应找准支点，并明确动力和阻力，然后过支点作动力臂和阻力臂，最后再根据动力臂和阻力臂的长短关系判断是省力杠杆还是费力杠杆，即动力臂比阻力臂长的为省力杠杆，动力臂比阻力臂短的为费力杠杆．4．(2022·邵阳)如图所示，下列工具属于费力杠杆的是（）A.开瓶起子 B.镊子C.钢丝钳D.独轮车5．(2022·滨州)根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能．要剪断铁丝等较硬的物体，下图中的4种剪刀应选择（）6．(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l1，F2的力臂l2，当杠杆平衡时，F1与F2定量关系式为________．命题点3 滑轮 (2022·汕尾)如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（）滑轮组的计算技巧：先对动滑轮进行受力分析，再找出动力与阻力之间的关系，最后利用平衡力的知识求解．7．(2022·桂林)小明利用如图所示的简单机械移动物体A时．当沿不同方向分别用F1、F2、F311\n的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（）A．F1＝F2＜F3B．F1＜F2＜F3C．F1＞F2＞F3D．F1＝F2＝F3第7题图 第8题图8．(2022·株洲)如图是用高枝剪修剪树枝的情景．仔细观察高枝剪头部的结构和使用情况，发现高枝剪头部有________和________两类简单机械．当园林工用30N的力向下拉绳时，因拉绳而使图中A处受到的作用力大约增加________N.9．(2022·铜仁)请在图中画出滑轮组最省力的绕法． 命题点 探究杠杆的平衡条件探究杠杆平衡条件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·长沙)小刚和小明等同学一起做“探究杠杆的平衡条件”的实验．(1)小刚将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆的左端上翘，此时，他应将杠杆两端的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡．(2)如图甲所示，若每个钩码重0.5N，且杠杆上每格相等，小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，他在图中A处施加一个方向向上的力F1，此力大小至少为________N.(3)若撤去力F1，改在杠杆右端B处施加一个方向向下的力F2(如图乙所示)，仍使杠杆平衡．请在图乙中画出力F2的力臂．(1)杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式表达为：F1l1＝F2l2；(2)调节杠杆在水平位置平衡的目的是力臂的大小可以直接从杠杆上读出，测量力臂比较方便；(3)在探究杠杆的平衡条件时，实验数据至少测量三组，这样才能够使实验结论具有说服力，不具有偶然性．(4)实验中，小刚将杠杆中点置于支架上，这样做的好处是：________________________；让杠杆在水平位置平衡的目的是：________________．11\n(5)小明同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，小刚同学认为他的做法不合理，理由是________________________________________________________________________．(6)小明组通过实验探究得出了杠杆的平衡条件是：动力乘以支点到动力作用点的距离等于阻力乘以支点到阻力作用点的距离．请利用图中的实验器材证明小明的观点是错误的．写出简要的实验步骤及实验现象．一、选择题1．如图，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间，图钉作为杠杆，其支点是（）A．A点B．B点C．C点D．O点2．(2022·黄冈)使用下列简单机械，为了省力的是（）A．旗杆顶的定滑轮B．理发用的剪刀C．拔钉子的羊角锤D．龙舟比赛用的船桨3．(2022·盐城)学校旗杆顶装有定滑轮，这样做（）A．既省力，也改变施力的方向B．省力，但不改变施力的方向C．不省力，但改变施力的方向D．既不省力，也不改变施力的方向4．(2022·漳州)如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M.用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3.它们的大小关系是（）A．F1<F2<F3<GB．F1>F2>F3>GC．F1＝F2＝F3＝GD．F1>F2＝F3＝G第4题图 第5题图5．(2022·泰州)如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N，绳重及摩擦不计，用它匀速提升重为100N的物体，所用的拉力F是（）A．50NB．60NC．70ND．120N6．(2022·娄底)用图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（）11\n7．(2022·玉林)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，让棒缓慢转到图中间虚线所示位置，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逐渐减小第7题图第8题图8．(2022·枣庄)如图所示，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，下列判断正确的是（）A．杠杆仍能平衡B．杠杆不能平衡，右端下沉C．杠杆不能平衡，左端下沉D．无法判断二、填空题9．(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”)．第9题图 第10题图10．(2022·广东)如图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子移动的距离为________m，人对绳子的拉力为________N．(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计)11．(2022·河南)如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船需要很大的力，则应选用方案________(填“甲”或“乙”)，因为采用这种方案可以________．(不计机械的自重及摩擦)三、作图与实验题12．(2022·广东)如图，请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力F1，并画出拉力F1的力臂L1.11\n 13．(2022·衡阳)如图所示，某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B，所用的拉力F＝100N，物体B重300N(不计滑轮重和绳重，不计摩擦力)，画出滑轮组的绕线． 14．(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：小明在左侧挂钩上增加物体，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________________________．【拓展应用】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________N.四、计算题15．(2022·临沂)如图所示是某建筑工地用吊车提升大理石板的示意图．已知大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石板的规格为50cm×50cm×2cm，升降机吊框的重力是600N．不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦，g取10N/kg.则：11\n(1)一块大理石板平放在水平地面上时对地面的压强是多少？(2)若吊车钢丝绳能承受的最大拉力是10000N，则该吊车一次最多能匀速提升多少块大理石板？(3)在某次提升作业中，吊车钢丝绳的拉动速度是0.1m/s，则在2min内吊车将大理石板提升的高度是多少？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 11\n题组训练 1. 2.杠杆 40 3.(1)重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N．(2)支持力的力臂l1＝100cm＋50cm＝150cm，力臂如图所示： (3)由杠杆平衡条件知，F×l1＝G×l2，即F×150cm＝600N×100cm，则F＝400N.例2 C题组训练 4.B 5.D 6.省力 F1l1＝F2l2例3 C题组训练 7.D 8.杠杆 滑轮组 90 9.实验突破例 (1)左 (2)2 (3)拓展训练 (4)消除杠杆自重对实验的影响 方便直接测力臂(5)实验次数太少，结论不具有普遍性 (6)实验步骤：在杠杆左端某处挂3个钩码；弹簧测力计竖直向上拉动杠杆，记下弹簧测力计的示数F1；弹簧测力计斜向上拉动杠杆，记下弹簧测力计的示数F2.实验现象：F2＞F1.整合集训11\n1．C 2.C 3.C 4.C 5.B 6.D 7.B 8.C 9.20 不变10．2 100 11.甲 省力 12.13. 14.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 15.(1)大理石板的体积V＝50cm×50cm×2cm＝5000cm3＝5×10－3m3，大理石板的底面积S＝50cm×50cm＝2500cm2＝0.25m2，每块大理石的质量m＝ρV＝2.8×103kg/m3×5×10－3m3＝14kg，一块大理石板对水平地面的压力F压＝G＝mg＝14kg×10N/kg＝140N，一块大理石平放在水平地面上对地面的压强p＝F压/S＝＝560Pa；(2)升降机一次最多能提起的大理石块数n＝＝＝210；(3)大理石上升的速度v大理石＝＝＝m/s，在2min内吊车将大理石板提升的高度h＝v大理石t＝m/s×2×60s＝4m.11
