1、第七单元 简单机械功与功率机械效率第 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来源:学优高考网 gkstk来源:学优高考网 gkstk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表示五要素来源:学优高考网 gkstk来源:学优高考网阻力臂 如图所示，从支点到_的_，用字母 l2表示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
2、平位置平衡，目的是方便从杠杆上直接读出力臂动力动力臂=阻力阻力臂结论F1l1 = F2l2探究杠杆平衡条件说明 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 _ l2 F1 _F2 省力，_ 距离 羊角锤、起子、撬棒等费力杠杆 L1 _l2 F1_ F2 _，省距离 钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等等臂杠杆 L1 _l2 F1 _F2 不省力，不费
3、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
4、_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(2015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 10 N 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
5、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(2014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(2013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
6、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(2014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(2015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
7、，动力小于阻力，用较小的动力就可以克服较大的阻力4(2014绵阳)如图所示的杠杆是_(填“省力”或“费力”)杠杆，图中 O 为支点，F 1的力臂为l1，F 2的力臂为 l2，当杠杆平衡时，F 1与 F2定量关系式为_5(2015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(2014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
8、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(2015桂林)如图所示，用滑轮拉着一重为 400 N 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.8(2015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 10 m 高的楼上，请你帮他在图中画出符合要求
9、且省力的绳子绕法9(2015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(2015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
10、，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 6 N 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整合集训一、填空题1(2015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
11、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 G50 N，OB0.4 m，OA1 m，使杠杆在水平位置平衡时，F 1的力臂L1_m，F 1_N(杠杆重忽略不计)第 2 题图 第 3 题图3(2014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 1 000 N(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(2015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
12、 F10 N 时，刹车拉线受到力的大小为_N.5(2015菏泽)用一杆秤称得物体的质量是 2 kg，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(2015莱芜)如图所示，杠杆在力 F1、F 2的作用下(F 2未画出)处于平衡状态O 为支点，L 2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(2015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( )AB 点为开瓶器的支点B开瓶器受到的阻力方向为竖直向上C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(2015巴中)如图所示，杠杆处于平衡状
13、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(F 1F 2)/2 BF 1F 2 CF 1/F2 DF 1F2第 9 题图 第 10 题图10(2015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
14、阻力臂逐渐变大C动力 F 保持不变 D动力 F 逐渐减小11(2015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(2014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 900 N 的重物已知扁担长为 1.8 m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离 OA0.8 m，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 400 NB以 O 为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为 49C以 O 为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为 95D以弟弟的肩 B 为支点，可计算出哥哥承担的压力为
15、600 N13如图 1 所示，长 1.6 m、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 2A5 N B10 N C20 N D40 N三、实验探究题14(2014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
16、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(2015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 m60 kg，g10 N/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.第七单元 简单机械 功与功率 机械
17、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 F 1 阻碍 F 2 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 sh s2h 1nsnh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 F 1l1F 2l2 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 Gmg 得 G600 N；(2)支持力 F 的力臂 l1150 cm，力臂如图所示：(3)由杠杆平衡条件：Fl 1Gl 2得 F400 N.
