杠杆的认知 杠 杆 的 认 识 杠杆定义 在力的作用下, 能绕某固定点转动一根硬棒. 杠杆五要素 1. 支点 杠杆绕着转动的点 图中O点. 2. 动力 使杠杆转动的力 图中的F1. 3. 阻力 阻碍杠杆转动的力 图中的F2. 4. 动力臂 从支点到动力作用线的距离 图中l1. 5. 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离 图中l2. 【例1】 关于杠杆, 下列说法中正确的是（ ） A. 杠杆一定是一根直的硬棒 B. 杠杆的支点就是杠杆绕着转动的点 C. 作用在杠杆上的动力和阻力方向一定相同 D. 力臂是支点到力的作用点的距离 【答案】 B 【例2】 画出如图所示拉力F的力臂. 【答案】 如图所示. 【例3】 如图所示中O是杠杆的支点, 在图中画出动力F1和阻力F2的力臂. 【答案】 略 【例4】 如图所示, 当人曲臂将重物端起时, 人的前臂可以看作一个杠杆. 请在示意图上画出F1和F2的力臂. 【答案】 如右图所示. 杠 杆 的 平 衡 条 件 杠杆平衡 杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动时, 都叫杠杆平衡. 实验步骤 1. 调节杠杆两端的螺母, 使杠杆在不挂钩码时平衡. 2. 给杠杆两端挂上不同数量的钩码, 移动钩码的位置, 使杠杆平衡. 3. 把支点右边的钩码重量当作F1, 支点左边的钩码重量当作阻力F2; 量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2. 4. 改变力和力臂的数值, 再做几次试验, 分析数据得到杠杆的平衡条件. 实验装置如下图所示 平衡方程 动力动力臂 阻力阻力臂 即 【例5】 关于杠杆平衡, 下列说法中正确的是（ ） A. 杠杆平衡时, 杠杆一定处于水平方向 B. 杠杆平衡时, 所受到的力的方向可能不同 C. 杠杆平衡时, 杠杆一定处于静止状态 D. 杠杆平衡时, 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 【答案】 B 【例6】 “探究杠杆的平衡条件”的实验. 1 当杠杆如图甲所示时, 首先应该将平衡螺母向 移动填“左”或“右”, 使杠杆在 位置平衡. 图甲 图乙 2 调节好杠杆后, 在支点两侧挂上数量不同的钩码每个钩码质量相同, 杠杆上相邻刻线距离相等, 如图乙所示. 以下说法正确的是 .多选 A. 小王松手后, 杠杆不能平衡, 右侧下沉 B. 两侧钩码都向支点移动一格, 杠杆可以平衡 C. 在右侧钩码下增加一个钩码, 杠杆可以平衡 D. 在两侧钩码下都增加一个钩码, 杠杆可以平衡 3 若在图丙中A处挂4个50g的钩码, 要使杠杆水平平衡, 作用在端点B处竖直向上的拉力应为 N. 图丙 图丁 4 图丁中的错误是 ; 若按图示操作, 钩码总重1.5N, 弹簧测力计的示数将 0.75N填“大于”、“小于”或“等于”. 【答案】 1 左; 水平 2 BD 3 1.5 4 弹簧测力计没有竖直向上拉; 大于 【例7】 小希用一个最大测量值为10N的弹簧测力计测量一个西瓜的重力. 小希用网兜将西瓜挂在木棒上的B点, 将棒的一端O放在桌边, 用挂在A点的弹簧测力计拉起木棒, 使木棒在水平位置平衡, 如图所示. 此时弹簧测力计读数为8N. 用刻度尺测出AB＝5BO, 不计棒重、网兜重. 这个西瓜重 N. 【答案】 48 【例8】 用一条长2m的扁担挑物品, 前后分别挂有300N和200N的箱子, 要使扁担保持平衡, 肩应离扁担前端 m. 【答案】 0.8 【例9】 同学们利用实验共同验证“杠杆的平衡条件”. 实验中使用的杠杆刻线均匀, 每个钩码的质量都相等. 1 杠杆初始状态如图甲所示, 为使杠杆处于水平平衡状态, 此时应将杠杆右端的平衡螺母向右调节, 也可以将杠杆左端的平衡螺母向______调节. 2 杠杆调节完毕后, 莉莉在杠杆支点两侧挂的钩码如图乙所示, 如果此时莉莉不再支撑杠杆, 杠杆不能静止在水平位置. 同学们给出了自己的判断和建议 ① 小红说, 把右侧的钩码减掉一个, 杠杆就平衡了 ② 小林说, 把左侧的钩码向左移动一格, 杠杆就平衡了 ③ 小健说, 在左侧的钩码下增加一个钩码, 杠杆就平衡了 ④ 小东说, 在右侧的钩码下增加一个钩码, 并向左移动一格, 杠杆也可以平衡 你认为谁说对了 填序号. 【答案】 1 右; 2 ①②④ 【例10】 小宁想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系. 实验过程中, 小宁保持阻力为3N, 阻力臂为0.2m不变, 然后改变动力臂L1和动力F1, 并保持杠杆水平平衡, 分别测量出动力臂L1和动力F1的数据如下表所示. 请你根据实验条件和实验数据帮助小宁归纳出动力F1跟动力臂L1的关系 在 的条件下, F1 . L1/m 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 F1/N 2 2.4 3 4 6 12 【答案】 杠杆平衡时, 当阻力与阻力臂的乘积保持不变时, 【例11】 如图所示, 有一可绕中点O转动的轻质细杆, 杆上相邻刻度线之间的距离都是相等的. 小刚用这套实验器材探究杠杆平衡条件, 他使杆在水平位置平衡后, 在杆的A刻线处挂了2个钩码后, 在杆的B刻线处也挂了2个钩码, 杆在水平位置平衡. 当他在B刻线处改挂1个钩码后, 杆失去了平衡. 小刚由此得出结论 只有施加在杆中点两侧的力大小相等时, 杆才能在水平位置平衡. 请你利用上述器材通过实验说明小刚的说法是错误的. 请你写出主要实验步骤和相应的实验现象. 【答案】 1 使杆在水平位置平衡后, 在杆的中点O左侧距O点1格处挂2个钩码, 在杆的中点 O右侧距O点1格处挂2个钩码, 杆在水平位置平衡；
2 在杆的中点O左侧距O点1格处挂2个钩码, 在杆的中点O右侧距O点2格处挂1个钩码, 杆在水平位置平衡. 杆中点两侧施加的力大小不等, 杆在水平位置也平衡了, 说明小刚的说法是不正确的. 杠 杆 的 种 类 省力杠杆 动力臂大于阻力臂,即l1＞l2, 动力小于阻力,F1＜F2. 省力杠杆费距离 例如 抽水机的手柄、剪铁皮的剪刀、钳子、铡刀、独轮车、起瓶盖的起子、动滑轮、滑轮组等等. 费力杠杆 动力臂小于阻力臂, 即l1＜l2, 动力大于阻力, F1＞F2. 费力杠杆省距离 例如 理发的剪刀、钓鱼杆、镊子等等. 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂, 即l1＝l2, 动力等于阻力, F1＝F2. 例如 天平、定滑轮等等 【例12】 以下工具在使用时, 属于哪种类型杠杆 在空格处填“省力”、“费力”或“等臂” 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 用筷子夹取食物 杠杆 2 用理发剪剪头发 杠杆 3 用钓鱼竿钓鱼 杠杆 4 用镊子夹取砝码 杠杆 5 用船桨滑水 杠杆 6 用铁锹铲土 杠杆 7 用天平称质量 杠杆 8 用起子打开瓶盖 杠杆 9 用扳手拧紧螺丝 杠杆 【答案】 1 2 3 4 5为费力杠杆; 7 为等臂杠杆; 6 8 9 为省力杠杆. 【例13】 下列说法正确的是 A. 动力臂比阻力臂长的杠杆一定省力 B. 有些杠杆可能既省力又省距离 C. 动力与动力臂的乘积一定等于阻力与阻力臂的乘积 D. 力臂是指从支点到力的作用点的距离 【答案】 A 【例14】 如图所示, 起瓶器开启瓶盖时, 可看作是 A. 以B点为支点的费力杠杠 B. 以B点为支点的省力杠杠 C. 以A点为支点的费力杠杠 D. 以A点为支点的省力杠杠 【答案】 D 【例15】 如图所示是一个指甲刀的示意图, 它是由三个杠杆ABC、OBD 和OED组成, 在用指甲刀时, 下面说法正确的是 A. 三个杠杆都是省力杠杆 B. 三个杠杆都是费力杠杆 C. ABC是省力杠杆, OBD、OED是费力杠杆 D. ABC是费力杠杆, OBD、OED是省力杠杆 【答案】 C 【例16】 如图所示是某建筑工地上工人师傅抬起手推车的情形, 为了减轻工人师傅的用力, 在不卸砖的情况下, 应该把砖尽可能向 码放选填“前”或“后”, 同时手握车把处尽量向 移 选填“前”或“后”; 如果工人推着车上台阶应该怎么办 . 【答案】 前; 后; 此时支架是支点, 砖往后码放, 手往后移动 由杠杆的平衡条件 动力动力臂 阻力阻力臂 可知, 要使动力最小, 必须动力臂最大. 要使动力臂最大应做到 1 在杠杆上找一点, 使这点到支点的距离最远; 2 动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向. 【例17】 如图所示, 要把石块撬起, 所施加的四个力中最小的是 A. B. C. D. 【答案】 B 【例18】 在图中, 画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力的示意图 要求保留作图痕迹 【答案】 动力臂最大时, 动力最小, 故动力作用点与支点连线为动力臂, 力与动力臂垂直. 如右图所示. 【例19】 如图所示, 要把圆筒B推上台阶. 请在图中画出最小推力F.