1、第十二章 简单机械第1节 杠杆一、杠杆1杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着_转动，这根硬棒就叫做杠杆。在力的作用下能绕固定点转动，这是杠杆的特点。杠杆有直的也有弯的。2杠杆的五要素（1）支点：杠杆（撬棒）绕着_的点，用字母O标出。（2）动力：使杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F1标出。（3）阻力：_杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F2标出。注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。（4）动力臂：从支点到_的距离。用字母L1标出。（5）阻力臂：从支点到_的距离。用字母L2标出。二、杠杆平衡条件1动力动力臂=阻力阻力臂，公式：F1L1=F2L2。2杠杆的平衡条件
2、实验（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在_位置平衡。如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂L1和L2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图乙方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。3杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。三、杠杆的分类及应用杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力
3、杠杆L1L2 F1F2（动力阻力）省力_撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车等费力杠杆L1F2（动力阻力）_省距离起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等等臂杠杆L1=L2 F1=F2（动力=阻力）既不省力也不费力_、定滑轮等固定点 转动 阻碍 动力作用线 阻力作用线 水平 费距离 费力 天平一、力臂的画法（1）找出支点并用O表示。提示：支点一定在杠杆上，可以在杠杆的某的端点，也可以在杠杆中间的某处。在杠杆转动时这个点是相对固定的。（2）通过力的作用点画出力的作用线。（3）从支点O向力的作用线作垂线。（4）标力臂：用大括号或背向双箭头。（5）省力杠杆中最小的力应是作用在杠杆端点的垂直于杠杆的力。【例题1
4、】如下图是液压汽车起重机的示意图。请你分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂L1和阻力F2的力臂L2。参考答案：二、利用杠杆的平衡条件来分析有关问题，一般按照以下步骤：（1）确定杠杆的支点的位置；（2）分清杠杆受到动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图；（3）确定每个力的力臂；（4）根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。学科*网【例题2】如图所示的杠杆调平衡后，将体积相同的甲、乙两物体分别挂在杠杆两侧的a、b处，杠杆仍平衡。则下列说法正确的是A甲、乙物体的密度之比为5:4B将甲、乙两物体同时向支点移动一个格子，杠杆仍然平衡C将甲、乙两物体同时远离支点移动一个格子，杠杆右端将下沉
5、D将甲、乙两物体同时浸没在水中，杠杆左端将下沉参考答案：C试题解析：A设杠杆上每格长为L，杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件有G甲5L=G乙4L，所以m甲:m乙=G甲:G乙=4:5，由，甲、乙两物体体积相同，所以甲:乙=m甲:m乙=4:5，故A错误；B将甲、乙两物体同时向支点移动一个格子，则对于杠杆左侧力与力臂的乘积为G甲（51）L=G甲4L，右侧为G乙1如图所示，O点表示杠杆的支点，其中错误的是2关于杠杆，下列说法中正确的是A动力臂一定等于支点到动力作用点的距离B动力臂不仅与动力作用点的位置有关，而且跟动力的方向有关C杠杆一定是直的D使用杠杆时可以省力同时又省距离3如图所示，杠杆处于平衡状态，下列
6、说法中正确的是A将支点两侧钩码都向右移动一格，杠杆仍平衡B在支点两边的钩码下各增加一个钩码，杠杆仍平衡C将支点左边加上二个钩码，右边加上一个钩码，杠杆仍平衡D将支点左边的钩码向左移动两格，将支点右侧的钩码向右移动一格，杠杆仍平衡4如图所示的工具在正常使用时，属于省力杠杆的是 A撬棒 B筷子 C食品夹 D天平5各种剪刀都是一对杠杆，要剪开较硬的物体，图中最合适的是A B C D6如图所示杠杆中，动力F的力臂是AOA BOC CAC DOB7中国人是使用筷子的专家，如图所示将AB这支筷子作为杠杆分析O点为支点，食指指头对筷子上的M点的压力FM（垂直于筷子）是动力，食物对筷子上的N点的挤压力FN（垂
7、直于筷子）是阻力，动力FM的力臂是AOA BOB COM DON8如图所示，是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置和操作图，乙图中在B点悬挂3个相同的钩码，关于此实验下列说法正确的是A若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节，才能使杠杆水平平衡B在乙图中只在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆水平平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆C在乙图中若只在D点挂3个相同的钩码，也可以让杠杆水平平衡D在乙图中为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由位置到位置的过程中，所需施加的拉力大小不变9如图是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把_点看作支点，此时夹子可近似看作_杠杆
8、（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。10拉杆式旅行箱给人们出行带来便捷，如图所示，使用时相当于一个_（选填“省力”或“费力”）杠杆；若箱和物品共重100 N，动力臂是阻力臂的4倍，则抬起拉杆的力F为_N。11如图所示，三角支架ABC固定在客厅墙上，已知AB长40 cm，AC长30 cm，一花瓶正好放置在AB中点处。A处螺钉能承受的最大水平拉力为40 N，为防止因A处螺钉松脱而支架绕C点倾翻，所放置花瓶的重力最大为_N（支架重力不计）。若花瓶的重力较大，放置时应尽量_（选填“靠近”或“远离”）墙壁可确保安全。12如图所示，AOB为机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆（自重不计），已知AO
9、=2OB固定O点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40 N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F=_N的力，在图上画出此时力的方向。13在图中画出在A点施加最小力F的示意图和动力臂L。14图中杠杆受力F，图中能表示力F力臂的是AOA段 BOB段 COC段 DAB段15如图所示，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平平衡状态，弹簧测力计的示数是5 N，OA=80 cm，AB=20 cm，则物体的重是A20 N B4 NC1.25 N D条件不足，无法判断16如图，O是杠杆的支点，为了提高重物，用一个跟杠杆始终保持垂直的力，使杠杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，在这个过程中，则A杠杆始
10、终是省力的 B杠杆始终是费力的C杠杆始终是等力的 D以上说法都不对17在“探究杠杆平衡条件”时，使用的杠杆如图所示：（1）实验前，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；（2）如果在杠杆的A处（左第四格）挂3个相同的钩码，则在B处（右第二格）要挂_个同样的钩码，杠杆才能仍然保持在水平位置平衡；（3）如果将A、B处的钩码都远离支点一个格，杠杆会向_端下沉。（选填“左”或“右”）18在探究“杠杆平衡条件的实验”中：（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于_或匀速转动状态实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是_。（2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆
11、上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为_。A一个人无法独立操作B力臂与杠杆不重合C力和力臂数目过多，不易得出结论D杠杆受力不平衡（3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是_N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时弹簧测力计的示数将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。19（2017广西四市卷）如图是我们使用的筷子，它已经成为中华民族的一种传统文化。下列关于筷子的说法不正确的是A正常使用的筷子属于省力杠杆B正常使用的筷子属于费力杠杆C筷子能夹起食物，说明筷子和食物之间有摩擦力D筷子能夹起食物，说明力能改变物体的运动状态20（2017
12、乐山卷）如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是A剪头发的剪刀B自行车的脚踏板C剪铁丝的手钳D自行车的刹车闸21（2017鄂州卷）到野外郊游时，小明和爸爸喜欢钓鱼。鱼上钩后，小明感觉鱼在水中时很轻，拉出水面后“变重”，在把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼受到的A浮力增大，鱼竿是省力杠杆B重力增大，鱼竿是省力杠杆C浮力减小，鱼竿是费力杠杆D重力减小，鱼竿是费力杠杆22（2017六盘水卷）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是A天平 B瓶盖起子 C食品夹 D钳子23（2017荆门卷）吊车应用了许多物理知识，如轮胎上有很多花纹，是为了_；吊起货物过程中，支撑臂和起重臂共同构成一个_（填“省力”或“费力”）杠杆；
13、吊车在行驶过程中驾驶员要系好安全带，主要是为了防止_带来的危害。24（2017贺州卷）如图所示是赛艇比赛，赛艇的浆是_杠杆，杠杆的平衡条件是_。25（2017长春卷）如图所示，是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。（1）实验前，杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母向_调节，使杠杆在水平位置平衡；（2）杠杆平衡后，在左侧挂两个钩码，每个钩码重1 N，在右端竖直向下拉着弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，如图所示，此时弹簧测力计的示数F=_N；（3）当弹簧测力计处于图中的斜拉位置时，若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F，应将钩码向_移动适当的距离。1D【解析】ABC、根据支点的概念，杠杆绕着转
14、动的固定点，图中所标注的O点都符合这一要求，故ABC均正确；D、动滑轮工作时相当于一个可以整体移动的省力杠杆，其支点是在左侧绳子与滑轮的接触点，而不是在滑轮的轴上，故D错误。故选D。2B【解析】A、动力臂是从支点到动力作用线之间的距离，不是动力作用点，错误；B、动力臂是从支点到动力作用线之间的距离，和动力作用点的位置与动力的方向都有关系，正确；C、杠杆是可以让某一固定点转动的硬棒，不一定是直的，比如钳子、扳手等等，错误；D、杠杆分为省力、费力、等臂三种杠杆省力杠杆费距离，费力杠杆省距离，等臂杠杆既不省力又不省距离，错误。故选B。4A【解析】A、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，
15、故A正确；B、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误；C、食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C错误；D、天平在使用时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故D错误。故选A。5B【解析】如图，要剪开较硬的物体，需要很大的力，因为要省力所以要选择省力杠杆，由图可知图B所示的剪刀符合要求。故选B。6A【解析】力臂是指从支点到力的作用线的距离，由图可知，动力F的作用线沿BA方向，则动力F的力臂是线段OA。故选A。7C【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，而不是“点”到“点”的距离。由图可知，OM与动力FM的作用线是垂直的，故OM为力臂。故选
16、C。8B【解析】A、由甲可知，杠杆左端下沉，则需要将平衡螺母向右调节，才能使杠杆在水平位置平衡，故A错误；B、若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，由于没有明确力的方向，动力臂可能小于阻力臂，则此时杠杆可能是费力杠杆，故B正确；C、左侧力与力臂的乘积3G4L=12GL；在D点挂3个相同钩码，右侧力与力臂的乘积3G3L=9GL，左右两侧力与力臂的乘积不相等，故杠杆不平衡，故C错误；D、为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由位置到位置的过程中，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力变大，故D错误。故选B。9B 等臂【解析】当用力摁住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，
17、故B为支点；由于AB=BC，故动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。学科*网10省力 25【解析】抬起拉杆的力F为动力，物品的重力为阻力，支点在下面，故动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆；由杠杆的平衡条件：F动L动=F阻L阻，可求得。1160 靠近1220 【解析】由题意可知，图中O为支点，A为动力作用点，OA就是最大的动力臂，过A点作OA的垂线，方向向下，如图所示，作出动力F。根据杠杆平衡条件FOA=GOB可得：。力的方向如下图所示：13【解析】力臂越长越省力，最长的力臂即支点O与作用点A的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可。如图所示：14C【解析】由图可知，力的作用线为F，而OC与力
18、F作用线垂直，此时支点O到垂足之间的距离OC为力F的力臂。故选C。15B【解析】由题知，OB=OA+AB=80 cm+20 cm=100 cm，杠杆处于水平平衡，FOA=GOB，。故选B。16D【解析】由于动力F始终与杠杆垂直，则动力F的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变；在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂从零逐渐增大；当L2L1时，杠杆为费力杠杆，因此杠杆先是省力的，后是费力的。故选D。17（2）6 （3）右18（1）静止状态 便于测量力臂 （2）C （3）1.8 变大【解析】（1）杠杆处于平衡状态，是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上
19、，便于直接从杠杆上测量力臂；（2）实验中，如图所示的方式悬挂钩码，杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果，采用这种方式是不妥当的。这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多，故选C；（3）图中所示的弹簧测力计的分度值是0.2 N，故示数为1.8 N；弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡时，动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，动力变大，弹簧测力计示数变大。19A【解析】筷子在正常使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误、B正确；C用筷子夹起食物，食物有向下滑动的趋势，则筷子对它有摩擦力的作用，说明筷子和食物间有摩擦力，故C正确；D用筷子夹起食物，使食物由静止变为运
20、动，说明筷子可以改变物体的运动状态，故D正确。故选A。20A【解析】剪头发的剪刀，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A正确；自行车的脚踏板在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B错误；剪铁丝的手钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误；自行车的刹车闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D错误；故应选A。21C【解析】把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼排开水的体积逐渐减小，根据F浮=液gV排可知鱼受到的浮力逐渐减小，而鱼的重力是不变的，由于钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力减去浮力；所以拉力逐渐变大，即感到鱼“变重”；钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，
21、是一种费力杠杆；由此发现可知选项C正确，故选C。22C【解析】天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，既不省力也不费力；瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；钳子在使用过程种，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故选C。23在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力 费力 惯性24费力 F1L1=F2L2【解析】由图示可知，赛艇的浆动力臂是小于阻力臂的，所以是费力杠杆，此杠杆的好处是可以省距离，杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2。25（1）右 （2）3 （3）右【解析】（1）实验前，杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡；（2）由图可知：OB:OA=2:3，根据杠杆的平衡条件可得，FOB=GOA，F=GOA/OB=2 N3/2=3 N；（3）斜向下拉时，阻力和阻力臂一定，动力臂变小，动力变大，所以，测力计的示数将大于3 N，要保持F大小不变，就得减小阻力臂，即应将钩码向右移动适当的距离。
