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1、【知识框架】一杠杆简单机械.杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果绕着固定点转动，这根硬棒 叫做杠杆(1) 支点：杠杆绕其转动的点，(2)(3)(4)(5)简单机械、滑轮三、斜面:，般用字母O表示该点。 动力：使杠杆转动的力，一般用字母Fi表示。阻力：阻碍杠杆转动的力，一般用字母F2表示。动力臂：从支点到动力作用线距离，一般用Li表示阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，一般用字母L2表示。( 1)杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动的状态。 (2 )杠杆的平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂，即 Fi Li= F2 L2Li> L2,此杠杆为省力杠杆，但费距离。 Li< L2,此杠杆为
2、费力杠杆，但省距离。Li = L2 ,此杠杆为等臂杠杆，既不省 距离也不费距离。总结：任何杠杆都不能又省力又省距离。2、杠杆的五要素:3.4.5.杠杆平衡条件v(i)省力杠杆：杠杆的类型 y ( 2)费力杠杆：.(3)等臂杠杆:厂i.滑轮的定义：周边有凹槽，能够绕着轴心旋转的轮子，叫滑轮( i)定义：在旋转的时候滑轮的轴心不动的滑轮叫定滑轮。2 定滑轮：=(2)实质：等臂杠杆，(3)作用：不省力，但能改变动力方向厂(i)定义：在旋转的时候滑轮的轴心随着物体的运动而变3.动滑轮：化的滑轮叫动滑轮j (2)实质：Li=2L2的省力杠杆，I (3)作用：省一半的力，但不能改变动力方向。4滑轮组(i)
3、定义：由动滑轮和定滑轮构成的组合叫做滑轮组。'(2)规律：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，I提起物体所用的力就是物重的几分之一。F =G/n 斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之几。斜面计算公式即F=G匕【中考例解】例题1如图1甲所示，轻质杆 0A可绕O点转动，B处悬 挂重物，A端用细绳通过顶部定滑轮被拉住时（定 滑轮质量及摩擦不计），整个系统静止，请在图中 画出杆0A所受各力的力臂解析：力臂是从支点到力的作用线的距离，先找到支点的置，可让 杠杆试着运动看它绕哪一点转动，这一点即为该杠杆的 支点（图中 0点）.力的作用线是通过力的作用点沿力的方向所画的直线，但作力臂时，应
4、根据实际情况来确定是否需要画力的作用线及应沿力的方向还是逆力的方向画力的作用线, 以本题为例，就不需要画力的作用线，由图示可以看出：轻质杆共受两个力的作用，即绳对杆斜向左上方的拉力 Fi，其大小等于 F,其方向沿绳向左上方；另一个是物体对杆向下的拉 力F2,其大小等于 G方向自B点竖直向下，故从支点到垂足的距离，分别是动力Fi和阻力图2L1和弹簧测力计拉力 F的力臂L23所示，调节杠杆使杠杆处于平衡F2的力臂Li和L2。如图1乙所示。例题2：某同学从市场买了一条 6kg的鱼，他想粗略验证鱼的质量, 他手中只有一支量程为 20N的弹簧测力计和一根均匀直尺， 在保证鱼的完整的情况下，请你设计一种验
5、证方法。解析：运用杠杆平衡条件，如图2所示，将直尺当杠杆，把直尺的一端放在桌子的边缘当支点，在直尺的另一端挂上弹簧 测力计，在直尺的适当位置挂上鱼，调节鱼的位置，使杠 杆平衡，利用杠杆的平衡条件可验证。读出此时鱼的力臂根据杠杆平衡条件可得：mgL= FL2m= Fb/GL例题3:将体积相同的铜块和铁块，分别挂在杠杆的两端，如图状态，若将两金属块同时浸没在水中时，则杠杆将图3图4A.仍保持平衡B.失去平衡，A端下降C.失去平衡，B端下降 D.无法判断解析：铜块和铁块的体积相同，铜的密度大，铜块的重力大于铁块的重力，由图知 Fa> Fb,由杠杆的平衡条件可知LaV Lb,同时浸没在水中时，由
6、阿基米德原理可知，受到的浮力相等，（Fa F浮）La将大于（Fb F浮）Lb,杠杆的A端下沉。答案：Bo例题4:如图4所示，不计滑轮及绳重，以及滑轮与绳之间的摩擦，水平拉力为F,物体的重力为 G且在水平面上匀速向右 滑动，物体所受的摩擦力的大小等于A. F B. G C. G2 D.F/2解析：通常我们使用动滑轮时，动力作用在绳子未端，阻力作用在轴上，此时使用动滑轮省一半力。此题中动力加在轴上，相当于前面的阻力，而此时作用 在绳子上的力与地面对物体的摩擦力相等，这个力相当于一般情况下的动力，因此可得关系f = F/2。解决此类问题时，一定要认清动滑轮的实质及受力的特点，须根据物体的运动特点 及
7、滑轮情况具体分析哪些力之间存在具体的关系，而不能误认为使用动滑轮时，所加的力F总等于物体重量的二分之一，即F=G2.答案：C例题4:要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来， 试在图5中画出最省力的绕绳方法。解析：使用滑轮组时，要使加在绳子末端的力最小，即最省力，在阻力一定的情况下, 就需承担总阻力的绳子段数最多，题中只 有一个动滑轮，绳子应结在动滑轮上，此 时承担阻力的绳子段数最多为 3段。答案：如图6所示。图5图6例题：根据图7所示的要求，画出滑轮组的绕法J MA 丁甲乙图8（忽略动滑轮重和摩擦）解析：绕制滑轮组时，应确定承担重物绳子的股数n的值，对于甲图n=2、乙图n=3、丙图n=4、丁图n=
8、5,然后根据“奇动偶定”的原则确定绳头的位置进行绕线。答案：各滑轮组的绕法如图 8所示。【能力训练】1. 下列应用杠杆原理工作的工具中，费力的是D 剪铁皮的剪子A .铡刀B .汽水瓶起盖器的使用C.钓鱼杆2. 下列关于杠杆的说法中，错误的是A.杠杆可以是直的，也可以是弯的B .动力、阻力使杠杆转动方向相反，但他们的方向不一定相反C. 支点可以在杠杆的端点，也可以在力的作用线之间D. 杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和3. 如图9所示。把一把米尺，在 0点支起，两边分别挂相同砝码各4个和2个，下列情况下，哪种情况还能保持平衡（）A 两边砝码组各向支点处移近一个格B .两边砝码组各向支点处移远一个格
9、图9D .两边钩码组各减少一半钩码4. 如图10所示的轻质杠杆 0A上悬挂着一重物 G, 0为支点,在A端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是（）A 此杠杆一定是省力杠杆B 沿竖直向上方向用力最小C 此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆；D 沿杆0A方向用力也可以使杠杆平衡5. 图11中，0为一根轻质杠杆的支点， 0A=2m , 0B=2 .5m, A点处挂着重100N的物体。若在 B端施加一个竖直方 向的力，使杠杆在水平位置上保持静止，则这个力的大小和方向是A . 20N，竖直向上 B . 20N，竖直向下C . 80N，竖直向上D . 80N，竖直向下6. 如图12用三个力沿不同的方向拉绳子
10、 ，则A . F1最大B . F2C . F3最大；D .一样大7. 如图13所示的装置处于静止状态，不计滑轮重量和摩擦的情况下，3和G2之比为（）A . 1:2 B . 1:1 C . 2:1 D . 4:18. 图14是用滑轮组把陷入沟里的汽车拉出来的两种方法，你看哪种方法更省力？（）A.甲图的方法B .乙图的方法C .两图的方法一样 D.无法比较9. 使用滑轮组时，拉起重物所用力大小决定于（）0图10图11图13A.定滑轮的个数.B.动滑轮的个数.C.定滑轮和动滑轮的个数.D .连接动滑轮绳子的条数.图1410. 使用如图15所示的装置来提升重物时，既能省力又能改变力的方向的装置是 A.
11、甲 B .乙 C .丙 D . 丁11. 在力的作用下，绕某一 转动的硬棒叫杠杆。 杠杆的五个要素是 、从支点到的距离叫动力臂。12. 用某杠杆匀速提起重物可以省五分之二的 力，这个杠杆阻力臂跟动力臂之比L2： L1 =AL, 宫口 T -1 L I I13.在“研究杠杆平衡条件”的实验中，要调节杠杆两端的螺母，使杠图16C 两边钩码组各减少一个钩码杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了便于14. 一个带有刻度的均匀杠杆，在中点支起，如图 处应挂N的钩码，杠杆才能平衡,同时挂100N的钩码，贝U A端将向_ 的测量。16所示。当在 B处挂300N的钩码时，在 A 杠杆平衡后，如果再在杠杆两侧钩码
12、的下面 转动。（填“顺时针”或“逆时针”）15. 使用滑轮不能省力，但可以改变 ;使用滑轮可以省一半力。就杠杆的力臂长短关系来看，定滑轮实际上就是杠杆，而动滑轮是 _ 的杠杆。16. 使用滑轮组时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮和重物被n股绳子吊起，所用的力就是_，其关系是Q17. 如图17所示，物体重 G=500N，滑轮重10N，当物体G匀速上升时，则挂钩B承受拉力为N ,挂钩A承受N的拉力，拉力F为N ,若绳子自由端向上拉动0.5m ,贝U物体向上移动m q18. 画出图18杠杆示意图中的动力臂和阻力臂。n图1719.若有三种独轮车如图18所示，请你挑选一下8哪一种最适合?图1820. 用一
13、根结实的绳子，在两根光滑木棒或竹竿上绕上几圈如图20所示，小朋友用力一拉,两位大力士竟撞在一起了。你信不信？试一试，并说明其中的道理Q21. 杠杆在生活及生产中无处不在，有省力的杠杆，也有省距离的杠杆请你说出几种你家厨房中的杠杆模型，并判断它们是省力杠杆，还是费力杠杆22. 古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图21所示。把桥面看成是长为10米，所受重力为3000牛的均匀杆OA，可以绕转轴 O点在 竖直平面内转动，在 O点正上方10米处固定 一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓 慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的 拉力为F!。当士兵们把吊桥拉起
14、到与水平面 的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5分钟（忽略绳子重力、滑轮半径和 摩擦），则：（l ） Fi： F2=。（2） 士兵们对吊桥所做功的平均功率是 瓦。23. 小柯积极参加体育锻炼。（1 ）图甲所示为小柯初学俯卧撑时的姿势，图22所示为他经练习后的俯卧撑姿势。图乙中小柯双手所受的支持力 （填“ >”、“=”或“ <”）图甲的情况。（2）图乙中，他的身体可作为一个杠杆，O点是支点。他的质量为 50千克，所受重力可视为集中在A点。将身体撑起时，地面对双手的支持力至少多大？若撑起时肩部上升 0.4米，他至少克服重力做多少功？（取 g=10牛/千克）图
15、2224. 杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的一种测量质量的工具。小林同学用一杆秤称一实心球的质量，如图所示。当杆秤在水平位置平衡时，秤砣拉线正好压在 4 kg的刻度线上。根据秤砣拉线、提纽和称钩所在秤杆的位置之间的距离的粗略关系，可以估测出秤砣的质量大约是多少？提纽險实心球=（500 牛X 0.8 米）（0.4 米+ 0.8 米）【参考答案】1 . C 2 . D 3 . D 4 . C 5 . C 6 . D 7 . A 8 . A 9 . D 10 . D11.固定点动力阻力支点动力臂阻力臂动力作用线的垂直距离12 .3 : 513 .力臂14 . 450逆时针15 .定滑轮 力的方
16、向 动 等臂 动力臂2倍于阻力臂的杠杆16. 物重的几分之一 ,1/n17. 19. 500250250118 .略19. C20. 略21. 筷子（费力杠杆）、火钳（费力杠杆）、锅铲（费力杠杆）、起子（省力杠杆）22. 答案：（1）（2） 250123（1） >（2）体重 G= mg= 50千克X 10牛/千克=500牛根据杠杆平衡条件 Fd1= F2I 2得：地面对双手的支持力 F1 = F2I2/I 1=Gl2/l 1=333.3 牛（或 333.33 牛、333 牛、1000/3 牛）克服重力做功 W= Fs= 333.3牛X 0.4米=133.3焦（或133.2焦、133焦、400/3焦）