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第十一章 简单机械
杠杆的应用
第1节
第2课时
02
会利用杠杆平衡原理进行简单计算。
01
知道杠杆的分类和应用。
杠杆的应用
一
①特点：动力臂大于阻力臂，省力费距离。
o
F1
F2
使用省力杠杆时，动力移动的距离A0A大于阻力移动的距离BB0，即费距离。
因为l1＞l2，所以F1 ＜F2，即省力。
根据杠杆的平衡条件：F1 l1=F2 l2
1. 省力杠杆
②生活中的一些省力杠杆：
o
F1
F2
使用费力杠杆时，动力移动的距离h1小于阻力移动的距离h2，即省距离。
F1
F2
h2
h1
因为l1＜l2，所以F1 ＞F2，即费力。
根据杠杆的平衡条件：F1 l1=F2 l2
①特点：动力臂小于阻力臂，费力省距离。
o
2. 费力杠杆
②生活中的一些费力杠杆
扫把
镊子
船桨
①特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，不费距离不省距离。
o
F1
F2
使用等臂杠杆时，动力移动的距离等于阻力移动的距离，即不省距离也不费距离。
因为l1=l2，所以F1=F2 ，
即动力等于阻力。
根据杠杆的平衡条件：F1 l1=F2 l2
3. 等臂杠杆
②生活中的等臂杠杆
定滑轮
托盘天平
跷跷板
杠杆分类 力臂关系 省费力、距离情况 应用举例
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
省力费距离
省距离费力
不省力也不省距离
撬棍、扳手、钢丝钳
天平、跷跷板
镊子、鱼竿、筷子
l1＞l2
l1＜l2
l1=l2
4. 总结：杠杠的分类
筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一，如图所示，使用筷子时虽然费力但省距离，下列工具在使用中也能省距离的是（ ）
A B C D
C
解析　用托盘天平称量质量的过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，不能省距离；用核桃夹夹核桃的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离；用食品夹夹鸡蛋的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，省距离；用撬棒撬物体的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离。故选C。
植树活动中，两位同学用1.2m长的轻竹竿抬水图(a)。水和桶总重为120N，水桶挂在视为水平的轻竹竿的A处，距后面同学0.5m。求：后面同学抬水所用的力的大小。(竹竿的重力忽略不计，两位同学各自对竹的力的作用点之间的距离近似认为是1.2m)
解：由题意，水和桶的重力之和G=120 N，动力臂l1=BC=1.2 m，阻力臂l2=AB=1.2 m-0.5 m=0.7 m。
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，Fl1=Gl2
因此，F===70 N。
1.下列工具在正常使用时，属于费力杠杆的是（　　）
A
A．筷子
B．园艺剪
C．活塞式抽水机的手柄
D．水龙头的扭柄
解析　筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意；
园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
活塞式抽水机的手柄在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
水龙头的扭柄在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。
2.劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻(一头重一头轻)，在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是(　　)
A.肩膀应该靠近“轻的一头”
B.肩膀应该靠近“重的一头”
C.肩膀应该居于扁担正中间
D.挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐
　子向上运动同时另一个筐子向下运动
B
解析　为了使扁担处于水平平衡状态，根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可知，重的一头动力大，动力臂应减小，肩膀应该靠近“重的一头”，故A、C错误，B正确；
由于挑着担子走路时，扁担仍需保持平衡，则两侧力臂应同时增大或减小，故“闪动”时两个筐会同时向下或向上运动，故D错误。
3.杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。如图所示，O为杆秤提纽，OA=8 cm，秤砣质量m=0.2 kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得OB=32 cm，则鱼的质量为(g取10 N/kg)(　　)
A.1.0 kg B.0.8 kg
C.0.6 kg D.0.4 kg
B
解析　杆秤可视为杠杆，O是支点，当杆秤在水平位置平衡时，
根据杠杆的平衡条件可得G鱼×OA=G秤砣×OB
则鱼受到的重力为：
G鱼====8 N
鱼的质量为：
m鱼===0.8 kg
4.(2024·盐城盐都区月考)如图所示，支点为O，手持弹簧测力计竖直向上拉轻质杠杆，使其处于平衡状态，弹簧测力计的示数是10 N，OA=30 cm，AB=20 cm，则该杠杆属于　　　(选填“省力”或“费力”)杠杆，物体重　　N，在弹簧测力计沿顺时针方向转过60度角的过程中其示数变化情况为　　　　　(选填“先增大后减小”“不变”或“一直增大”)。
费力
6
一直增大
解析　O为支点，动力臂OA小于阻力臂OB，所以此杠杆为费力杠杆；
由题知，OB=OA+AB=30 cm+20 cm=50 cm，
因杠杆处于水平平衡，所以F×OA=G×OB，
则G===6 N。
在弹簧测力计沿顺时针方向转过60度角的过程中，力臂一直变小，故弹簧测力计的示数一直增大。
5.图中的轻质杠杆OA长50 cm，可绕支点O转动，A端用细线竖直向上拉着，离O点30 cm的B点挂一重为20 N的重物。当杠杆在水平位置平衡时，求：
(1)细线上拉力的大小；
解：由题知，G=20 N，OA=50 cm，OB=30 cm，根据杠杆平衡F1l1=F2l2
可得F×OA=G×OB
即F×50 cm=20 N×30 cm
解得细线上拉力F=12 N
(2)保持细线的位置不变，当细线的拉力变为20 N时，移动重物至距离O点多少cm处才能使杠杆重新平衡。
解：保持细线的位置不变，则拉力的方向不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可得F′×OA=G×OB′
即20 N×50 cm=20 N×OB′，解得OB′=50 cm
即移动重物至距离O点50 cm处，杠杆重新平衡。

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