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(共50张PPT)
杠杆　滑轮
基础知识梳理
一、杠杆(11年11考)
1．定义：在力的作用下能绕着________转动的硬棒。
2．杠杆的五要素：______ (杠杆可以绕其转动的点O)、______(使杠杆转动的力F1)、______ (阻碍杠杆转动的力F2)、动力臂(从______到____力F1作用线的距离l1)、________ (从支点到阻力F2作用线的距离l2)，如图1所示。
3．杠杆的平衡条件：_________________
_______________，即F1l1＝F2l2。
固定点　
图1
支点　
动力　
阻力　
支点　
动　
阻力臂　
动力×动力臂＝
阻力×阻力臂　
4．杠杆的分类(下表中F1、l1分别为动力和动力臂，F2、l2分别为阻力和阻力臂)
名称 力臂关系 力的关系 特点 应用举例
省力杠杆 l1____l2 F1＜F2 省力，但费______ 撬棒、羊角锤、开瓶器、钢丝钳
费力杠杆 l1____l2 F1＞F2 费力，但省______ 理发剪刀、钓鱼竿、镊子、筷子
等臂杠杆 l1____l2 F1____F2 不省力、不费力 天平、跷跷板、定滑轮
＞　
距离　
＜　
距离　
＝　
＝　
二、定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点(11年8考)
图示
力臂关系 l1＝l2 l1＝2l2
动力大小 (不计绳重和摩擦) F1＝G F2＝________ (不计滑轮重)
F3＝____，F4＝____
(不计滑轮重)
动力方向 改变 ________ 既可以改变，也可以不改变
绳子自由端移动的距离s s＝h s＝2h s＝nh(n是吊着动滑轮的绳子段数)
实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆
不改变　
三、其他简单机械(11年1考，2012年考查斜面)
1．斜面：与水平面成一定夹角的倾斜平面，是一种省力、________的简单机械，如：盘山公路。
2．轮轴：由具有共同转动轴的轮组成的简单机械，可以看成是杠杆的变形，如：门把手、方向盘、扳手。
费距离　
强化训练
1．(YH素材)在建筑工地上，我们有时会看到工人借助滑轮把物料缓缓地提起来，如图1所示(不计摩擦和滑轮重)，下列说法正确的是(　　)
A．图甲用的是动滑轮
B．利用图甲的滑轮不能省力
C．利用图乙的滑轮可以改变力的方向
D．利用图乙的滑轮可以省功
B　
图1
2．(RJ素材)如图2所示，赛船的船桨是一种杠杆，属于______(选填“省力”或“费力”)杠杆，手移动的距离______(选填“大于”“小于”或“等于”)桨在水中移动的距离。
费力　
小于　
3．(RJ素材)小明用独轮车搬运石头，车箱和石头的总质量是120 kg(g取10 N/kg)，独轮车的有关尺寸如图3所示，推车时，下列说法正确的是(　　)
A．独轮车是费力杠杆
B．动力臂是70 cm
C．阻力臂是0.3 m
D．人手竖直向上的力F的大小是400 N
C　
图3
4．(YH、RJ素材)用如图4所示的滑轮组提升重200 N的物体，动滑轮重10 N，不计绳重和摩擦，物体上升的高度h为1 m，则绳子自由端通过的距离s为___m，拉力F的大小为____N。
3　
　　
图4
70　
5．(YH素材)请画出图5中各种器具的力臂。(注意：力臂应该是支点O到力的作用线的距离)
答图1
如答图1所示
例1　(2017广东)如图2所示，利用羊角锤撬起钉子，请你在羊角锤A点处画出所能施加的最小动力F1，并画出阻力F2的阻力臂l2。
易错易混点
杠杆的力臂作图
图2
答图1
如答图1所示
技巧规律
1.(2018广东)如图3所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂l。
图3
答图2
如答图2所示
2．(2022苏州)在图4中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F。
图4
答图3
如答图3所示
例2　用图5所示的四种方式分别拉动同一物体沿相同水平地面匀速移动，拉力分别为F1、F2、F3、F4，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则(　　)
易错易混点
滑轮及滑轮组的作用力分析
C　
A．F1＜F2＜F3＜F4 B．F1＞F2＞F3＞F4　　
C．F4＞F1＞F2＞F3 D．F4＝F1＞F2＞F3
图5
技巧规律　拉力F的计算：
(1)判断绳子段数n。
方法：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段数是几段，则n就是几。
(2)计算拉力F的大小。
3.图6中加在绳子自由端的力与滑轮所提重物的重力G之间的关系：(不计滑轮与绳子的重力及摩擦)
(1)F1＝____G；(2)F2＝____G；
(3)F3＝___G；
(4)F4＝____G。
图6
1　
实验突破
★探究杠杆的平衡条件(11年2考)
例题　同学们探究“杠杆的平衡条件”时选用了刻度均匀的匀质杠杆和重约1 N的钩码若干。
【基础设问】
(1)实验前，如图7－甲所示，杠杆静止，此时杠杆____(选填“是”或“不是”)处于平衡状态。接下来应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调，使杠杆在______位置平衡，目的：①__________________________；②____________ ______________。
图7
是　
左　
水平　
减小杠杆自重对实验的影响　
方便在杠杆
上直接读出力臂　
(2)杠杆调节平衡后，开始实验。在A处悬挂2个钩码，如图7－乙所示，此时应在C处挂___个钩码，才能使杠杆再次水平平衡。
(3)挂上钩码后，小亮认为也可以调节平衡螺母使杠杆平衡，这种做法是______(选填“正确”或“错误”)的。
(4)小明按照正确的步骤进行实验，并记录了实验数据，如表。
根据表中数据可以得出F1、l1、F2、l2的关系为____________。
(5)实验中测量多组数据的目的是___________________________ _________。
1　
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 2 6 3 4
2 1 8 2 4
3 3 8 6 4
图7
错误　
F1l1＝F2l2　
得出普遍规律(或避免实验的
偶然性)　
【素养设问】
(6)图8－甲是小聪利用弹簧测力计做某次实验的情景，已知杠杆每格长5 cm，钩码每个重0.5 N，请将弹簧测力计的示数填入下表。
动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
______ 0.15 3.0 0.10
3.8　
图8
上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是________________。
动力臂测量错误　
拓展设问　如图8－乙所示，若在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数___(选填字母)。
A．变大　　　 B．变小　　
C．先变大再变小　　 D．先变小再变大
D　
图8
(7)实验中，若用弹簧测力计在杠杆的支点处施加一个力，______ (选填“会”或“不会”)影响到杠杆的平衡，理由是_______________。
(8)小亮进行了如图8－丙所示的实验，发现当杠杆水平平衡时，得出的数据与小明得出的杠杆平衡条件不相符，原因可能是______________________。
不会　
该力的力臂为0　
杠杆自重对实验有影响　
考点强化
【课标要求】2.2.6 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
3．3.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
4．2.5 探究杠杆的平衡条件。
1．(2022聊城)下列工具，在使用的过程中，属于费力杠杆的是(　　)
考点
杠杆的分类
A　
2．爱劳动的小明春节去给外婆家拜年时，想和爸爸一起去果园修理果枝，他从家里的工具箱里翻出了下面几种剪刀(如图所示)，选择哪一种最为合适(　　)
C　
3．(2022遵义)人体中的某些部位具有杠杆的功能，图9－甲所示为人握住哑铃锻炼的情景，其简图如图9－乙所示。肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力F，使手臂绕肘关节O转动，请在图9－乙中作出哑铃所受重力的示意图和拉力F的力臂l。
考点
杠杆的力臂及其作图(8年8考)
图9
答图4
如答图4所示
4．(2019广东)如图10所示，拉杆式行李箱在拉力F的作用下静止在斜坡上，请画出行李箱受到的重力G的示意图，以及拉力F对O点的力臂l。
图10
答图5
如答图5所示
5．如图11所示，在C点用力把桌腿A抬离地面时，桌腿B始终没有滑动，请在C点画出最小作用力F的示意图，并作出F的力臂l。
图11
答图6
如答图6所示
6．港珠澳大桥被誉为“新世界七大奇迹”之一，其主桥为三座大跨度钢结构斜拉桥，兼备安全、美观与实用。图12－甲所示为部分桥段，该桥段可逐步抽象成图12－乙、丙、丁所示的杠杆模型。下列说法正确的是(　　)
考点
杠杆的平衡条件及其应用(8年8考)
图12
A．A点为该杠杆模型的支点
B．AB为力F1的力臂
C．桥塔的高度越高，钢索对桥面的拉力越小
D．在桥面上行驶的汽车，位置越靠近桥塔，钢索对桥面的拉力越大
答案：C
7．如图13，两人合提一重物，物体的质量为40 kg(g取10 N/kg)，在距男生0.8 m，距女生1.2 m处平衡。设棒重可忽略，则男生向上提的力为(　　)
A．160 N
B．240 N
C．320 N
D．360 N
B　
8．(2022包头)如图14所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB。在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是(　　)
A．F的大小为物重的2倍
B．物重增加5 N，F的大小也增加5 N
C．物体悬挂点右移，拉力F会增大
D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
C　
图14
9．(2021广东)杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，图15是小明制作的杆秤的示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10 kg，秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，
AB、BC、BE的长度如图所示(g取
10 N/kg)，则
图15
(1)提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？
解：(1)提起B处秤纽时，此秤的称量最大。
答：(1)B处；
图15
(2)秤砣质量为多少？
答：(2)秤砣质量为0.4 kg；
图15
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时，D与C之间的距离为多少？
答：(3)D与C之间的距离为0.25 m。
图15
10．(2022广东)在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
考点
探究杠杆的平衡条件(8年1考)
图16
(1)小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图16－甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向____调节。
右　
(2)如图16－乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5 N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为__________时，拉力最小，大小为___N。
(3)课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图16－丙所示，则力臂l1∶l2＝______。若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的____端将下沉。
竖直向下　
2　
2∶1　
右　
图16
11．(2022广东)分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是(　　)
考点
滑轮及滑轮组(8年7考)
A　
12．(2018广东)A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图17－甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图17－乙的虚线框内悬挂B物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)(　　)
A．1个
B．2个
C．3个
D．4个
B　
图17
13．如图18，某同学要用滑轮组将陷入泥中的汽车拉出来，请画出最省力的绕绳方法。
图18
答图7
如答图7所示
14．(2019广东)如图19所示，质量为960 kg、底面积为0.5 m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动石材A，使其在20 s的时间内匀速向墙靠近了4 m，水平拉力F＝500 N，不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10 N/kg。求：
图19
(1)石材A对水平地面的压强；
答：(1)石材A对水平地面的压强为1.92×104 Pa；
图19
(2)石材A在运动过程中受到摩擦力的大小；
解：(2)绳子对石材A的拉力：F拉＝2F＝2×500 N＝1 000 N
由于石材A做匀速直线运动，根据二力平衡，石材A受到的摩擦力：f＝F拉＝1 000 N
答：(2)石材A在运动过程中受到的摩擦力的大小为1 000 N；
图19
(3)拉力F的功率。
答：(3)拉力F的功率为200 W。
图19

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