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第十二章　机械与人
第1节　简单机械
1．定义：物理学中，在力的作用下能绕着①________转动的硬棒，就称为杠杆。
杠杆
固定点
2．杠杆的五要素
五要素
支点
杠杆绕着转动的点，用字母O表示
动力
使杠杆转动的力，用字母F1表示
阻力
阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示
动力臂
从支点到动力作用线的距离，用字母l1表示
阻力臂
从支点到阻力作用线的距离，用字母l2表示
3.杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡：在力的作用下，如果杠杆处于静止状态，我们就认为杠杆平衡了。
(2)杠杆的平衡条件：动力×②________＝③______×阻力臂，即F1l1＝F2l2。
动力臂
阻力
4．杠杆的分类及比较
类型
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
图示



力臂的大小关系
l1④____l2
l1⑤____l2
l1＝l2
力的大小关系
F1＜F2
F1＞F2
F1＝F2
特点
省力⑥____距离
费力⑦____距离
既不省力也不省距离
＞
＜
费
省
(教材图片)如图所示是古书《天工开物》中描述人们用“舂”来捣谷时的情景。若在A点悬挂的物重为60 N，OA∶OB＝4∶3，则“舂”是一个
______杠杆，捣谷人在B点至少需施加竖直向下____N的力(不计杆自重)；若要更省力，可以__________________________________________(写出一条措施即可)。
费力
80
将重物适当右移(或脚踩的地方适当右移)
滑轮的分类及特点
滑轮种类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
图示



定义
使用时轴固定不动的滑轮
轴可以随被吊物体一起运动的滑轮
把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组
实质
⑧______杠杆
⑨______杠杆
—
等臂
省力
滑轮种类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
特点
可以改变⑩______________，但不省力
可以?_______，但不能改变力的方向，且费距离
可以?_______，改变力的方向
s和h的关系
s＝?______
s＝?_______
s＝?_______
F和G的关系
F＝?______
F＝?___________
F＝?__________
注：(1)s为绳端移动的距离；h为重物移动的距离；
(2)F为绳端拉力大小；G为重物的重力；
(3)忽略绳重及摩擦
力的方向
省力
省力
h
2h
3h
G
1．在下列轻质的简单机械中，用10 N的拉力能将重15 N的物体竖直提起的可能是(　　)
①一个定滑轮　②一个动滑轮　③杠杆
A．①和② B．①和③
C．①②③ D．②和③
D
2．如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船需要的力很大，则应选用____(选填“甲”或“乙”)方案。(不计机械的自重及摩擦)
甲
常考命题点
1．选择杠杆中点为支点的原因：消除杠杆自重对实验的影响。
2．杠杆平衡调节：实验前，左高左调，右高右调，实验过程中______(选填“能”或“不能”)调节平衡螺母。
探究杠杆的平衡条件
不能
3．调节杠杆在水平位置平衡的目的：消除__________对实验的影响，便于测量______。
4．将钩码换成弹簧测力计的好处：可以直接测出拉力的大小，实验操作更方便。
5．测量多组实验数据的目的：避免实验的偶然性，使结论具有普遍性。
6．不能得出正确的实验结论的原因：杠杆的支点未在杠杆中点处；杠杆未处于水平平衡状态就读取力臂。
【实验结论】
7．动力×动力臂＝阻力×阻力臂(即F1l1＝F2l2)。
杠杆自重
力臂
小明和小红一起完成“探究杠杆的平衡条件”实验。
【猜想与假设】
猜想一：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
猜想二：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离。
【设计实验与进行实验】
(1)如图甲所示，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应向____(选填“左”或“右”)调节平衡螺母。
(2)如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，这样做是便于测量______；同时，他将记录的数据填入表格。
平衡
左
力臂
(3)改变钩码的______和钩码的位置重复上述实验两次，记录的数据如表。
实验次序
动力F1/N
O、B间距离/cm
阻力F2/N
O、A间
距离/cm
小明
1
1.0
5
0.5
10
2
1.5
10
1.0
15
3
1.0
10
2.0
5
小红和
小明
4
0.8
15
1.0
10
5
1.4
15
1.0
10
数量
【分析与论证】
根据小明同学的数据可验证猜想________(选填“一”“二”或“一和二”)是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的______进行实验。于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想____是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是________。通过以上探究，小明同学真正理解了力臂是支点到____________的距离。
一和二
方向
二
刻度尺
力的作用线
类型1　对杠杆类型的判断
1．(2022?毕节14题3分)下图是常用的一些工具，它给我们带来了很多便利。其中属于费力杠杆的是(　　)
杠杆
B
2．(2020?贵阳9题3分)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是(　　)
A．此时撬棒为等臂杠杆
B．应用此撬棒的主要目的是省力
C．力F的作用点靠近O点会更省力
D．应用此撬棒的主要目的是省距离
B
3．(2021?贵阳15题第2空1分)如图所示，独轮车是我国古代优秀的科技发明成果。将车把向上抬起时，独轮车可视为绕O点转动的______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
省力
类型2　杠杆作图
4．[2022?遵义31(2)题2分]人体中的某些部位具有杠杆的功能，图甲为人握住哑铃锻炼的情景，其简图如图乙所示。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。请在图乙中作出哑铃所受重力的示意图和拉力F的力臂L。
如答图所示。
类型3　杠杆的平衡条件及应用
5．(2019?贵阳10题3分)如图所示是吊车正在吊起货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是(　　)
A．撑杆对吊臂的作用力不断增大
B．钢绳对吊臂的作用力不断增大
C．撑杆对吊臂作用力的力臂不断增大
D．钢绳对吊臂作用力的力臂不断减小
D
类型1　对简单机械的理解
6．(2021?毕节14题3分)下列说法正确的是(　　)
A．使用杠杆一定可以省力
B．钢丝钳是费力杠杆
C．定滑轮是等臂杠杆，可以改变力的方向
D．滑轮组既可以省力也可以省功
滑轮
C
7．(2021?遵义23题3分)如图所示，水平桌面上物重分别为60 N、50 N的甲、乙两物体，由跨过定滑轮的轻绳相连。在20 N的水平拉力F作用下，两物体均做匀速直线运动，滑轮到两物体的轻绳均水平，且轻绳对乙物体的拉力大小为5 N。忽略滑轮自重及滑轮与绳间摩擦。下列分析正确的是
(　　)
A．乙所受到的摩擦力为0
B．甲对地面的压力大小为60 N
C．地面对甲的摩擦力大小为10 N
D．竖直墙面受到的拉力大小为20 N
C
类型2　滑轮相关作图
8．(2021?毕节31题2分)用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出最省力的绳子绕法。
如答图所示。

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