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(共41张PPT)
杠杆
中考复习专题
机械与人
滑轮及
其应用
杠杆
杠杆的平衡
杠杆的类型
定滑轮
动滑轮
滑轮组
功率
功
认识杠杆
定义
五要素
定义
不做功的三种情况
做功的两个必要因素
公式
定义
公式
物理意义
推导式
定义
计算公式
提高机械效
率的方法
动能
与势能
动能
势能
重力势能
弹性势能
机械能
及其转化
机械
效率
水能和风能的利用
导图
考点清单
一、认识杠杆
1、定义：在力的作用下能绕着________转动的硬棒．
2、杠杆五要素
(1)________：杠杆绕着转动的固定点(如图中的O点).
(2)________：使杠杆转动的力(如图中F1).
(3)阻力：________杠杆转动的力(如图中F2).
(4)动力臂：从支点到________作用线的距离(如图中l1).
(5)________：从支点到阻力作用线的距离(如图中l2).
固定点
支点
动力
阻碍
动力
阻力臂
二、杠杆的平衡
1、当杠杆在动力和阻力的作用下处于静止时，我们就说杠杆平衡了．
2、杠杆的平衡条件：动力×________＝________×阻力臂，即F1l1＝F2l2.
动力臂
阻力
三、杠杆的类型
种类 省力杠杆(F1为动力) 费力杠杆(F1为动力) 等臂杠杆
示意图
特点 省力________距离 ______力_______距离 _____力______距离
应用 用撬棒撬重物、用瓶盖起子起瓶盖等 用钓鱼竿钓鱼、用筷子夹菜等 天平、跷跷板等
费
费
省
不省
不省
实验
实验
探究杠杆的平衡条件(课标要求必做)
例　如图甲是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验装置．
设计与进行实验
(1)杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态．
图甲
平衡
(2)要使杠杆在水平位置平衡，需将杠杆两端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)侧调节．
(3)支点选择在杠杆中央的目的：消除________________对实验的影响；调节杠杆在水平位置平衡的主要目的：便于___________．
左
杠杆自重
测量力臂
用刻度尺测出杠杆两端到水平桌面的垂直距离，若距离相等，则说明杠杆处于水平平衡(答案合理即可)
(4)老师指出小明仅通过目测便判断杠杆处于水平平衡的方法不够严谨， 请你帮小明设计一个合理的方案判断杠杆是否处于水平平衡__________
_________________________________________________________________________________.
分析与论证
(5)在支点两侧悬挂钩码，改变钩码的________和钩码的位置，多次实验得到下表中的实验数据．
序号 动力F1 动力臂L1 阻力F2 阻力臂L2
1 6 5 5 6
2 5 10 10 5
3 4 15 6 10
4 2 20 4 10
数量
①分析发现表格设计存在缺陷，请指出_________________．
②由表格中数据可得出杠杆的平衡条件是___________________________
_____________.
评估与交流
(6)第4次实验后，用带杆的滑轮水平向
左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动)，如
图乙所示，不计摩擦，杠杆_____(选填“能”或“不能”)
在水平位置保持平衡，原因是：_____________________
________________________________________________.
右侧悬线对杠杆的拉力大小不变，方向变化，导致力臂变小，不满足平衡条件
乙
物理量均未带单位
F1L1＝F2L2(动力×动力臂＝阻力×阻力臂)
不能
(7)实验中小明思索：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由_____________
______________________________.
不影响，这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零
(8)小明和同学对实验过程交流、讨论后，按
图丙所示又进行了实验．老师肯定了他们的做法，并指
出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样
做改变了_____________________．在测量拉力F的力臂
时，他们有不同的意见，你认为拉力F的力臂应
为_____(选填“OA”“OB”或“AB”).
丙
力的方向(力臂的位置)
OB
(9)[创新装置]小华提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁中①装置进行探究，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为_____N．以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子的拉力为阻力 F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1L1总是________(选填“大于”“等于”或“小于”)F2L2，其原因可能是_______________ .　
受杠杆自重影响
2.3
大于
(10)[创新装置]其他同学用如图丁中②加宽的杠杆装置实验，此时杠杆处于平衡状态．若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段________(选填“OA”“OB”或“AB”)，此时杠杆________(选填“仍能”或“不能”)保持平衡．
①
②
③
丁
仍能
OA
(11)实验后，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，如图丁③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．
①
②
③
丁
2∶1　
右
命题点试题训练
命题点1
杠杆类型的判断
1.人们应用不同的简单机械来辅助工作，正常使用下列简单机械时说法正确的是(　　)
A. 筷子可以省距离
B. 所有剪刀都一定省力
C. 定滑轮可以省力
D. 撬棒越短一定越省力
A
2．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．如图所示，独轮车是我国古代优秀的科技发明成果，若车总重为300 N，与水平地面接触的总面积为3×10－3 m2，则它对地面的压强为________Pa；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．
1×105　　
省力
命题点2
杠杆平衡条件的应用
4．如图所示是吊车正在起吊货物的示意图．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
5. [模型建构—物理情境](多选)如图所示的情景展示了物理世界的平衡之美．用细线将铁锤悬挂在光滑的尺子上，锤柄末端紧贴尺面，尺子一端置于水平桌面边缘O点处，整个装置恰好处于平衡状态．若尺面水平且不计尺子和细线所受重力，下列说法正确的是(　　)
A. 尺子可以视为能绕O点转动的杠杆
B. 细线对铁锤的拉力与铁锤所受重力是一对平衡力
C. 细线对尺子的拉力大于锤柄末端对尺子的作用力
D. 尺子与铁锤组成的整体，其重心在O点的正下方
ACD
6. 杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，如捣米的舂、汲水的桔槔等，现今人们利用杠杆原理制造了更多的机械来帮助我们工作．
如图所示，移动式“塔吊”是现今建筑工地上普遍使用的起重设备，它的机架底安装有类似火车轮形状的轮子，可在水平地
面的轨道上短距离移动(图中A、B两点为轮子与轨道
的接触点)，从而增大“塔吊”的工作范围．而装配在
竖立高塔架上的水平起重架可看成绕固定轴转动的
杠杆，轴的两边为起重臂和装有配重的平衡臂(O点
为固定轴所在的位置).
请作答下列问题：
(1)若吊钩将重物吊升20 m的高度，用了50 s的时间，求重物上升的平均速度；
解：重物上升的平均速度为v＝ ＝0.4 m/s
(2)若要将质量为103 kg的重物匀速吊升，求吊钩对重物的拉力(不计拴货物的钢绳重)；
重物受到的重力为
G＝mg＝103 kg×10 N/kg＝1×104 N
将重物匀速吊升，重物受到的重力与拉力是一对平衡力，则吊钩对重物的拉力为F＝G＝1×104 N
(3)起重臂匀速吊升重物时，如要使起重架平衡，重物G、起重架自身的重力G0与各自力臂的乘积之和(即Gl＋G0l0)，须和配重Gb与其力臂的乘积(即Gblb)相等．若起重架自身的重力G0＝1.2×104 N，l0＝3 m，lb＝6 m，l＝12 m，当吊钩悬挂G＝2×104 N的重物时，起重架平衡，请计算配重的重力Gb是多大；
起重架平衡时满足Gl＋G0l0＝Gblb，
即2×104 N×12 m＋1.2×104 N×3 m＝Gb×6 m
解得Gb＝4.6×104 N
(4)我们发现“塔吊”安装好后，配重是保持不变的，吊升的重物增加时，整个机架不会向重物一侧倾倒；而没有吊升重物时，整个机架
也不会向有配重的一侧倾倒．若用GP表示“塔吊”的机架总重(包含起重架的重G0)，重心P的位置如图所示．请你利用杠杆平衡条件分析“塔吊”没有吊升重物时，整个机架不向配重一侧倾倒的原因．
没有吊升重物时，起重机可以看作是支点为A的杠杆，支架的总重力GP与支点A到机架总重力GP作用线的垂直距离(l总)的乘积和配重Gb与支点A到配重Gb作用线的垂直距离(lb′)的乘积相等，即GPl总＝Gblb′，所以整个机架不会向配重一边倾倒．
命题点3
杠杆作图
7. 中国古代人民为了抵御入侵，常在城池周围建造护城河，通过吊桥升降控制人员进出．如图是吊桥被拉起时的模型图，请在图中画出拉力F的力臂．
L1
8. 如图甲所示，清明假期，亮亮同学回到老家，看到工程队正施工埋电线杆，进行电网改造．亮亮发现他们挖的坑形很特别，如图乙所示．工程师告诉亮亮这种坑不仅省力，还能缩短移动的距离．要把图乙中的电线杆竖立到坑内，请你画出作用在杆上A点最小力的示意图．
l
F
试题训练
1. 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(　　)
B
2. [模型建构]周末，爸爸领着小梅玩跷跷板．当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是(　　)
B
3. 如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F.使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将(　　)
A. 先变大，后变小
B. 先变小，后变大
C. 一直是变大的
D. 一直是变小的
A
4. 如图所示是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图．小华若要更省力，下列做法可行的是(　　)
A. 支点不动，脚在杆上的位置前移
B. 将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C. 将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D. 将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
D
5. 如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB, 且OA长度为40 cm，AB长度为30 cm，在OA中点C处挂一质量为1 kg的物体，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则最小的力F是________N．(g取10 N/kg)
4
6. 如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景．把人体视为杠杆，O为支点，动力等效为F1.请画出F1的力臂L1.
L1
7. 建筑工人利用如图所示装置在马路上搬运建材，若O点是支点，要在A点用最小的力搬运建材，请画出最小动力F的示意图及其力臂L.
F
L
8. 在探究杠杆平衡条件的实验中，实验装置如图甲所示．
(1)先把质量均匀分布的杠杆置于支架上，支点为O，杠杆静止时的位置如图甲所示．则此时杠杆的重心在支点O的________(选填“正下方”“左下方”或“右下方”)，此时应该将平衡螺母向________调节，使杠杆在水平位置处于平衡状态．
右下方
左
(2)小明在实验中测得一组数据如下表，于是得出了杠杆的平衡条件：“F1l1＝F2l2”，你认为小明的做法是否合理，并说明理由：______________________________________________________________.
F1/N l1/cm F2/N l2/cm
2 6 3 4
不合理，只测量了一组数据便得出结论，结论不具有普遍性
(3)同桌小华用图乙装置探究杠杆的平衡条件，在不改变力臂的情况下，根据测量的几组实验数据描出5个数据点在图丙中，请你根据描出的点画出F1和F2的关系图像；由图像数据可知，杠杆处于水平平衡状态时总有“F1l1≠F2l2”，其原因是_____________________
_________________________________________．
支点不在重心处，杠杆自重对实验结果有影响
9. 如图是用道钉撬撬道钉的情景．道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200 N，动力臂l1为1.2 m(图中未画出)，阻力臂l2为0.06 m，不计道钉撬自身重力．求道钉对道钉撬的阻力F2的大小．
解：由杠杆平衡条件可知，
阻力F2的大小F2＝
＝4×103 N
10.“美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”．图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变．假如这一过程中行李箱(含箱内物体)受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2？你的判断是(　　)
A. F1可能，F2不可能
B. F1不可能，F2可能
C. F1和F2都可能
D. F1和F2都不可能
D
11. [模型建构]停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起．其中最省力的点是(　　)
A. A点
B. B点
C. C点
D. D点
D

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