资源简介

(共58张PPT)
　杠杆　滑轮
第三板块 能量
目录
CONTENTS
04 实验过关
02 回归教材
03 重难点过关
01 知识梳理
05 考点过关
06 综合提升
知 识 梳 理
01
一、杠杆
1.定义：在力的作用下能绕着　 　转动的硬棒。
固定点
2.杠杆的五要素(如图所示)：　 　(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)。
3.杠杆的平衡条件：　 　，即F1l1=F2l2
支点
动力
阻力
支点
动
阻力臂
动力×动力臂=阻力×阻力臂
分类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示
力臂的关系 l1　 　l2 l1　 　l2 l1　 　l2
力的关系 F1＜F2 F1＞F2 F1　 　F2
特点 省力，但费　 　 费力，但省　 　 不省力，不费力
应用举例 撬棒、羊角锤、开瓶器、钢丝钳 理发剪刀、钓鱼竿、镊子、筷子 天平、跷跷板、定滑轮
4.杠杆的分类(下表中F1、l1分别表示动力和动力臂，F2、l2分别表示阻力和阻力臂)
距离
距离
＞
＜
=
=
图示
二、定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点
实质 等臂杠杆(l1=l2) 省力杠杆(l1=2l2)
特点 可以改变力的方向，但不可以省力和距离 可以省力，但不可以改变力的方向，且费距离 既可以改变力的方向，又可以省力，但费距离
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)
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)
三、轮轴和斜面
1.斜面：与水平面成一定角度的平面，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大轮和小轮组成的简单机械，可以看成是杠杆的变形，如门把手、方向盘、井上的辘轳。
费距离
回 归 教 材
02
A.用羊角锤拔钉子 B.用钳子剪断铁丝
C.用开瓶器开汽水 D.用筷子夹食物
1.(RJ八下教材P104图改编)如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是(　 　)
D
2.(RJ八下教材P113图改编)旗杆顶端装有定滑轮，
升旗时旗手向下拉绳子，国旗冉冉升起。下列说
法正确的是(　 　)
A.旗手对绳的拉力一定等于国旗的重力
B.旗手对绳的拉力等于国旗重力的一半
C.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动的距离
D.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
C
3.(RJ八下教材P110练习改编)工人使用独轮车搬运砖块，相关信息如图所示。独轮车是　 　(选填“省力”或“费力”)杠杆，车体和砖块所受的总重力G=1 200 N，推车时，双手向上的力F=　 　N；如果将这些砖块偏向车体前部装载，推车时，双手向上的力为F'，则F'　 　(选填“＞”“=”或“＜”)F。
省力
300
＜
4.(RJ八下教材P114图改编)如图甲所示，利用
滑轮组将重为90 N的物体在30 s内匀速提升
3 m，则绳子自由端移动的距离为　 　m，
若不计滑轮重、绳重和摩擦，则知拉力F为
　 　N，拉力做功的功率为　 　W。若
将同一重物用图乙所示的滑轮组在30 s内匀
速提升3 m，则绳子自由端移动的距离为　 　m，拉力F为
　 　N，拉力做功的功率为　 　W。
6
45
9
9
30
9
5.(RJ八下教材P115科学
世界改编)人们往卡车上
装载较重的货物时，常
常会在车尾斜搭一块木
板形成斜面，如图甲所
示，沿斜面把一个重50 N的物体匀速拉上车，所用拉力F=
40 N，斜面长5 m，高3 m，物体运动的速度为0.1 m/s，拉力F所做的有用功为　 　J，拉力F的功率为　 　W。如图乙所示的盘山公路可以看成一个　 　，行驶的汽车在上坡时能够　 　，但同时费距离。若一辆卡车沿盘山公路匀速开到山顶，卡车在此过程中的机械能　 　(选填“增大”
“减小”或“不变”)。
150
4
斜面
省力
增大
重 难 点 过 关
03
重难点1　杠杆的作图
【例1】(1)(2025·遂宁)如图(a)，拉行李箱时，可将行李箱视为杠杆，图(b)是其简化图，O为支点，A为行李箱的重心。请在图(b)中画出重力的示意图以及拉力F的力臂l。
答案图：
(2)(2025·凉山)如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全地取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
答案图：
(3)(2024·大庆)如图所示，杠杆处于平衡状态，画出球A所受重力的示意图(重心在球心处)和力F的力臂l。
答案图：
【名师点拨】(1)规范化要求：杠杆的力臂用实线双箭头或虚线加大括号表示。(2)作图依据：力臂定义：支点到力的作用线的(垂直)距离。注意动力与阻力的作用点都在杠杆上。阻力和阻力臂一定时，对于动力，动力臂越大，越省力。
重难点2　杠杆的分类
【例2】(2025·四川)使用各种简单机械，可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是(　 　)
A.筷子 B.托盘天平 C.钳子 D.镊子
C
重难点3　滑轮组、轮轴和斜面
【例3】根据要求完成问题：(不计滑轮与绳子的重力及摩擦)
(1)根据图甲、乙、丙、丁中加在绳子自由端的力与滑轮组所提重物的重力G之间的关系，画出绳的绕法。已知：F1=G，F2=G，F3=G，F4=G。
答案图：
(2)观察图戊、己中滑轮组，完成填空：F5=　 1　G，F6=　 　G。
【名师点拨】滑轮组绕线的画法，应注意以下几点：1.绳子需画直；2.每个滑轮绳子只绕一次，不重复、不交叉；3.定滑轮和动滑轮个数相同时，绳子头从动滑轮上开始绕线最省力，但不改变力的方向；从定滑轮上开始绕线能改变力的方向。
【例4】(2023·广东)明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
(1)如图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照　 　(选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的　 　点。
(2)设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90 N。使周长为3 m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功为　 　J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为　 　N。(不计井绳的粗细和自重)
(3)如图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用　 　(选填“①”或“②”)。
省力
B
90
30
①
实 验 过 关
04
实验：探究杠杆的平衡条件
1.在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图甲所示的位置。
(1)为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向　 　(选填“左”或“右”)移动，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是　 　。
左
方便测量力臂
(2)如图乙，调节好杠杆，若每个钩码重为2 N，需要在a处挂
　 　个钩码。
(3)如图丙，调节好杠杆，若每个钩码重为2 N，用弹簧测力计在M处竖直向上拉动杠杆，使其水平平衡，则弹簧测力计的读数为　 　N。
(4)如图丙，当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时，用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变　 　，这是因为　 　。
1
3
大
动力臂变小了
(5)有的同学按现有方案得出如下结论：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。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中(　 　)
A.没有改变力的大小
B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点
D.没有改变平衡螺母的位置从而让杠杆在水平位置重新平衡
(6)乙同学用图丁装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，实验结果与杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是　 　。
杠杆存在自重
B
(7)图戊是古代护城河上安装的吊桥示意图，人通过定滑轮将吊桥缓慢拉起，在刚开始拉起吊桥到吊桥竖直的过程中，拉力的力臂变化是　 　，拉力与其力臂的乘积变化情况是　 　。
(8)在探究杠杆平衡条件的实验中，多次测量收集并分析数据主要是为了(　 　)
A.减小摩擦
B.使每组数据更准确
C.多次测量取平均值减小误差
D.获取多组实验数据归纳出物理规律
先变大后变小
变小
D
(9)如图己所示，将弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆始终在水平位置保持平衡，该过程中弹簧测力计的示数
　 　。(填字母)
A.变大 B.变小 C.先变大再变小 D.先变小再变大
D
(10)课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当的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，如图庚所示，则力臂l1∶l2=
　 　。若同时从两边各取走一枚硬币，则杠杆的　 　端将下沉。
(11)学习了杠杆的知识后，小明设计了一个实验，利用杠杆可以测得金属块B的密度，如图辛所示：
①将一根材质均匀的细直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一
2∶1
右
个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物A挂在硬棒上的位置为E；
②用刻度尺测出OE的长度L1；
③把金属块B浸没在水中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；
④用刻度尺测量出OD的长度L2；
⑤已知水的密度为ρ水，利用已知量和上述步骤中测量出的物理量，可写出金属块B的密度的表达式ρB=　 　。
跨学科实践：制作简易杆秤
2.(2025·达州)中药房使用的杆秤，在我国有几千年的历史。如图甲所示，盘中置物，手提提纽。右移秤砣，使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动。请你根据活动过程，完成下列问题：
(1)制作原理：杆秤是根据　 　制成。如图乙，用轻质木棒作为秤杆，细线系上一个质量为m的物体作为秤砣，空小盆挂在A点作为秤盘，在O点挂粗绳作为提纽，　 　点相当于杠杆的支点。
(2)图乙中，秤盘内未放称量物，调节秤砣位置使杆秤水平平衡，在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记，该标记处对应的刻度为　 　g。
(3)图乙中，当称量物质量增大时，秤砣应向　 　(选填“左”或“右”)移动。
杠杆平衡条件
O
0
右
(4)为了增大杆秤测量范围，可采用　 　(选填“增大”或“减小”)秤砣质量的方法。
(5)该小组设计了一个测量秤砣密度的方案：在图乙中取下秤盘后，A端悬挂秤砣，在C端施加竖直向下拉力F1时，木棒水平平衡，如图丙；把秤砣浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中，液体深度变化0.02 m，液体对容器底部压强变化了
160 Pa，在C端施加竖直向下拉力F2时，木棒再次水平平衡，如图丁。已知F1∶F2=11∶10。秤砣密度为　 　kg/m3(整个过程秤砣不吸液，液体未溢出，秤砣与容器底未接触，g取
10 N/kg)。
增大
8.8×103
考 点 过 关
05
考点1　杠杆的作图
1.(2024·深圳)图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端受到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出：
(1)飞鸟S经水面反射形成的虚像S'；(2)拉力F对应的力臂l(O是支点)。
答案图：
2.(2025·资阳)俯卧撑是一项经典的自重训练运动，无需器械即可进行，能有效锻炼上肢、胸肌和核心肌群，深受健身爱好者和普通人的喜爱。如图所示，是某同学做俯卧撑锻炼身体的情形。若将人体视为一个杠杆，O点为支点，A点为该同学的重心，B点为地面对手的支持力F的等效作用点，请在图中画出他所受的重力G、支持力F的示意图及各自对应的力臂l。
答案图：
考点2　杠杆的分类
3.(2025·宜宾)如图，下列工具使用过程中通常属于省力杠杆的是(　 　)
A.食品夹 B.开瓶器 C.赛艇的船桨 D.鱼竿
B
考点3　杠杆平衡条件的应用及计算
4.(2025·黑龙江)如图所示，将重为G的均匀木棒竖直的悬挂于O点，在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F，让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置，则阻力臂将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)，动力F将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
变大
5.如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢往水平方向拉升的过程中，力F的大小将(　 　)
A.变大 B.不变 C.变小 D.不能确定
A
考点4　滑轮
6.(2025·广东)升旗时，利用旗杆顶部的定滑轮可以(　 　)
A.省力 B.省功 C.省距离 D.改变拉力方向
D
7.(2025·南充)如图所示，重为100 N的物体在水平拉力F为
10 N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10 s内向左移动了10 m，则拉力所做的功为　 　J，滑轮组有用功的功率为
　 　W。
300
12
综 合 提 升
06
1.(2025·云南)《天工开物》中记载了
我国古代的井上施工装置，其简化模
型如图所示，O为支点，OM∶ON=
1∶2，M端用绳子悬挂重200 N的物
体，在N端用竖直向下的拉力在1 s内
使物体缓慢上升了0.5 m，忽略杠杆和
绳的自重，下列说法正确的是(　 　)
A.该杠杆是费力杠杆
B.杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400 N
C.M端绳子拉力对物体做功为100 J
D.M端绳子拉力对物体做功的功率为50 W
C
2.(2025·广州)图a所示的斜拉桥，可逐步简化成图b、c、d的模型。
(1)以O点为支点，在图d中作出F1、F2的力臂l1、l2；
(2)为了减小钢索承受的拉力，可适当　 　(选填“升高”或“降低”)钢索悬挂点在桥塔上的高度，理由是：　 .
.
　。
答案图：
升高
阻力与
阻力臂的乘积不变，根据杠杆的平衡条件，增大动力臂，可减
小钢索承受的拉力
3.(2025·深圳)枧枧同学用如图甲所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注：实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前，枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上，她发现杠杆静止时情况如图甲所示，此时枧枧同学判断杠杆处于
　 　(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)欣月同学指出：在探究实验的过程中，必须把杠杆调到水平位置平衡，这样做的目的是便于测量　 　。
平衡
力臂
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，得到实验数据如下表：
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 1.5 10.0 1.0 15.0
4 2.0 15.0 1.5 20.0
龙龙同学通过分析表格中的数据，可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说：生活中用钢丝钳剪钢丝，与实验　 　中原理相同。
(4)一鸣同学认为，仅用人眼来确定杠杆是否水平，这样做不够科学。请任选实验器材，运用物理知识，写出判断杠杆水平的实验过程和方法。　 .
.
　。
将重垂线固定在杠杆的支点上方，使
1
重垂线自然下垂。观察杠杆，若杠杆与重垂线垂直，则杠杆水
平；若不垂直，则杠杆不水平
(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件，如图丙，已知OA∶
OB=2∶9，秤砣质量为100 g，则重物所受的重力为　 N。
(g取10 N/kg)
4.5
4.(2025·广东)桥梁设计需考虑材料受热膨胀。小明设计实验，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系。
(1)初始时金属棒A、B的长度和横截面积均　 　。
(2)如图所示装置可用来测量金属棒受热时微小的伸长量。激光笔固定在杠杆右端，杠杆可在竖直平面内转动；标尺竖直放置，通过激光点在标尺上移动的距离来反映金属棒的伸长量。
①开始时，将金属棒上端固定并保持竖直，下端轻触杠杆，杠杆和激光束在同一水平直线上，光点在标尺“0”刻度处。
②加热金属棒，光点会在标尺上向　 　(选填“上”或“下”)移动。用A、B棒进行实验，实验数据见表。其中，dA、dB分别表示A、B棒在不同温度t时，光点在标尺上的刻度值。
实验序号 1 2 3 4 5
t/℃ 25.0 40.0 55.0 70.0 85.0
dA/cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31
dB/cm 0 1.73 3.44 5.18 6.89
上
③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越
　 　；温度升高相同时，金属棒　 　(选填“A”或“B”)的伸长量更大。
(3)金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，可采取的做法是　 .
　(写1种即可)。
大
B
变小
将支点O向左移动
(或将标尺向右移)
5.(2023·深圳)如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图2中已知其中BO∶OC=1∶5，木料的体积为4 m3，木料的密度为0.5×103 kg/m3。(g取10 N/kg)
(1)求木料所受重力？
解：木料的体积为4 m3，木料的密度为0.5×103 kg/m3，则木料所受重力G=mg=ρVg=0.5×103 kg/m3×4 m3×10 N/kg=
2×104 N。
(2)如图2，在B端有一木料对绳子的力F1为1×104 N，当F2为大时，木料刚好被抬起？
解：在B端有一木料对绳子的力F1为1×104 N，由杠杆平衡条件可得F1×OB=F2×OC，
由于BO∶OC=1∶5，
则木料刚好被抬起时，力F2大小
F2===2×103 N。
(3)随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木料，已知提升的功率为P=10 kW，那这个吊车在10 s内可以将该木料提升的高度为多高？
解：提升的功率为P=10 kW，由P==Fv得，吊车匀速向上提起木料，拉力大小等于木料重力，则提升速度
v===0.5 m/s，
吊车在10 s内可以将该木料提升的高度h=vt=0.5 m/s×10 s=5 m。

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