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(共44张PPT)
第二篇　物质科学（一）
第19课时　简单机械
一、杠杆
知识点1　指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂
1. 杠杆的定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以
是直的，也可以是弯的。
2. 杠杆的五要素： 、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
3. 动力和阻力的方向不一定相反，但作用效果一定相反。
支点　
知识点2　绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示
1. 力臂是 的距离，而不是支点到力的作用点的距离。
2. 作力臂的步骤：
a.找出支点O的位置；
b.画出动力作用线和阻力作用线；
c.从支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段即为 和 。
支点到力的作用线　
动力臂　
阻力臂
知识点3　概述杠杆的平衡条件
1. 杠杆保持 或 状态，称为杠杆平衡。
2. 杠杆平衡的条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即 。
静止　
匀速转动　
F1l1＝F2l2　
知识点4　应用杠杆的平衡条件解决简单的问题
杠杆 类型 力臂 关系 平衡时力的关系 优缺点 应用
省力 杠杆 l1＞l2 省力，费距离 撬棒、瓶盖起子等
费力 杠杆 l1＜l2 F1＞F2 ，省距离 镊子、火钳等
等臂 杠杆 l1＝l2 F1＝F2 不省力，不省距离 天平、定滑轮等
F1＜F2
费力　
知识点5　指认人体中的杠杆
1. 人的头颅——等臂杠杆。
抬头时，可以在颈部找到杠杆，杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩
提供动力，头颅的重力是阻力。这个杠杆几乎是个 杠杆。
等臂　
2. 人的手臂——费力杠杆。
肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是 力，手拿的重物的重力
是 力，显然我们的前臂是一种 力杠杆。虽然费力，但是可以省
距离（少移动距离），提高工作效率。
动　
阻　
费　
3. 走路时的脚——省力杠杆。
脚掌前部是支点，人体的重力就是 力，腿肚肌肉产生的拉力就
是 力。这种杠杆可以克服较大的体重。
阻　
动　
1. 如图是教室壁挂式实物展台示意图，MN为展示台，PQ为连杆拉住展示
台，m为展示物。以下是展示台承载展示物时杠杆的示意图，其中正确的是
（　A　）
A. B. C. D.
A
2. “认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。
如图甲是某饮水器水龙头的结构示意图，A是固定的出水口，B是一根手柄，
C是一根连接在阀门上的杆，由弹簧将它拉紧，O1是连接B、C的一根销钉。
可将手柄简化为一根杠杆，手柄与A的接触点O2为支点，下压手柄，C就上
升，阀门打开，水会流出；放手后，C自动恢复原位，水龙头关闭。
（1）请在图乙中画出动力F1的力臂l1。
【答案】如图
（2）正常使用手柄取水时，手柄属于 杠杆。
省力　
3. 为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图
乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2m。“门吸”与O位
置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示（摩擦力忽略不计）。
（1）关门所需的最小力F是 N。
4　
（2）在图乙中画出F的作用点和方向。
【答案】如图
二、滑轮
知识点6　辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组
1. 定滑轮：工作时轴固定不动的滑轮，如图甲。
2. 动滑轮：工作时轴发生移动的滑轮，如图乙。
知识点7　知道定滑轮和动滑轮的特点
类型 实质 力的关系 （F，G） 距离的关 系（s，h） 作用
定滑
轮 等臂杠杆 F＝G s＝h 改变力的方向
动滑
轮 动力臂是阻力臂两倍的杠杆 s＝ 省力
滑轮
组 / F＝ s＝nh 既可以省力，也可以改变力的方向
2h　
G　
知识点8　知道滑轮组的特点（限于两个滑轮的滑轮组）
1. 滑轮组：由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。
2. 特点：既能改变力的 ，也能 。
方向　
省力　
知识点9　使用滑轮组（限于两个滑轮的滑轮组）解决简单的问题
　　使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子拉物体，拉物体所用的力F就是物重的n
分之一，即F＝ ，n表示拉物体绳子数。
G/n　
4. 如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一
次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个
相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计），
下列四套装置中能实现的是（　D　）
D
5. 简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾
桶进行了简易改装（如图甲）。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。
图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为
绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。
根据图乙回答下列问题：
（1）定滑轮的作用是 。
（2）该状态下的桶盖属于 （选填
“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
改变力的方向　
省力　
6. 反思是一种良好的学习品质。
（1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施
加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只
要满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小
宁的想法正确吗？请说出你的理由。
【答案】小宁的想法不正确。如果硬棒AB在F1的作用下绕固定点O发生转动的方向，与在F2的作用下绕固定点O发生转动的方向相同，那么即使F1×d1＝F2×d2成立，硬棒AB也不可能保持静止状态或匀速转动。
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使
用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即
使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足
一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
【答案】条件：物重G大于动滑轮重G动（G＞G动）　证明过程：在不计绳重和摩擦的情况下，F＝，因为F＜G，所以＜G，得出G＞G动。
高频点1　认识杠杆
例1　如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　B　）
A. 瓶盖起子 B. 食品夹 C. 核桃钳 D. 起钉锤
B
1. 如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方
向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够
正确表示动力臂的是（　B　）
A. l1 B. l2 C. l3 D. l4
B
高频点2　杠杆平衡条件的应用
例2　建筑工地上，工人利用杠杆提起重物。如图所示，杠杆AOB在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知OA∶OB＝3∶1，物体的重力为1600N，与地面的接触面积为400cm2，此时物体对水平地面的压强为2.5×104Pa。若工人的重力为700N，则工人对地面的压力为 N，工人最多能拉起 N的重物（杠杆与绳的自重、转轴上的摩擦均不计）。
500　
2 100
2. 小华发现一只虫子在长50cm、质量10g的刻度尺上向右爬行，她将刻度尺
右端伸出水平课桌边缘23cm，如图所示，当虫子爬行到距刻度尺右端3cm处
时，刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为（g＝10N/kg，刻度尺质量
分布均匀，不考虑虫子的长度）（　A　）
A. 1g B. 3g C. 7g D. 10g
A
高频点3　杠杆的动态平衡分析
例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　）
A
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
3. 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（　D　）
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. 撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大
D. 钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
D
高频点4　动、定滑轮的特点
例4　高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电
线的良好接触。如图为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的
坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的
拉力大小为 N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向
左移动了 cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
1×104　
15　
4. 如图所示，物体A、B分别重20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦
忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体
A，使物体A向左做匀速直线运动，则（　B　）
A. F＝20N B. F＝10N
C. F＝5N D. F＝30N
B
【提醒】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据动力臂最大时
最省力找出动力臂是本题的关键。
例5　如图所示，将长为1.2m的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右
两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3m。在A端挂一个重
为30N的物体，在B端挂一个重为G的物体。
（1）若G＝30N，台面受到木棒的压力为 N。
（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于 N。
（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为
N。
60　
90　
10～90
第19课时　简单机械
1. 为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多路口都安装了悬
臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是
（　D　）
A. B.
C. D.
D
2. 用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手
分别握在扳手上A、B、C三个位置拧动螺丝，最省力的位置是（　C　）
A. A位置 B. B位置
C. C位置 D. 一样省力
第2题图
C
3. 小明使用筷子夹菜时，发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对
其中一根筷子做了分析，如图所示。以下选项错误的是（　D　）
A. F1为动力 B. L1为动力臂
C. F2为阻力 D. L2为阻力臂
第3题图
D
4. 小实在家利用甲、乙两个衣架组装成滑轮组进行实验。如图所示，小实将重
为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m。（不考虑衣架、绳子的自重和摩擦）下列说
法正确的是（　C　）
A. 甲相当于定滑轮，可以省力
B. 乙相当于动滑轮，可以改变力的方向
C. 自由端绳子通过的距离为2.5m
D. 拉力的大小是0.5N
　第4题图
C
5. 周末，小明在家进行大扫除，如图所示为小明竖直向上施力抬起沙发时的
情景。已知沙发的质量为50kg，沙发的重心在其中心位置，重心上升的高度
为20cm，g取10N/kg。下列说法正确的是（　C　）
A. 沙发扶手的高度约为50dm
B. 小明抬沙发时，沙发相当于一个费力杠杆
C. 在图示位置静止时，小明对沙发的力为250N
D. 小明对沙发做的功为200J
第5题图
C
6.如图所示，将重为G的均匀木棒竖直地悬挂于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　
第6题图
7. 小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤砣构成，如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，秤杆在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物，将秤砣移至距O点30cm的B处时，秤杆水平平衡，则重物质量为 g；往秤盘中再增加20g的物体，秤砣需要从B处移动 cm才能维持秤杆水平平衡。
600　
1　
第7题图
8. 如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以
凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC＝CD＝DB，左端重
物G＝12N。当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕 （选
填“C”或“D”）点翻转。为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力的最小值F1
＝ N，最大值F2＝ N。（杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计）
D　
6　
24　
　第8题图
9. 如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以
O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线
上。
第9题图
（1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说
明理由：
；若衣服重为3.6N，则此支持力最小值为 N。
（2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F；②画出拉力F的力臂l。
【答案】如图
同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此
动力最小　
4　
10. T形杠铃是一种常见的健身器材，由底座和一个可以绕固定轴旋转的杠铃
组成（如图甲），使用时，双手将杠铃反复拉起即可锻炼背部和手臂肌肉。
小金在使用T形杠铃健身时，通过探究“杠杆的平衡条件”，寻找增加锻炼强
度的方法。
第10题图
请回答：
（1）若实验前杠杆静止在图乙位置，此时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。
（2）实验中保持左侧钩码个数及位置不变，多次改变右侧钩码个数及位置，
收集数据并在坐标系中绘制出动力臂L1与动力F1的关系图像如图丙所示，由图
像可知：图像中每个点与两坐标轴围成的面积 （选填“相等”或“不相等”）。
（3）图丁中，手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直。此时，杠铃为 （选填
“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
（4）若锻炼时人做功的功率越大，锻炼强度也越大。结合本实验探究提出一
条可增加锻炼强度的措施是
。
平衡　
相等　
费力　
将手抓杠铃的位置靠近支点或将杠铃片远离支点
一点或适当增加杠铃片重量（写出一点即可）　
感谢观看！
Thank you!

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