專項分類06簡單機械（解析版）

八年級物理下學期期末復習必刷分類專項訓練（人教版）

居知識點詳解

一、目標要求

1.理解：杠桿的平衡條件及其杠桿的應用；定滑輪、動滑輪和滑輪組的工作特點；機械效率的

概念；

2.認識：杠桿；定滑輪、動滑輪和滑輪組；什么是有用功、額外功和總功；

3.會：畫杠桿的示意圖（動力與動力臂、阻力與阻力臂）；進行有關滑輪計算；進行有關機械

效率的計算。

4.能：從常見的工具中與簡單機械中識別出杠桿；利用杠桿平衡條件進行簡單計算；分析滑輪

的應用實例。

5.通過實驗探究理解動滑輪力與距離特點；通過測量滑輪組機械效率加強對機械效率的理解。

二、知識體系

荏力的作用下能繞著固定點轉動的次棒

什么的杠桿芻一（1）“硬棒”泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體；

1（2）杠桿可以是直的，也可‘反京任何形狀■的。

支點：杠桿繞著轉動的點（。）

動力：使杠桿轉動的力F、

杠桿五要素（一點、二力、二管）阻力：阻礙杠桿轉動的力吊

動力臂：從支點到動力的作用線的距離4

阻力臂：從支點到阻力作用線的距離4

動力X動力臂=阻力X阻力臂

杠桿平衡條件~--------------------------

-------------------|砧=芻4

省力杠桿：動力臂〉阻力臂

杠桿的應用與分類［費力杠桿：動力臂V阻石瓦

等臂杠桿：動力臂=阻力萬"

周邊有糟，中心有一轉動的輪子

滑輪

因為滑輪可以連續旋轉，因此可看作是能夠連續旋轉的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析

定義：工作時，中間的軸固定不動的滑輪

定滑輪實質：是個等臂杠桿。

特點：不省力，但可改變力的方向。動力移動的距離與重物移動的超離相等

定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪

實質：是一不動力臂為阻力臂二倍的杠桿。

動滑輪

特點：省一半力，但不能改變力的方向。動力移動的距離是重物移動距離的2倍

定義：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成

簡單機械

特點：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用

滑輪組的力就是物重的幾分之一（不計動滑輪和繩子重力、摩擦）。

動力移動的距離S和重物移動的距離h的關系是：使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子吊著物體，

提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的n倍，即5=*。

斜面是一種可以酒力的簡單機械，但卻費距離。

斜面當斜面高度h一定時，斜面L越長，越省力（即F越小）；當斜面長L相同時，斜面高h越小，越國力

（即F越小）；當斜面L越長，斜面高h越小時，越省力（即F越小）。

對機械、活動有用的功

有用功分工（提升重物）:/用=8=%-%外=7%

斜面：/用=型

并非需美但討得不做的功

額外功公式（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）:%

斜面：%=立

總功：有用功加額外功或動力所做的功

:機械效率I總功公式：印總=/用+/=FS=/用

斜面：W6=fL+Qh=Fl

機械效率是反映機械性能的優劣的重要標志之一

定義：有用功跟總功的比值。機械效率計算公式：”置1x100%

滑輪組（《：直方向提升物體）：?Gh

（G為物重，h為物體提.升高度，F為拉力，S為繩子自由端走的距離）"F

滑輪組（水平方向技動物體）：~fl_

滑輪組機械效率（f為摩擦力，I為物體移動距離，F為拉力，S為繩子自由端走的距離）*/

斜面的機械效率：“一絲

（h為斜面高，S為斜面長，G為物重，F為沿斜面對物體的鼻生”亙

影響機械效率的因素：影響滑輪組機械效率的因素是物重，其次才是滑輪重、繩重和摩擦。

三、知識點概覽

★知識點一：杠桿

1.杠桿：在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。

(1)“硬棒”泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體。

(2)杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。

2.杠桿的五要素：(1)支點：杠桿繞著轉動的固定點，用字母“0”表示。它可能在棒的某一

端，也可能在棒的中間，在杠桿轉動時，支點是相對固定；(2)動力：使杠桿轉動的力叫動力，用

“FJ表示；(3)阻力：阻礙杠桿轉動的力叫阻力，用“F?”表示；(4)動力臂：從支點到動力作

用線的垂直距離，用表示；(5)阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離，用“4”表示。

注意：無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。一般情

況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉動的力叫做動力，而把阻礙杠桿按照需要方向

轉動的力叫阻力。

力臂是點到線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。力的作用線通過支點的，其力臂為零,

對杠桿的轉動不起作用。

※知識拓展一：杠桿作圖

畫力臂方法:一找支點、二畫線、三連距離、四標簽。

(1)找支點0；

⑵延長力的作用線(虛線)；

⑶畫力臂(實線雙箭頭，過支點垂直于力的作用線作垂線)；

⑷標力臂。

※知識拓展二：杠桿五要素的理解

(1)杠桿可以是直的，也可以是彎的。，但在外力的作用下不能變形。例如：撬棒、蹺蹺板、抽

水機、手柄等。

(2)定義中的力，是指作用在杠桿上的動力和阻力，且動力和阻力使杠桿轉動的方向一定是相反

的，但動力和阻力不一定相反。

(3)杠桿在力的作用下，繞固定點轉動而不是平動。

(4)不論動力和阻力，杠桿都是受力物體，作用于杠桿的物體都是施力物體。

(5)阻力繞支點轉動的方向與動力繞支點轉動的方向相反。

(6)不可把從動力作用點到支點的距離作為動力臂，或把從阻力作用點到支點的距離作為阻力

※知識拓展三：杠桿支點的辨別方法

支點是相對于杠桿不動的點，但支點一定在杠桿上，支點不一定與動力作用點和阻力作用點在

同一直線上，也不一定在動力作用點和阻力作用點之間。若讓力的作用線恰好過支點，則力臂是零,

這個力不能使杠桿轉動。

★知識點二：杠桿作圖

杠桿示意圖的畫法：

(1)根據題意先確定支點0;

(2)確定動力和阻力并用虛線將其作用線延長；

(3)從支點向力的作用線畫垂線，并用L和L分別表示動力臂和阻力臂；

第一步：先確定支點，即杠桿繞著某點轉動，用字母“0”表示。

第二步：確定動力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應向下用力，畫出此力即為動力用“FJ

表示。這個力B作用效果是使杠桿逆時針轉動。而阻力的作用效果恰好與動力作用效果相反，在阻

力的作用下杠桿應朝著順時針方向轉動，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向下，用“F?”表示如圖

乙所示。

第三步：畫出動力臂和阻力臂，將力的作用線正向或反向延長，由支點向力的作用線作垂線，

并標明相應的“L”“1」，"L”“I?”分別表示動力臂和阻力臂，如圖丙所示。

★知識點三：杠桿平衡條件

(1)杠桿的平衡：當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。

(2)杠桿的平衡條件實驗

-t-cn

圖（4）圖（5）

1）首先調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當杠桿在水平位置平

衡時，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置平衡，讀力

臂的數值就沒有圖（5）方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時，我們才能夠直接從杠桿上讀出動

力臂和阻力臂的大小，因此本實驗要求杠桿在水平位置平衡。

2）在實驗過程中絕不能再調節螺母。因為實驗過程中再調節平衡螺母，就會破壞原有的平衡。

（3）杠桿的平衡條件：動力義動力臂=阻力X阻力臂，或FJLFJZ。

【知識拓展】探究杠桿平衡條件

1.實驗內容

【實驗目的】杠桿平衡條件實驗驗證。

【實驗器材】鐵架臺、帶刻度的杠桿、鉤碼。

【實驗原理】動力X動力臂=阻力義阻力臂。

【實驗步驟】一、組裝、調節杠桿，使橫梁平衡（調節杠桿兩端的平衡螺母）。

二、用細線在左右兩端懸掛數量不同的鉤碼，左為動力，右為阻力。固定動力臂和動力不變，

選取適當的阻力（鉤碼個數），移動阻力位置，直至杠桿平衡。分別記錄動力、動力臂和阻力、阻

力臂，并計入表格。

三、重復上述步驟兩次（要求每次必須改變動力和動力臂），并計入表格。

四、分別計算每次試驗的動力X動力臂和阻力X阻力臂，填入表格。

五、實驗表格

動力X動力

次數動力動力臂阻力阻力臂阻力X阻力臂

臂

1

2

3

六、整理器材。

【實驗結論】動力義動力臂=阻力X阻力臂。

2.考查內容

考查方向解答思路

試驗前杠桿不平衡應如何調節調節兩端平衡螺母

橫梁不在水平位置，左端翹起平衡螺母左移

杠桿的支點在中間位置目的為了消除杠桿自重影響

兩側掛上鉤碼后判斷是否平衡根據平衡條件判斷

力或力臂的計算根據杠桿平衡條件進行計算

★知識點四：杠桿的應用

1.省力杠桿：動力臂L＞阻力臂12,則平衡時Fl＜F2,這種杠桿使用時可省力（即用較小的動

力就可以克服較大的阻力），但卻費了距離（即動力作用點移動的距離大于阻力作用點移動的距離,

并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動的距離大）。

2.費力杠桿：動力臂阻力臂則平衡時件＞握，這種杠桿叫做費力杠桿。使用費力杠桿

時雖然費了力（動力大于阻力），但卻省距離（可使動力作用點比阻力作用點少移動距離）。

3.等臂杠桿：動力臂L=阻力臂Iz,則平衡時FFF?,這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既

不省力，也不費力，即不省距離也不費距離。

既省力又省距離的杠桿時不存在的。

※知識拓展：杠桿應用

解決杠桿平衡時動力最小問題:此類問題中阻力X阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力

臂最大，要使動力臂最大需要做到①在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠;②動力方向應該是

過該點且和該連線垂直的方向。

★知識點五：滑輪

1.滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉動的輪子叫滑輪。因為滑輪可以連續旋轉，因此可看作是

能夠連續旋轉的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。

根據使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。

2.定滑輪

（1）定義：工作時，中間的軸固定不動的滑輪叫定滑輪。

（2）實質：是個等臂杠桿。

軸心0點固定不動為支點，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r,根據杠桿的平衡條件可知,

因為重物勻速上升時不省力。

（3）特點：不省力，但可改變力的方向。

所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力能得到一個與該力方向不同的力。

（4）動力移動的距離與重物移動的距離相等。

對于定滑輪來說，無論朝哪個方向用力，定滑輪都是一個等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重

力G。（不計繩重和摩擦）

★知識點六：動滑輪

1.定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪。

2.實質：是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿。

3.特點：省一半力，但不能改變力的方向。

4.動力移動的距離是重物移動距離的2倍。

對于動滑輪來說：1）動滑輪在移動的過程中，支點也在不停地移動；2）動滑輪省一半力的條

件是：動滑輪與重物一起勻速移動，動力件的方向與并排繩子平行，不計動滑輪重、繩重和摩擦。

★知識點七：滑輪組

1.定義：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成。

2.特點：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所

用的力就是物重的幾分之一，即歹=,6物（條件：不計動滑輪、繩重和摩擦）。

n

注意:如果不忽略動滑輪的重量則：E=J（G物+G滑）。

n

3.動力移動的距離S和重物移動的距離h的關系是：使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子吊著物

體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的上倍，即S=nh。

4.繩子端的速度與物體上升的速度關系：%="V物o

※知識詳解：認識滑輪組

1.滑輪組：滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成，可以達到既省力又改變力作用方向的

目的。使用中，省力多少和繩子的繞法有關，決定于滑輪組的使用效果。

2.滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是總重的幾分之一。

使用滑輪組雖然省了力，但費了距離，動力移動的距離大于重物移動的距離。

3.滑輪組的用途：為了既節省又能改變動力的方向，可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。

4.幾個關系（滑輪組豎直放置時）：（1）s=nh；（2）F=Gfi/n（不計摩擦）；其中s：繩端移

動的距離，h：物體上升的高度，G總：物體和動滑輪的總重力，F：繩端所施加的力n：拉重物的繩

子的段數（F=l/nX（G物+G動））o

在繞時遵循：奇動（滑輪）偶定（滑輪）的原則：根據F=（l/n）G可知，不考慮摩擦及滑輪重，

要使2400N的力變為400N需六段繩子，再根據偶定奇動原則，有偶數段繩子，故繩子開端應從定滑

輪開始，因為要六段繩子，所以需要三個并列的整體動滑輪，對應的，也需要三個并列的定滑輪，

從定滑輪組底部的勾勾處繞起，順次繞過第一個動滑輪，第一個定滑輪，第二個…直到最后一段繩

子繞過第三個定滑輪，此時繩子方向即向下，且會使拉力為400N（不考慮摩擦與滑輪重）。

★知識點八：斜面

1.斜面是一種可以省力的簡單機械，但卻費距離。

2.當斜面高度h一定時，斜面L越長，越省力（即F越小）；當斜面長L相同時，斜面高h越

小，越省力（即F越小）；當斜面L越長，斜面高h越小時，越省力（即F越小）。

★知識點九：機械效率

1.有用功：對機械、活動有用的功。

公式：W有用=Gh（提升重物）=W,&-Ws=i]W,fi;斜面：W有用=Gh?

2.額外功：并非需要但又不得不做的功。

公式：W*W總一W有用=6動卜（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）；斜面：Ws=fLo

3.總功：有用功加額外功或動力所做的功。

公式：W,a=W<ffl+Wffi=FS=W有用/n；斜面：W,a=fL+Gh=FLo

4.機械效率：有用功跟總功的比值。機械效率計算公式：7=5^x100%o

喝

5.滑輪組的機械效率（不計滑輪重以及摩擦時）

（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：11=—（G為物重，h為物體提升高度，F為拉力，S為繩

FS

子自由端走的距離）。

（2）滑輪組（水平方向拉動物體）：（f為摩擦力，/為物體移動距離，F為拉力，S為

FS

繩子自由端走的距離）。

6.斜面的機械效率：〃="（h為斜面高，S為斜面長，G為物重，F為沿斜面對物體的拉力）。

※知識詳解：機械效率

1.根據人們使用機械的不同，有用功的計算也不盡相同。例如：若使用機械的目的是提升重物,

那么克服物體的重力做的功就是有用功。如果使用機械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物

體與水平面間的摩擦力做的功就是有用功。

2.如果有用功不變，我們可以通過減小額外功（減少機械自重、減少機械的摩擦）來增大機械效

率；如果額外功不變，我們可以通過增大有用功來提高機械效率；（例如，在研究滑輪組的機械效

率時，我們會發現同一個滑輪組，提起的重物越重，機械效率越高，就是這個道理）；當然了，如

果能在增大有用功的同時，減小額外功更好。

3.滑輪組機械效率影響因素：影響滑輪組機械效率的因素是物重，其次才是滑輪重、繩重和摩

擦。無論你用同一滑輪組吊起一根繡花針或一個重量遠遠大于動滑輪的重物，你都需要把動滑輪舉

上去，還要克服繩重與摩擦，前者額外功遠遠大于有用功，其機械效率幾乎為零，后者額外功在總

功中占的比值就小得多，所以物重越大，機械效率就越高。

主要因素：物體重力一定時，動滑輪越重，機械效率越低，動滑輪重一定時，物體重力越大，

機械效率越高。

機械效率是反映機械性能的優劣的重要標志之一。總功等于有用功與額外功之和，因而有用功

只占總功的一部分。顯然，有用功所占比例越大，機械對總功的利用率就越高，機械的性能就越好。

※知識拓展：提高合滑輪組機械效率的方法

1.影響滑輪組機械效率的因素滑輪組是人們經常使用的簡單機械，用同一滑輪組提升物體G升

高h時，滑輪組對物體做的功為有用功，而人對滑輪組的拉力F做的功為總功，F移動的距離s=nh（n

為與動滑輪相連繩子的段數），則滑輪組的機械效率〃=耳里=0=￡；

叱總FnhnF

若不計摩擦力，而動滑輪的重為G',那么提升動滑輪做的功就是額外功，則滑輪組的機械效

率還可表示為〃=」里=———=—1—=——1——。討論這個表達式可知，對于同一

%（G〃+G'〃）（G+G'）（l+G'/G）

滑輪組（G'一定），提升重物越重，滑輪組的機械效率越高；而提升相同重物時，動滑輪越少、越輕

的滑輪組，機械效率越高。

2.提高滑輪組機械效率的方法

（1）減小額外功在總功中占的比例。可采取改進機械結構、減小摩擦阻力等方法。如可使滑輪組

在滿載情況下工作，以增大有用功在總功中的比例，在滑輪的轉軸中加潤滑油，以減小摩擦阻力，

或減小滑輪組中動滑輪的自重等，即在有用功一定的情況下，減小額外功，提高效率。

(2)增大有用功在總功中所占的比例，在額外功不變的情況下，增大有用功的大小。

(3)換用最簡單的機械。

考題與備考

☆考點1：杠桿分類

考點概述：判斷杠桿種類的方法

(1)通過動力臂和阻力臂的大小關系判斷：對于較復雜的杠桿，可先在圖上找到動力臂和阻力

臂，然后比較力臂的大小關系；

(2)從應用目的上進行判斷：省力杠桿一般在阻力很大的情況下使用，以達到省力的目的；而

費力杠桿在阻力不大的情況下使用，目的是省距離。

典例1：如圖所示的工具中，屬于費力杠桿的是()。

【解析】A.瓶蓋起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；

B.天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，既不是省力杠桿也不是費力杠桿，故B不符合題意;

C.鑲子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故C合題意；

D.汽車方向盤屬于輪軸，在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。

故選Co

典例2：下圖所示的用具中，屬于費力杠桿的是()。

剪子

【答案】A?

【解析】A.鑲子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿;

B.鉗子在絞鐵絲過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；

C.起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；

D.剪刀在剪斷毛線過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；故選A。

☆考點2：杠桿作圖

考點概述：畫力臂的方法

(1)找到支點，確定力的作用點和方向；

(2)作出力的作用線；

(3)從支點向力的作用線作垂線段；

(4)標出力臂。

典例3：如圖所示，輕質杠桿的/點掛一個重物G,繩的拉力為K,。為杠桿的支點。請在杠

桿8端畫出最小的動力人并畫出其力臂Z,使杠桿在圖中位置平衡。

【解析】根據杠桿平衡的條件可得，阻力和阻力臂不變，動力臂越長，越省力，當力月作用在

8點，并且與桿垂直時，力臂最長為Z,最省力，如圖所示：

G

典例4：如圖所示，利用杠桿幺。3撬動重物M,。為杠桿支點，4為杠桿的動力臂，現杠桿處于

水平位置平衡。

(1)作出杠桿動力片的示意圖；

(2)作出重物M對杠桿壓力用的示意圖。

【解析】由圖可知，杠桿的。為杠桿支點，已知杠桿的動力臂匕，要讓杠桿在水平位置

平衡，則4的方向應向下，且動力臂和動力要垂直且作用在杠桿上，故可以作出動力A；重物M

對杠桿壓力作用在杠桿上且垂直于杠桿向下，如圖所示:

☆考點3：探究杠桿平衡條件

考點點撥：

1.試驗前杠桿不平衡應如何調節：調節兩端平衡螺母;

2.橫梁不在水平位置，左端翹起：平衡螺母左移;

3.杠桿的支點在中間位置目的：為了消除杠桿自重影響;

4.兩側掛上鉤碼后判斷是否平衡：根據平衡條件判斷;

5.力或力臂的計算：根據杠桿平衡條件進行計算;

6.讓杠桿處于靜止狀態：方便進行實驗。

典例5：如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、

彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個。

（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉，此時，應把杠桿兩

端的平衡螺母向（左/右）調節，使杠桿在不掛鉤碼時在水平位置平衡；

（2）杠桿調節平衡后，小明在杠桿上/點處掛4個鉤碼，在8點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位

置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：（用字母表示）。他這樣得出的結論

（合理/不合理）；原因是：；

（3）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是

否仍然成立？”于是小組同學利用如圖乙所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧

測力計豎直向上拉使杠桿處于水平平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因

是：O

【答案】左；Rh=Fz1*不合理；實驗次數太少，得出的結論不具有普遍性；杠桿本身受到

重力。

【解析】（1）[1]杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點右側，調節平衡螺母應使杠桿重心左

移，應將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調節，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零,

這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平

衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來。

（2）[2][3][4]杠桿的平衡條件是：動力X動力臂=阻力X阻力臂（或￡h=FO初中

物理實驗進行多次測量有些是為了求平均值，使測得的數據更準確，有些是為了尋找普遍規律，探

究杠桿平衡的條件多次測量就是為了尋找普遍規律。本次實驗，如果只用一組數據得到結論，偶然

性太大，因此應獲取多組實驗數據歸納出物理規律。

（3）[5]圖乙中，支點位于動力和阻力的右側，杠桿的重心不在支點上，彈簧測力計不但提了鉤

碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件

計算出來的數值偏大。

典例6：圖甲是某實驗小組探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置。

（1）掛鉤碼前，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于（選填“平衡”或“非平衡”）

狀態；要想使杠桿在水平位置平衡，接下來應將杠桿兩端的螺母向（選填“左”或“右”）

側調節。

（2）圖乙是一個平衡的杠桿，此時若推動右側鉤碼的懸線（如圖丙所示），就會發現杠桿

（選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。

（3）在探究過程中，需要進行多次實驗的目的是。

（4）某同學提出，若支點不在杠桿的中點，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是該小組利用圖

丁所示的裝置進行探究，在杠桿。點處掛上2個鉤碼，用彈簧測力計在/點處豎直向上拉，使杠桿

在水平位置平衡，此時彈簧測力計示數為No以彈簧測力計的拉力為動力F、,鉤碼處繩子拉力

為阻力K,多次改變動力作用點的位置進行實驗發現：當杠桿水平平衡時，R乙總是（選

填“大于”、“等于”或“小于”）R4，其原因可能是O

(5)圖丁中，彈簧測力計處在4點位置時，此杠桿屬于(選填“省力”或“費力”)杠

桿，請舉出它在生活生產中的一個應用實例：。

【答案】平衡；左；左端下沉；避免偶然性，尋找普遍規律；2.3；大于；杠桿自重對杠桿平衡

有影響；費力；釣魚竿。

【解析】(1)[1]物體處于靜止或勻速直線運動狀態時，受到的合力為0,物體處于平衡狀態,

杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于平衡狀態。

[2]如圖甲所示，杠桿向右偏，要想使杠桿在水平位置平衡，接下來應將杠桿兩端的螺母向右側

調節。

(2)[3]如圖乙所示，設每個鉤碼重力為G,杠桿上的每個小格長度為x,杠桿左端力和力臂的

乘積為2GX6尸12&

杠桿右端力和力臂的乘積為2G義6戶12依

此時杠桿平衡。如圖丙所示，若推動右側鉤碼的懸線，杠桿右端的力臂減小，力和力臂的乘積

減小，杠桿的左端下沉。

(3)[4]一次實驗具有偶然性，故在探究過程中，需要進行多次實驗的目的是避免偶然性，尋

找普遍規律。

(4)[5]如圖丁所示，彈簧測力計的分度值為0.1N,此時彈簧測力計示數為2.3N。

[6][7]由于杠桿自重對杠桿平衡的影響，以彈簧測力計的拉力為動力五，鉤碼處繩子拉力為阻

力“，多次改變動力作用點的位置進行實驗發現：當杠桿水平平衡時，F、，總是大于內h。

(5)[8][9]圖丁中，彈簧測力計處在/點位置時，此時的動力臂小于阻力臂，杠桿屬于費力杠

桿，費力杠桿可以省距離，在生活中的應用包括：釣魚竿，鑲子，筷子等。

☆考點4：杠桿平衡條件的應用

考點概述：利用杠桿平衡條件解決實際問題的步驟：

一轉化：分析受力情況，找出支點，然后找出動力和阻力、動力臂和阻力臂，將實際物體轉化

為杠桿模型；

二標量：畫出杠桿模型示意圖，在圖中表明動力、動力臂、阻力和阻力臂。

三計算：根據已知條件，利用杠桿平衡條件分析求解。

典例7：如圖甲所示，為輕質杠桿，/C為輕質硬棒且與力傳感器相連，圖乙是物體M從4點

開始向右勻速運動過程中力傳感器讀數大小與時間的關系圖像，則物體M的質量大小為g；

已知勿的長度為30cm,/足夠長，/C能承受的最大彈力大小為15N,若要桿不斷，物體從4點開

始運動時間最長為s(5=10N/kg)。

【答案】1000；12.5o

【解析】［1］從圖乙可以看到，一開始時，力傳感器讀數大小是10N,由于4?為輕質杠桿，AC

為輕質硬棒，不考慮它們的質量，不考慮它們的重力，那么這個力傳感器讀數大小就是等于物體M

的重力大小，則根據G=可知，物體M的質量耀=0=1°—=1kg=1000g

gION7kg

物體M的質量是lOOOgo

［2］從圖乙可以看到，物體從4點開始運動，到第5s時，力傳感器讀數大小是零，即/端沒有

壓力，那么物體M就應該是在。點，這時物體M對輕質杠桿47壓力的力臂大小是零，運動時間是

5s,這段時間通過的路程/必=30cm=0.3m

則物體M勻速運動的速度。=a="巴=0.06m/s

toA5s

物體M勻速運動的速度是0.06m/s；

然后繼續向右運動，物體M對輕質杠桿46壓力的力臂在變大，直到/C能承受的最大彈力大小

為15N,根據杠桿的平衡條件可知F/以=G4

其中的戶是最大彈力15N,4是物體M相對于。點往右移動的距離，代入數據解得

,F3015NxO.3m.

L=——2dA.=---------=0.45m

xGION

那么直到47能承受的最大彈力大小為15N時，物