第十一章簡單機械第一節探究：杠桿的平衡條件知識點一：認識杠桿杠桿的五要素(1）杠桿定義：在力的作用下能繞著轉動的硬棒就稱為杠桿。(2）杠桿五要素①支點：杠桿繞著轉動的點，用字母表示。②動力：使杠桿的力，用字母表示。③阻力：阻礙杠桿的力，用字母表示。④動力臂：從到的距離，用字母表示。⑤阻力臂：從到的距離，用字母表示。2．畫力臂方法：一找支點、二畫線、三連距離、四標簽。(1）找支點O。(2）畫力的作用線（虛線）。(3）畫力臂（虛線，過支點垂直力的作用線作垂線）。(4）標力臂（大括號）。【例1】如圖所示，是人們日常生活中常見的用起子開瓶蓋的情景。這也是一個杠桿，那么下列關于這個杠桿的支點、動力作用點、阻力作用點對應位置正確的是（）A.A—B—CB.B—C—AC.A—C—BD.C—A—B【例2】在圖中畫出拉力F的力臂1。知識點二：杠桿的平衡條件1．實驗裝置圖2．實驗器材：杠桿、鉤碼、彈簧測力計等。(1）彈簧測力計的使用和讀數。(2）平衡螺母的作用（實驗前調節杠桿在水平位置平衡）。3．實驗操作(1）實驗前讓支點處于杠桿中央，調節杠桿在水平位置平衡的目的是①避免杠桿對實驗造成的影響；②便于直接讀取(2）杠桿的調節：實驗前通過平衡螺母調節杠桿平衡（左高調，右高調），杠桿平衡后，實驗過程中不能再調節平衡螺母。4．實驗結論：杠桿的平衡條件是動力x動力臂＝阻力x阻力臂，即。【注意】杠桿平衡是指。【拓展說明】(1）分析解決有關杠桿平衡條件的問題，必須畫出杠桿示意圖；弄清受力的方向和力臂大小；然后根據具體情況確定如何使用平衡條件解決有關問題。（如：杠桿轉動時施加的動力如何變化，沿什么方向施力最小等）(2）此類問題中若阻力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與該點和支點的連線垂直的方向。【例3】如圖所示，是小麗媽媽腳踩縫紉機踏板工作時的情景。腳對縫紉機踏板的壓力F1作用于A點，連桿對踏板的拉力F2作用于B點，已知O為支點，OA=8cm,OB=16cm,F1=20N，則F2=N。知識點三杠桿的分類【拓展說明】省力杠桿必費距離，費力杠桿必省距離，既省力又省距離的杠桿是不存在的。【例4】下列工具使用時屬于費力杠桿的是（）A．筷子B．開瓶器C．核桃夾D．羊角錘練習題第1課時1．日常生活中的鑷子是一種杠桿，如圖所示，使用鑷子夾取物體時，將手壓在B點，則該杠桿的支點是點，動力作用點是點，阻力作用點是點。2．用螺絲刀撬圖釘時，從不同方向施力，都可以把圖釘撬起。如圖所示，當豎直向下用力壓螺絲刀時，圖中點為杠桿的支點，力F2為，12表示，11表示.3．如圖，小華用蘋果和橘子玩蹺蹺板。她將蘋果、橘子分別吊在輕桿的左、右兩端，放手后，輕桿轉動起來。使桿逆時針轉動的力是（）A．蘋果的重力B．橘子的重力C．吊橘子的繩對桿的拉力D．吊蘋果的繩對桿的拉力4．關于杠桿，下列說法正確的是（）A．杠桿必須是一根直的硬棒B．杠桿一定有支點，但不一定在杠桿上C．力臂可能在杠桿上，也可能不在杠桿上D．作用在杠桿上的動力一定與作用在杠桿上的阻力方向相同5.俯臥撐是一種健身運動，能夠鍛煉上肢、腰部及腹部的肌肉，是簡單易行卻十分有效的力量訓練手段，如圖是某同學做俯臥撐的示意圖。此過程中，他的身體可視為杠桿，O點為支點，A點為重心，請畫出重力對應的力臂l。6.桔棉是中國古代用于灌溉或汲水的一種器具，是杠桿的一種應用，如圖甲所示。圖乙是桔棉的簡化示意圖，請在圖乙中作出水桶所受重力的示意圖，并畫出動力F1的力臂l1。7．如圖所示，作出杠桿的動力臂l1與阻力臂12。8．如圖所示，有一杠桿可繞O點轉動，在其中點掛一重物，在A端施加動力FA。(1）如果動力FA沿F1的方向，那么其動力臂是，阻力臂是。(2）如果動力FA沿F2的方向，那么其動力臂是。(3）如果動力FA沿F3的方向，那么其動力臂。9．如圖，這款圖釘來自一個初中生的創意，翹起部分為我們預留下施力空間。當拔起圖釘時，將圖釘看作杠桿，其支點為（）A.A點B.B點C.C點D.D點10．2024年6月16日，濟南明湖龍舟文化節暨第二十三屆明湖龍舟邀請賽在大明湖風景區舉辦，現場圍觀市民人山人海，熱鬧非凡。如圖所示，比賽時運動員一手緊握船槳的末端，另一手用力劃槳，此時的船槳可看成一個杠桿，下列能正確表示其原理的是（）11．筷子是人們普遍使用的餐具。如圖所示，將AB這支筷子作為杠桿，O點為支點，食指指頭對筷子上M點的壓力FM（垂直于筷子）是動力。則（）A．阻力臂是MN、阻力的方向向上B．阻力是筷子對食物的壓力C．動力臂是OMD．把食物靠近支點放置時，阻力臂和動力臂都變小12．如圖所示，是小明同學用力F把一個油桶推上臺階的示意圖。把油桶推上臺階的過程中，可以將油桶看成一個杠桿，則杠桿的支點是點，動力臂是圖中的線段阻力是。13．如圖是超市用的手推車，當前輪遇到障礙物，應該（填"壓"或"抬"）車把，支點是點；當后輪遇到障礙物，應該（填"壓"或"抬"）車把，支點是點。14．如圖所示，小明使用撬棒把石塊1撬起，若在撬棒上的D點沿DM方向用力撬起石塊l，撬棒的支點是點，阻力是（填"石塊1"或"石塊2"）對撬棒的力。小明又換了一種方法，在D點用豎直向下的力F撬大石頭，請畫出動力F的力臂1。15．如圖所示，杠桿OA在F1、F2兩個力作用下平衡，圖中已畫出了杠桿A端受到的力F1的示意圖。如果虛線OO1是力F2的力臂，請在杠桿上標出F2的作用點B，并畫出力F2的示意圖。第2課時:杠桿的平衡條件以及分類1．小偉在探究"杠桿的平衡條件"實驗中。(1）將杠桿的中點支在鐵架臺上，靜止時如圖所示，此時杠桿處于（填"平衡"或"不平衡"）狀態，為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向（填"左"或"右"）調節，實驗過程中使杠桿在水平位置平衡，這樣做便于。(2）調節杠桿水平平衡后，在其左右兩端懸掛不同數量的鉤碼并調整懸掛位置，記錄力與力臂的大小，重復多次實驗，數據記錄如表。分析實驗數據得出杠桿平衡條件：（用字母表示）。多次實驗的目的是（填"減小誤差"或"尋找普遍規律")。2.如圖甲所示，用核桃鉗夾核桃時，用力握緊手柄即可夾碎核桃。將上部的手柄ABC簡化為如圖乙所示的杠桿，若F1=20N,11=10cm,l2=4cm，忽略杠桿自身的重力，則F2的大小為N.3．如圖甲所示的是一個曬衣夾。在張開口夾衣服的過程中，可將其上半部分看成如圖乙所示的杠桿。若動力F1=5N，阻力F2=15N,動力臂AO=18cm，則阻力臂OB=cm4.如圖所示是生活中幾種常見的杠桿，其中屬于費力杠桿的是（）A．托盤天平B．鋼絲鉗C．筷子D．開瓶起子5.如圖是辦公常用的燕尾夾，AB=BC，當用手摁住C點打開該夾子時，可把點看作支點，此時夾子上的ABC部分可看作（填"省力""費力"或"等臂"）杠桿。6．丹丹要晾曬三條相同的濕毛巾，如圖的掛法中，最有可能讓衣架保持水平平衡的是（)7.小明用如圖所示裝置探究杠桿平衡條件，實驗中杠桿始終保持水平平衡，此時彈簧測力計處于豎直方向，他發現彈簧測力計示數稍稍超過量程。為了完成實驗，下列方案可行的是（）A．鉤碼的數量適當增加B.鉤碼的位置適當左移C．彈簧測力計轉到圖中虛線位置D．彈簧測力計位置適當向左平移8．如圖所示，每個鉤碼的質量為100g，在均勻杠桿的A處掛2個鉤碼，B處掛1個鉤碼，杠桿恰好水平平衡。在A、B兩處再各加1個鉤碼，那么（）A．杠桿的右邊向下傾斜B．杠桿仍水平平衡C．杠桿的左邊向下傾斜D．將A處的鉤碼向左移動一格，杠桿仍能水平平衡9.如圖所示，園藝工人在修剪枝條時，常把枝條盡量往剪刀的軸處靠近，這樣做是為了（）A．增大動力臂，能夠省力B．增大阻力臂，方便使用C．減小動力臂，方便使用D．減小阻力臂，能夠省力10.60kg的人站在蹺蹺板某一位置時，蹺蹺板處于如圖所示的平衡狀態。根據圖中人、支點和球所在的位置之間的距離的粗略關系，可以估測出球的質量約為（）A.120kgB.60kgC.30kgD.20kg11．如圖所示的是常用指甲刀的實物及結構示意圖，它有個杠桿，其中ABC是一個（填"省力"或"費力"）杠桿，支點是點；屬于費力杠桿的有。12．如圖所示是一款輕質懸掛式晾衣桿，OA為晾衣桿，AB為懸線，在拉力F作用下，晾衣桿保持水平平衡。已知OA=1m,OC=0.5m，在C點懸掛的衣物質量為2kg。求：(g取10N/kg)(1）懸掛衣物的掛鉤對晾衣桿的拉力F2。(2）懸線拉力F1的大小。13.如圖所示，小猴與小兔一起發現一根胡蘿卜，想要平分，小猴找來一個小石塊支起胡蘿卜，使其水平平衡，小猴要左側部分，小兔要右側部分，則獲取蘿卜的結果是（）A．小猴多B．小兔多C．二者一樣多D．無法判定誰多第3課時：杠桿的分析與計算1．如圖所示，裝滿物品的拉桿式旅行箱總重60N，其重心在箱體的幾何中心，圖中AB與BC等長。現將平放在水平地面上的該旅行箱的C端抬離地面，至少需要用力N,拉桿越短，所需的力越。2.圖甲是壓制餃子皮的"神器",壓皮時壓桿可視為一個杠桿，圖乙是簡化示意圖，圖中O為支點，F2為壓餃子皮時作用在B點的阻力。請在圖乙中畫出壓餃子皮時作用在A點的最小動力F1及阻力F2的力臂l2。3．如圖所示，重為G的均勻木棒豎直懸于O點，在其下端施加一水平拉力F，讓木棒緩慢轉到圖中虛線所示位置，在轉動過程中，木棒重力的力臂，拉力F的力臂，拉力F。（填"變小""變大"或"不變")4．如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個過程中，力F的大小將()A．變小B．不變C．變大D．先變大后變小5．如圖甲所示，爸爸和小華玩蹺蹺板，若要使蹺蹺板在水平位置平衡，則爸爸應該適當往（填"左"或"右"）移動。圖乙為蹺蹺板在水平位置平衡的簡化圖，不計蹺蹺板自重，若小華的質量為27kg，則爸爸的質量為kg.用獨輪車搬運磚塊，車廂和磚塊的總重為1400N，獨輪車有關尺寸如圖所示。該獨輪車是一個杠桿，動力F=N.為了更省力，工人師傅可以采取的措施是（寫出一條即可）。7．如圖所示，吊車向上起吊一箱重為G的貨物，利用伸縮撐桿可使吊臂繞O點緩慢轉動。起吊時，伸縮撐桿對吊臂的支持力F始終與吊臂垂直，且作用點不變。貨物對吊臂向下拉力的力臂為l。則在吊起貨物的過程中，下列說法不正確的是()A．力臂l逐漸減小B.吊臂和伸縮撐桿組成一個費力杠桿C.隨著吊臂的升高，支持力F逐漸減小D．支持力F與力臂l成反比8．為解決停車難的問題，設計了圖甲所示的"路邊空中綠化存車亭"，其工作原理如圖乙，電動機通過鋼絲繩FG牽引OF桿繞O點轉動，F端懸掛存車架E。E從水平地面緩慢上升到圖乙所示位置（此時FG⊥OF）的過程中，鋼絲繩對F點的拉力（）A．逐漸變小B.逐漸變大C．保持不變D．先變大后變小9.同學們模仿中藥房的戳秤制作桿秤，用筷子做秤桿，用鉤碼做秤砣，用細線將秤盤系在A點。當不掛秤砣且秤盤不放物體時，在O點提起提紐，秤桿水平平衡；當秤盤放100g物體、秤砣移到B點時，秤桿再次水平平衡，如圖所示。在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線。下列說法正確的是（）A．自制桿秤的每一格約表示2.08gB．稱中藥時B端翹起應減少中藥恢復水平平衡C．如果秤砣磨損則測量結果會比真實質量偏小D．若將提紐移到O點右側可以增大桿秤的量程10．如圖所示，有一輕質木板（質量忽略不計），左端可繞O點轉動，長為L，右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著。當物塊向左勻速滑動時，木板始終在水平位置保持靜止，則下列表示拉力F與物塊運動時間t的關系圖中，正確的是（）11.健身步道上的坐式劃船訓練器如圖所示。人坐在座板上，用始終與把手垂直的力緩慢向后將把手拉至身體兩側，此過程中，拉力大小變化情況是。若要增加訓練強度，應將配重盤向（填"a"或"b"）端移。12.如圖所示，放置花盆的支架只在A、D兩點用螺釘固定在墻壁上，BC保持水平。已知AC長為11,CD長為l2,BC長為l3，花盆的重力為G，重力作用線恰好過BC中點。若不計支架的重力，則D點螺釘對支架的水平拉力F=（用已知量表示）。為了減小拉力F，花盆位置應離墻一些。13.如圖所示，輕質木桿AB的O點用細線懸掛在天花板上并保持水平，已知AB是OB長度的4倍，AO是AC長度的3倍。在桿的B點用細線豎直懸掛一棱長為10cm的正方體物塊甲，該物塊靜止在水平地面上；O點左側懸掛一可自由移動的質量為2kg的物塊乙。當乙懸掛在A點時，甲恰好對地面無壓力，則甲的重力為N;當乙懸掛在C點時，甲對地面的壓強為Pa。(g取10N/kg)答案第十一章簡單機械第一節探究：杠桿的平衡條件知識點一1.(1）固定點(2)①固定O②轉動F③轉動F2④支點動力作用線l1⑤支點阻力作用線l2【例1】C【例2】知識點二3.(1）自身重力力臂(2）左右4.F1·l1=F2·l2【注意】