1、第08课时 简单机械【考纲要求】考纲要求1.杠杆；2.力臂； 3.杠杆平衡条件； 4.运用杠杆平衡条件解决有关问题；5.定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用【考点聚焦】考点1 杠杆1杠杆的基本知识定义 在力的作用下绕_转动的硬棒叫杠杆支点 杠杆绕着转动的点，一般用字母_表示动力 驱使杠杆_的力，一般用字母_表示阻力 _杠杆转动的力，一般用字母_表示动力臂 从支点到动力作用 线的_，一般用字母L 1表示五要素阻力臂 从支点到阻力作用线的_，一般用字母L 2表示说明动力、阻力都是杠杆受到的力，作用点在杠杆上；杠杆可直、可曲，当支点在杠杆中间 时，二力同向；当支点在杠杆一端时，二力反向点拨 力臂画法：(1)
2、找支点O； (2)画力的作用线(用虚线表示)；(3)画力臂(用虚 线表示，过支点垂直于力的作用线作垂线段)；(4)标力臂(用大括号或背向箭头表示)。2杠杆的分类名称 力臂关系 力的关系 特点 应用举例省力杠杆 L1_L2 F1_F2 省力、_ 撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳费力杠杆 L1_L2 F1_F2 _、省距离 理发剪 刀、钓鱼竿、镊子等臂杠杆 L1_L2 F1_F2 不省力、不费力 天平、定滑轮考点2 探究杠杆平衡条件理解平衡 杠杆平衡是指杠杆_或_探究过程调节杠杆两端的_，使杠杆在_平衡，杠杆的调节方法是左倾_，右倾_得出结论杠杆的平衡条件是：文字式：_；写成公式为_或_评估交流实验时让
3、支点处于杠杆的中心是消除杠杆自重对实验结论的影响；让杠杆在水平位置平衡是为了便于从杠杆上直接读出力臂；不同的物理量不能进行加减，但可以进行乘除；如果实验中只测一组数据，具有偶然性，不能得出普遍结论考点3 滑轮项目 实质力的关系(F、G，不计绳重和摩擦)距离的关系(s、h) 作用定滑轮 等臂杠杆 _ sh 改变_动滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 F G12 _ _滑轮组 _ _既可以_，也可以改变_点拨 1根据图确定滑轮组承担物重的绳子段数一般采用“切割法”确定承担物重的绳子段数，即从定滑轮和动滑轮之间切断(如图所示)，数出拴在动滑轮框上的绳子(包括最后从动滑轮引出的拉绳)就是承担物重的 绳子段
4、数(图中的段数已标出)。2根据已知数据确定滑轮组承担物重的绳子段数根据公式 n 求出承担物重的绳G物 G动F子的段数。【经典例题】( )例题1：如图92所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是 ( )例题2：如图93所示，O点为杠杆的支点，F是作用在杠杆 B点的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OAAB、BCOC。能表示力F力臂的线段是AOA BOBCOC DAB例题3：在“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等。(1)实验开始时，杠杆如图94甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)移动。(2)调节杠杆水平
5、平衡后，在杠杆上挂了如图乙所示的2组钩码，此时，杠杆在水平位置是_(选填“平衡”或“不平衡”)的。(3)用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以探究杠杆的平衡条件。如图丙所示，若每个钩码的质量是50 g，则可用量程为05 N的弹簧测力计在_(选填“A”“B”或“C”)处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，获取实验数据。(g取10 N/kg)( )例题4：使用如图所示的滑轮组提升重物，最省力的绕线方式承重绳为A两段 B三段C四段 D五段( )例题5：如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，已知OAOB12，A 端用细线挂一空心铝球，质量为 2.7 kg。 当铝
6、球一半体积浸在水中，在 B端施加3.5 N 的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平衡。 铝 2.710 3 kg/m3, g取10 N/kg。下列结果正确的是A. 该铝球空心部分的体积为110 3 m3B. 该铝球的体积为310 3 m3C. 该铝球受到的浮 力为20ND. 该铝球受到的浮 力为40N例题6：如图所示装置中，动滑轮重1 N，当在动滑轮下挂上重1.5 N的物体B时，水平桌面上的物体A恰能向右匀速运动。当用1.2 N的水平拉力向左拉物体A时，原来静止的物体A将_(选填“变速运动”“匀速运动”或“保持静止”)。例 题7：图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平
7、面内绕固定点O转动，已知AOOB32，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200 N，悬挂在 B 端的配重所受的重力为80 N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是_N。(不计杆重和绳重)【课时训练】|夯 实 基 础|( )1下列工具中，属于省力杠杆的是A天平 B开瓶器 C定滑轮 D钓鱼竿( )2初一科学活动课上，同学们用钢丝钳剪铁丝时，如图所示，把手放在远离轴的地方容易把铁丝剪断，这是因为A增大了动力 B减小了阻力C增大了动力臂 D增大了阻力臂( )3如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是( )4(多选)调节杠杆水平平衡后，在支点O两侧挂
8、的钩码如图所示，此时杠杆失去平衡。为使杠杆重新平衡，应采用的措施是A把右侧的钩码减掉一个B把左侧的钩码向左移动一格C在左侧的钩码下增加一个钩码D在右侧的钩码下增加一个钩码，并向左移动一格5用如图K95所示的滑轮组提升重物，若动滑轮重为30 N，所用拉力的大小为120 N，动力的作用点竖直向上通过的距离为7.2 m；则物体重_N，物体被提升_m。(不计绳重和摩擦)6金属块甲静止在水平地面上，对地面的压强是5.410 5Pa；有一轻质杠杆AB，支点为O，且OAOB53。将甲挂在杠杆的B端，在A端悬挂质量为4 kg的物体乙时，杠杆在水平位置平衡，如图所示，此时金属块甲对地面的压强变为1.8105 P
9、a；当在杠杆A端改挂质量为_kg的物体时，金属块甲对地面的压力刚好为零。(g取10 N/kg)|对 接 京 考|一、单项选择题( )1【2017通州一模】如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是( )2【2017房山一模】图所示的工具中，使用时属于省力杠杆的是( )3【2017东城一模】图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是AF 1 BF 2 CF 3 DF 4二、多项选择题( )4【2017通州二模】图中，用滑 轮或滑轮组将重为G的物体匀速拉起，不计滑轮、绳重以及轮与轴间的摩擦，绳端拉力F等于物重一半的是三、作图题5
10、【2016石景山一模】请在图中作出力F的力臂，并用L表示。6【2016丰台二模】组装如图所示的滑轮组，使绳自由端的拉力F最小。四、实验与探究题7【2017石景山二模】小军用图甲中的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。请按要求完成下列问题：(1)他将杠杆安装在支架上(如图甲所示)，发现杠杆右端下沉，则应将杠杆右侧的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调，才能使杠杆在水平位置平衡。(2)将杠杆调平衡后，他用弹簧测力计在杠杆C处竖直向上拉(如图乙所示)，此时弹簧测力计的示数为_N，若要杠杆在水平位置平衡，则悬挂在A处的钩码总质量为_kg。(g取10 N/kg)(3)当他施加在杠杆C处的拉力大小不变，方向改
11、变时，则应_(选填“增大”或“减小”)悬挂在A处的钩码总质量，杠杆才能在水平位置保持平衡。8【2017朝阳二模】在探究杠杆的平衡条件的实验中：(1)小阳小组的同学首先提出了以下问题：杠杆平衡时，如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力与动力臂有什么关系？接下来他们按照正确的实验步骤进行实验并记录数据如下表所示：(阻力臂L 20.15 m，阻力F 22 N)动力臂L 1/m 0.3 0.2 0.15 0.12 0.25 0.1动力F 1/N 1.0 1.5 2.0 2.5 1.2 3请根据表中数据归纳出动力F 1与动力臂L 1的关系式：F 1_。(2)通过对上述实验数据的分析，他们又提出了下面的问题：
12、杠杆平衡时，动力跟动力臂的乘积是否等于阻力跟阻力臂的乘积？请你写出该问题中的自变量：_。9【2017平谷二模】小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系：F_。G/N 2 3 4 5 6 7 8F/N 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.310【2017房山二模】实验台上有如下实验器材：带支架的杠杆(相邻刻线间距均为5 cm，如图K920所示)、重为0.5 N的钩码若干、两段轻质细绳。请利用上述实验器材设计实验证明：当杠杆水平平衡时，阻力和阻力臂保持不变，动力越大，动力臂越短。(1)写出主要实验步骤。(2)画出实验数据记
13、录表格。11【名师预测】如图K922所示，OB是以O为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA垂直于AB。线段_(选填“OA”“AB”或“OB”)表示力F的力臂。参考答案|经典例 题|1B 2A 3左 不平衡 B 4B 5C6保持静止 7220|夯实基础|1B 2C 3C 4ABD 5330 2.466 解析 设金属块甲的底面积为S，因为p 1 ，所以金属块甲的重力Gp 1S；当把金属块甲挂在FS GS杠杆的B端，在A端悬挂质量为4 kg的物体乙时，杠杆在水平位置平衡，此时金属块甲对地面的压强p 2 ，所以此时金属F压S块甲对地面的压力F 压 p 2S
14、；因为力的作用是相互的，所以此时地面对金属块甲的支持力F支 F 压 ，金属块甲对杠杆的拉力F 拉 GF 支 ；由杠杆平衡条件得G 乙 OAF 拉 OB，即G 乙 OA(p 1Sp 2S)OB，由题知p 15.410 5 Pa，p 21.810 5 Pa，G 乙 m 乙 g4 kg10 N/kg40 N，OAOB53，代入数据解得S m2。15400金属块甲的重力Gp 1S5.410 5 Pa m2100 N；15400当金属块甲对地面的压力刚好为零时，根据杠杆平衡条件得GOBm 乙 gOA，所以m 乙 6 kg。GOBgOA 100 N10 N/kg 35|对接京考|1A 2A 3C4AD 5
15、如图所示6如图所示7(1)左 (2)3 0.2 (3)减小 8(1) (2)阻力跟阻力臂的乘积0.3 NmL190.4G0.1 N10(1)实验步骤：用细绳做成两个绳套，分别拴在杠杆的两端某刻线处，调节杠杆使其在水平位置平衡。将一个钩码挂在支点左侧第六个刻线处，在支点右侧挂两个钩码，调节所挂的位置，使杠杆水平平衡，此时钩码的个数(F 1)和力臂的大小(L 1)，视为动力F 1和动力臂L 1，并将F1、L 1的数据记录在表格中。保持支点左侧钩码个数和位置不变，在支点右侧增加钩码个数，仿照再做两次实验，使杠杆在水平位置平衡。分别将动力F 1、动力臂L 1的数据记录在表格中。(2)实验数据记录表格：动力F 1 /N动力臂L 1/m【名师预测】11OA
