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1、1 如果一根 硬棒 在力的作用下能绕 固定点 转动 ， 这根硬棒就叫做杠杆。使杠杆绕着转动的固定点 O 叫做 支点 ，使杠杆转动的力叫做 动力 ， 阻碍杠杆转动的 力叫做 阻力 ， 从支点到 动力的作用线 的距离叫做动力臂 ， 从支点到 阻力的作用线 的距离叫做阻力臂。 2 杠杆在动力和阻力的作用下 ， 保持 静止 状态或 匀速转动 状态 ， 我们就说杠杆处于平衡 。 杠杆平衡的条件为 ：动力 动力臂阻力 阻力臂 。3 滑轮是周边有槽可以绕中心轴转动的轮子。 (1) 使用时轴固定不动 ， 不随被拉物体一起移动的滑轮叫定滑轮 ， 如图 26 1 甲 所示。使用定滑轮不能 省力 ， 但能改变力的作
2、用 方向 。 (2) 使用时轴随着被拉物体一起移动的滑 轮叫动滑轮。 乙 为动滑轮。使用动滑轮 可以省 一半 的力 ， 但不能改变力的作用 方向 。 4 滑轮组由动滑轮和定滑轮组合而成 ， 既可以省力又可以改变力的方向。使用滑轮组时 ， 动滑轮 和 物体 的总重力由几段绳子承担 ， 提起物体所用的力就是 动滑轮和物体总重 的几分之一。 1 (2 013 河南 ) 如图 26 2 所示 ， 小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端 ， 放手后 ， 杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是 ( ) A. 苹果的重力 B. 橘子的重力 C. 杆对橘子的支持力 D. 苹果对杆的压
3、力 【 答案 】 D 2 (2 014 金华 ) 如图 26 3 ， 用同一滑轮匀速提升一重物 ( 不计摩擦 ) 。图中 F 1 、 F 2 、 F 3 、 F 4之间 的大小关系正确的是 ( ) A. F 1 F 2 B. F 3 F 4 C. F 1 12F 3 D. F 2 12F 4 【 答案 】 B 3 (2 01 3 衢州 ) 如图 26 4 是研究杠杆平衡条件的实验装置 ，要使杠杆在水平位置平衡 ， B 处应挂与 A 处同样大小的钩码个数为 ( ) A. 6 个 B. 4 个 C . 3 个 D. 2 个 【 答案 】 A 4 (2 014 台州 ) 有人利用筷子开启啤酒瓶盖 (
4、 如图 26 5) ， 筷子相当于 ( 填“ 省力 ”“ 费力 ” 或 “ 等臂 ” ) 杠杆。 【 答案 】 省力 5 (201 4 嘉兴 ) 使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度 ，提高工作效率。 (1) 如图 26 6 甲 ， 工人在铺设电 缆时，要在转弯处安装一组导向轮。这组导向轮属于 ( 填 “ 动滑轮 ” 或 “ 定滑轮 ” ) 。 (2) 如图 26 6 乙 ， 尖嘴钳是常用的电工工具 ， 刀刃部分靠近转动轴 ， 这是为了 ， 从而在使用时更加省力。 【 答案 】 (1) 定滑轮 (2) 减小阻力臂 6 (2 013 南京 ) 如图 26 7 所 示，小明正在做俯卧撑，把他的身体
5、看做一个杠杆， O 为支点 ， A 为重心 ， 他的体重为 550 牛。地面对手的支持力 F 的力臂是 米 ，大小为 牛。 【 答案 】 330 专题一 从实物中指认或辨别出杠杆 从杠杆的定义分析 ， 只要是物体在力的作用下能绕固定点转动 ， 这个物体就可看做是杠杆。比如动滑轮、定滑轮。所以杠杆并非一定是棒。 【典例 1 】 (2 01 3 杭州 ) 如图 26 8 ， 手持 10 千克物体保持平衡 ， 此时肱二头肌收缩所承 受的力一定 ( ) A. 大于 98 牛 B. 小于 98 牛 C. 等于 98 牛 D. 等于 10 千克 【解析】 从实物、工具或人体上抽象出杠杆需围绕杠杆的定义来分
6、析 ， 即在力的作用下能绕固定点转动。由图可判断 ， 支点在肘部 ， 阻力为作用在手掌处因物重而施加的98 牛的拉力 ， 其力臂约为掌心到肘部的距离。动力为肱二头肌收缩所产生的力 ， 其力臂从图上观察 ， 小于前者。根据杠杆平衡条件 ， 肱二头肌收缩所承受的力大于因物重而施加的 98 牛的拉力。 【 答案 】 A 【类题演练 1 】 (2 0 14 温州 ) 某品牌胶棉拖把的主要结构如图 2 6 9 甲所示 ， 使用前将棉头浸泡于水中吸水 ， 再向后拉动“ 拉手 ” ， 使之绕 O 点转动 ， 胶棉夹将棉头中多余水分挤出。该拖把中的 “ 拉手 ” 属于简单机械中的 。 【解析】 根据题意 ，
7、“ 拉手 ” 在力的作用下能绕固定点 O 点转动 ， 符合杠杆的特征 ， O 点即为杠杆的支点。 【 答案 】 杠杆 力臂不是支点到力的作用点的距离 ， 而是支点到力的作用线的距离。为避免差错 ， 作力臂时先画出力的作用线 ，再过支点作力的作用线的垂线段 ， 即为力臂。 专题二 绘制杠杆的示意图，并能找出支点、动力和阻力，能正确画出力臂 【典例 2 】 (2013 天津 ) 如图 26 10 为用瓶起开启瓶盖的情景 ， 关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的是 ( ) 【解析】 理解力臂的画法是从支点到力的作用线的距离 ， 即力臂的一个点一定在支点上 ， 而另一个点在力的作用线上 ， 且两点的连线
8、是与力的作用线 相互垂直的。一般画力臂可按如下程序进行： 找出支点的位置； 沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出； 从支点作动力、阻力作用线的垂线。在使用瓶起开启瓶盖时 ，支点在最前端， A 、 B 的支点判断有误 ， 所以错误；动力 F 1 方向向上 ，阻力 F 2 方向向下 ， 所以 C 错误 ， D 正确。 【 答案 】 D 【类题演练 2 】 (2 01 4 黄冈 ) 如图 26 1 1 所示是液压起重车的示意图。使用时液压杆将起重臂顶起 ， 可将重物吊起并安放到需要的地方。请在图中分别画出： ( 1) 重物对起重臂的作用力的示意图及该力的力臂。 (2 ) 液压杆对起重臂最小作用力的
9、示意图。 【解析】 (1) 因重物对起重臂的作用力是由重物的重力引起的 ， 因此其方向竖直向下；而在液压杆的作用下 ， 整个起重臂开始转动 ，根据杠杆的特征 ， 阻力作用点应作用在起重臂上。由此可作出 F 2的示意图 ， 由支点作 F 2 作用线的垂线 ， 此垂线段即 F 2 的力臂 l 2 。 (2) 液压杆对起重臂的作用力最小 ， 即力臂应最大 ， 连接液压杆上作用力 F 1 的作用点和支点即找到最大力臂 ， 再根据 F 1 是促使起重臂顶起的 ， 作此力臂的垂线即作出 F 1 的方向 ， 见解图 1 。 【 答案 】 如 解图 1 杠杆作为工具 ， 我们利用它是因为它有省力、省距离等优点
10、。根据杠杆平衡条件 ， 若动力臂大于阻力臂 ， 则省力；若阻力臂大于动力臂 ， 则省距离；即便动力臂等于阻力臂 ， 也可以改变力的方向。另外可通过观察动力、阻力或力臂中某个量的变化 ， 推测其他量的变化。 专题三 杠杆平衡条件及其应用 【典例 3 】 (2 014 绍兴 ) 安全 阀常作为超压保护装置。如图 26 12 是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀 示意图 ， 阀的横截面积 S 为 6 厘米2， 1 2 ， 若锅炉能承受的最大压强为 105帕 ， 大气压强为 105帕 ， 则在B 处应挂 牛的重物。若锅炉承受的最大压强减小 ， 为保证锅炉安全 ， 应将重物向 ( 填 “ 左 ” 或 “ 右
11、” ) 移动。 【解析】 根据题意 ， 得锅炉承受的最大压力 S 105帕 6 10 4米2 ， 作用在阀上的作用力应是 105帕 6 10 4米2 288 牛 ， 在冲开前瞬间 ， 满足杠杆平衡条件 ， 即 F1F22A 3 288 牛 96 牛。若锅炉承受的最大压强减小 ， 即 减小 ， 则 则要求 即重物应向右移动。 【 答案 】 96 右 【类题演练 3 】 (2013 湖州 ) 如图 26 13装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的 “ 密度天平 ” 。其制作过程和原理如下：选择一根长 1 米的杠杆 ， 调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离中点 1 0 厘米的
12、 A 位置用细线固定一个质量为 150 克、容积为 80 毫升的容器。右侧用细线悬挂一质量为 50 克的钩码 ( 细线的质量忽略不计 ) 。测量时往容器中加满待测液体 ， 移动钩码使杠杆在水平位置平衡 ， 在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。 (1) 该 “ 密度天平 ” 的 “ 零刻度 ” 应标在右端离支点 O 厘米处。 (2) 该 “ 密度天平 ” 的量程为多大？ 。 (3) 若将钩码的质量适当增大 ， 该 “ 密度天平 ” 的量程将 ( 填“ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ) 。 【解析】 (1) 在容器中未倒入液体时 ， 直接将相关数据代入杠杆的平衡条件： F 1 l 1 F
13、2 l 2 ， 得 m 1 g 10 厘米 m 2 ， 即 m 1 10 厘米 m 2 l 2 ，将 m 1 150 克 ， m 2 50 克代入 ， 可求出钩码所在的位置 ， l 2 30 厘米这就是该 “ 密度天平 ” 的 “ 零刻度 ” 。 (2) 钩码移至最右端时 ， 该 “ 密度天平 ” 达到了最大量程 ， 同样 根据杠杆的平衡条件 ，若设 l 1 ， O 点距最右端的距离为 l 2 ， 容器的质量为 m 1 ， 钩码的质量为 m 2 ， 容器中加满液体的质量为 m ， 由杠杆的平衡条件 F 1 l 1 F 2 l 2 得 ， ( m 1 m ) m 2 ， 即 ( m 1 m )
14、l 1 m 2 l 2 代入相关数据 ， m 1 150 克 ， m 2 50 克 ， l 1 10 厘米 ， l 2 50 厘米 ，解得 m 10 0 克 ， 再由 00 克80 厘米3 克 / 厘米3。 (3) 钩码的质量适当增大 ， 说明杠杆一侧的力增大 ， 在力臂关系相同的情况下 ， 另一侧的力也会增大 ， 即该 “ 密度天平 ” 的量程将增大。 【 答案 】 (1) 30 (2) 1. 25 克 / 厘米 3 (3) 增大 辨认动滑轮、定滑轮关键在于定滑轮使用时轴固定不动 ， 不随被拉物体一起移动。而动滑轮使用时轴随着被拉物体一起移动。 专题四 辨认动滑轮、定滑轮 【典例 4 】 (2014 台州 ) “ 辽宁舰 ” 服役 ， 圆了中国航母梦。如图 26 14 为航母上简化的蒸汽弹射装置 ， 能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。 (1) 牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为 ( 填 “
