11.1 杠杆-2020-2021学年九年级上册物理精讲精练（苏科版）

第11章　简单机械和功 11.1　杠杆 目录 1 3 3 6 8 一、杠杆 1.定义 （1）定义：在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。 （2）杠杆可以是直的，亦可以是弯的，硬棒理解为不可变形的棒。 【重点提示】 (1)硬棒不一定是直的，形状可以是任意的。 (2)一个物体是否可以抽象成杠杆，看是否具备两个条件：一是要硬，在力的作用下，不变形或者变形很小；二是在力的作用下能绕某一固定点转动。 2.杠杆的五要素 （1）杠杆的五要素 支点：杠杆绕着转动的点。 动力：使杠杆转动的力。 阻力：阻碍杠杆转动的力。 动力臂：从支点到动力作用线的距离。 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。 【重点提示】 (1)弄清动力臂和阻力臂，首先弄清“力的作用线”的概念，经过力的作用点，沿力的方向所引的直线叫作用线。 (2)力臂指的是从支点到力的作用线的距离。 (3)画力臂，先找到作用点，然后确定力的作用线位置，最后做出点到直线的距离。 二、杠杆的平衡条件 1. 杠杆平衡的定义：在力的作用下，如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动，我们就说杠杆平衡了。 2. 探究杠杆平衡条件的实验 实验步骤： ①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。 ②在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，通过改变钩码的位置或数量，使杠杆重新在水平位置平衡。 ③测量多组数据。 结论：当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂； 实验方法：实验过程中采用了控制变量法进行探究。 【重点提示】 ①调节杠杆时，要使杠杆在水平位置平衡，主要是为了便于直接从杠杆上读出力臂； ②利用弹簧测力计方向要始终沿竖直方向。 ③实验过程中，不能再调节平衡螺母。 ④实验至少做三次，防止实验结果的偶然性。 3. 杠杆的平衡条件 动力×动力臂=阻力×阻力臂；即F1L1=F2L2，这个平衡条件是阿基米德发现的，被称为杠杆原理。 三、杠杆分类 1.比较物体运动快慢的方法 （1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂 省力费距离 铡刀、羊角锤、手推车、撬棒等。 （2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂 费力、省距离 起重臂 理发剪刀 钓鱼竿 （3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂 不省力、不费力 天平等。 【教材剖析】[课后习题]教材P8 （a）图羊角锤是省力杠杆； （b）图镊子是费力杠杆； （c）图钓鱼竿是费力杠杆； 1、杠杆的平衡条件与实验 动力×动力臂=阻力×阻力臂；即F1L1=F2L2 杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。 【重要提醒】 实验步骤： ①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。 ②在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，通过改变钩码的位置或数量，使杠杆重新在水平位置平衡。 ③测量多组数据。 结论：当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂； 实验方法：实验过程中采用了控制变量法进行探究。 【例1】（2019·苏州）利用杠杆开展相关实验探究： （1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右”）调节，直到杠杄在水平位置平衡； （2）如图乙所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 　N；若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会　 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； （3）始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计拉力的力臂　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小　 　。 【常考1】力臂作图 【例1】（2019·眉山）如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图。 【例2】（2019·自贡）如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图，并作出F2的力臂l2。 【重要提醒】 画力臂的步骤：首先在杠杆的示意图上，确定支点O，再从支点O向力的作用线作垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂。力臂用虚线表示，支点到垂足用大括号勾出，并用字母L1表示是动力臂。注意力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，不要错误地理解为从支点到力的作用点的距离。 【常考2】杠杆的分类 【例3】（2019·扬州）下列工具属于省力杠杆的是（　　） A．镊子 B．船桨 C．钓鱼杆