专题01 简单机械和功1（杠杆与杠杆的平衡条件）-2023年新九年级物理暑假自学夯实基础课程（苏科版）

第十一章 简单机械和功 一、杠杆与杠杆的平衡条件 知识点一：杠杆的概念 1、定义：在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。 2、杠杆的五要素： （1）支点（O）：杠杆绕着转动的点 （2）动力（F1）：使杠杆转动的力 （3）阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力 （4）动力臂（l1）：从支点到动力作用线的距离 （5）阻力臂（l2）：从支点到阻力作用线的距离 杠杆必须具备的特征：一是比较坚硬，在使用时不会变形；二是在力的作用下能绕固定点转动。 3、力臂的画法： （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O； （2）画出动力作用线F1及阻力作用线F2，画的时候需要用虚线将力的作用线延长； （3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母l1、l2以表示动力臂和阻力臂。 知识小结：画力臂，一定点（支点），二画线（力的作用线），从点向直线作垂线，力臂就是垂线段（支点到垂足）。 知识点二：杠杆的平衡条件 1、杠杆平衡：杠杆平衡即是指杠杆在力的作用下，处于静止不动或匀速转动的状态。 2、杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示为：； 或写成比例式：。 知识点三：杠杆的种类 1、省力杠杆：省力杠杆的动力臂l1大于阻力臂l2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。 特点：省力费距离。 2、费力杠杆：费力杠杆的动力臂l1小于阻力臂l2，平衡时动力F1大于阻力F2，即用较大的动力才可以克服较小的阻力。 特点：省距离费力。 3、等臂杠杆：这类杠杆的动力臂l1等于阻力臂l2，平衡时动力F1等于阻力F2，即用多大的动力就可以克服多大的阻力。 特点：即不省力也不省距离。 知识点四：杠杆的应用 思考：试说明下列图中分别是什么杠杆？ 1、使用杠杆时最小力的作法：支点与动力作用点之间的连线就是最长的力臂，则垂直于力臂的力就是最小的力（注意力的方向）。 2、分析杠杆上力的变化的方法：杠杆使用过程中，由于力臂的变化会导致力发生变化。此时，应仔细分析公式中每个量的变化情况，再得出结论。 3、综合应用杠杆平衡条件作图、计算和判断时，可以巧记口诀： 平衡看乘积，不能只看一；动力若最小，力臂要最长。 【巩固训练】 例1：如图（1）所示是一种健身器械，AOB可视为一个杠杆，O是它的支点。 （1）小明用力向下拉杠杆时，重物被抬起。此时的AOB是一个 （填“省力”或“费力”）杠杆。 （2）他如果想更容易地抬起重物，则应该将手 （填“靠近”或“远离”）O点，这是因为增大了 。 例2：筷子是我国传统的用餐工具，它应用了杠杆的原理，如图（2）甲所示。请你在图（2）乙中标出这根筷子使用时的支点O。并画出动力F1和阻力臂L2。 图（1） 图（2） 例3：如图所示，轻质杠杆支点为O，在已调平的杠杆两端分别挂上一些钩码，每个钩码的质量相等，杠杆恰好在水平位置平衡，如果两边各拿走一个钩码，杠杆将（ ） A. 仍保持平衡并静止 B. 不平衡，向顺时针方向转动 C. 不平衡，向逆时针方向转动 D. 仍保持平衡，但要转动 例4：如图所示是一个质量分布均匀的物体，现用细线将物体悬挂起来，物体在水平位置平衡。如果在悬挂处沿竖直方向将物体分成左右两部分，则（ ） A. 左边部分质量较大 B. 右边部分质量较大 C. 两边质量一样大 D. 无法比较 例5：探究杠杆的平衡条件 （1）若杠杆在使用如图甲所示，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向 （填“左”或“右”）调节至平衡。杠杆平衡后，在整个实验过程中 （填“可以”或“不可以”）再旋动两侧的螺母。在实验前将杠杆调节至平衡的目的是： 。 （2）下列实验步骤中 A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 B. 计算每次实验中F1·l1和F2·l2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件。 C. 改变钩码的个数和位置，重复实验。 D. 记下动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2的大小，将数据填入表格中。 E. 将钩码挂在杠杆的支点两边，先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡。 实验操作的正确顺序是： 。 （3）每个钩码重1N，杠杆上每格长度是4cm。下表是某同学记录的实验