3.4简单机械（杠杆讲义）——2023-2024学年浙教版九年级上学期科学

九上：3.4简单机械---杠杆 一． 杠杆的概念 在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。实际应用的杠杆可以是直的，也可以是弯的。 ①都是硬棒(形状可直可弯，可方可圆，但质地坚硬)； ②都受到两个作用效果相反的力(一个使它顺时针转动，一个使它逆时针转动)； ③工作过程都能够绕着固定点转动； 如果一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫作杠杆。 二.杠杆五要素 （1）五要素 支点：杠杆绕着转动的固定点O； 动力：使杠杆转动的力F1； 阻力：阻碍杠杆转动的力F2； 动力臂：支点到动力作用线的距离l1； 阻力臂：支点到阻力作用线的距离l2。 【注意】力臂不是从支点到力的作用点的距离。 (2)杠杆的五要素可以用杠杆示意图表示出来。 (3)力臂的画法： ①首先确定支点O. ②画好动力作用线及阻力作用线。画的时候可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，则支点到垂足的距离就是力臂。 ④最后用大括号勾出力臂(或在线段两端标上箭头表示力臂的端点)，在旁边分别用字母l1和l2表示动力臂和阻力臂。 三.探究杠杆平衡条件 （1）杠杆平衡：指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。 （2）实验中使杠杆在水平位置平衡的目的：排除杠杆自重的影响，便于测出力臂的值。 （3）调节杠杆水平平衡时可调节杠杆两端的平衡螺母。 （4）实验拓展：实验时，若只用钩码，则钩码应挂在杠杆两端；若只在杠杆一端挂钩码，则可以在同一端用弹簧测力计向上拉，且方向为竖直向上。 四.杠杆平衡条件 杠杆平衡时有：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （1）表达式：若用F1表示动力，F2表示阻力，l1表示动力臂，l2表示阻力臂。则有： 或 （2）探究时注意的问题： ①实验前要先调节杠杆两端平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 ②在实验时不能移动平衡螺母。 ③在加减或移动钩码时，要使杠杆在水平位置平衡。 ④实验不能只凭一组数据得到结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论。 五.杠杆的应用 (1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂，即l1> l2，杠杆平衡时，动力小于阻力，F1<F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。使用省力杠杆的好处是省力，但是动力移动的距离却比阻力移动的距离大。省了力，却费了距离。举例：铡刀、剪铁皮的剪刀、起钉锤、起子等。 (2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂，即l1< l2，杠杆平衡时，动力大于阻力，F1>F2，即使用费力杠杆费力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小。费了力，却省了距离。举例：钓鱼竿、理发剪刀、镊子等。 (3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，即l1= l2，杠杆平衡时，动力等于阻力，F1=F2，即使用等臂杠杆既不省力也不费力，既不省距离也不费距离，但可以改变动力的方向，使工作方便。举例：天平。 【巩固提高】 一、选择题 1．《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图。杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（　　） A．“重”增大时，N端上扬 B．“权”增大时，M端上扬 C．“权”向右移时，N端下沉 D．提纽向右移时，M端上扬 2．如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验，下列说法正确的是（） A．图甲，实验前杠杆斜静止，说明杠杆没有处于平衡状态 B．图甲，为使杠杆处于水平状态，应将杠杆右端的平衡螺母向左调 C．图乙，在AB处各增加一个钩码，杠杆仍然能保持平衡 D．图丙，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大 3．如右图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆（   ） A．仍能平衡 B．不能平衡，小球那端下沉 C．不能平衡，大球那端下沉 D．无法判断 4．如图所示，使用时属于费力杠杆的是（    ） A．镊子夹石块 B．起子开瓶盖 C．羊角锤拔铁钉 D．天平称物体质量 5．关于超市手推车(如图为侧视图)下列说法正确的是(    ) A．当前轮遇到障碍物A时，需向下压扶把，手推车可以视为以B为支点的杠杆 B．当后轮遇到障碍物A时，需向上抬扶把，手推车可以视为费力杠杆 C．货物越靠前(B点)，前轮过障碍物Ａ所需向下压的力越大 D．货物越靠前(B点)，后轮过障碍物A所需向上抬的力越大 6．下列工具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是（　　） A．用镊子夹取物体 B．用钢丝钳剪铁丝 C．用开瓶器开啤酒 D．用木棍撬石块 7．如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面,则(    ) A．F1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2倍 B．F1>F2，因为甲方法的动力臂长 C．F1>F2，因为乙方法的动力臂短 D．F1<F2，因为乙方法