12.1 杠杆讲义 2023-2024学年人教版八年级下册物理

►第十二章 简单机械 第1节 杠杆 ■重点01 杠杆及其五要素 【例题】（2023秋•滨海县期中）如图是教室壁挂式实物展台示意图，MN为展示台面，PQ为连杆拉柱展示台，m为展示物，以下能正确表示展台杠杆模型的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆，固定点为支点，根据动力、阻力的方向分析。 【解答】解：根据题意可知，该装置为一个杠杆，MN能绕 N点转动，所以N点为支点O；展示物对 MN的压力为阻力F2，方向向下；PQ对杠杆的拉力为动力F1，方向沿QP斜向上，故B正确。 【点评】本题考查了杠杆的五要素，属于基础题。 解法揭秘 1．在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。杠杆模型必须包含三个方面： （1）必须是一根在力的作用下不易发生形变的硬棒； （2）要有力的作用； （3）能绕某固定点或轴转动。 注意：杠杆可直可曲，形状任意。 2．杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 （1）杠杆的支点一定在杠杆上；有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。 （2）动力和阻力使杠杆的转动方向相反，但它们的方向比一定相反。 （3）力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离。力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上。 闯关演练 【闯关01】（2023•南充模拟）如图所示，是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。这也是一个杠杆，那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点对应位置正确的是（　　） A．A﹣B﹣C B．A﹣C﹣B C．B﹣C﹣A D．C﹣A﹣B 【答案】B 【分析】杠杆五要素是： 1、支点：杠杆绕着转动的点，通常用字母O来表示。 2、动力：使杠杆转动的力，通常用F1来表示。 3、阻力：阻碍杠杆转动的力，通常用F2来表示。 4、动力臂：从支点到动力作用线的距离，通常用L1表示。 5、阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，通常用L2表示。 【解答】解：人们日常生活中用起子开瓶盖时，起子绕A点转动，所以这个杠杆的支点是A点；手对C点施加的力使杠杆向上转动，即动力，所以动力作用点是C点；瓶盖对B点施加的力阻碍杠杆向上转动，即阻力，所以阻力作用点是B点。故选：B。 【点评】本题考查的是杠杆的五要素，属于简单机械章节的常规考查。 【闯关02】（2023•淄博）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（　　） A．前臂杠杆是省力杠杆 B．肘关节处可以视为支点 C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力 D．前臂保持水平时，阻力臂最长 【答案】A 【分析】首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂，比较力臂大小得出杠杆类型；根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，并结合力臂的概念进行分析。 【解答】解：ABC、用手向上举物体时，肘关节处可以视为支点，肱二头肌对前臂杠杆的牵引力使得杠杆转动，是动力，根据图中知，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆，故A错误，BC正确；D．前臂保持水平时，从支点到阻力的距离最大，阻力臂最长，故D正确。 【闯关03】（2023•锦州）如图所示是中医用切刀切药材的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点的最小力F及其力臂L。 【答案】如图所示 【分析】（1）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离； （2）杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1L1＝F2L2），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。 【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，要求在A点用力，连接OA，则OA就是最长的动力臂L；由题意可知，要在A点用最小的力F将药材切开，杠杆应按顺时针转动，则动力应垂直于力臂L向下，据此可画出最小动力F的示意图。如答案图所示。 【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论。 ■重点02 杠杆的分类 【例题】（2023•四川）下列工具中，人们正常使用时，属于费力杠杆的是（　　） A．钢丝钳 B．筷子 C．修枝剪刀 D．开瓶器 【答案】B 【分析】结合生活经验和图片，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解：钢丝钳、修枝剪刀、开瓶器在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；筷子在使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选：B。 【点评】此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：（1）省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；（2）费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；（3）等臂杠杆，动