11.1 杠杆 ----2024-2025学年教科版物理八年级下学期
2025-01-24
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特供
内容正文:
1 杠 杆
第3课时 杠杆的分类
第11章 机械与功
01
新知梳理
02
当堂演练
目
录
1. 杠杆的分类:(1) 省力杠杆:动力臂 大于 阻力臂,平衡时动力 小于 阻力,动力作用点移动距离 较大 ;(2) 费力杠杆:动力臂 小于 阻力臂,平衡时动力 大于 阻力,动力作用点移动距离 较小 ;
(3) 等臂杠杆:动力臂 等于 阻力臂,平衡时动力 等于 阻力,不 省力 ,也不 费力 。
2. 使用杠杆时,为了省力,应使用动力臂比阻力臂 长 的杠杆。要使作用在杠杆的动力最小,其相应的 动力臂 应最长。
大于
小
于
较大
小于
大于
较小
等于
等于
省力
费力
长
动力臂
知识点一 判断杠杆的类别
典例1 下列日常生活中所使用的机械或工具,其中属于费力杠杆的是( D )
D
变式1如图所示,赛艇的船桨可看作杠杆,划船时它属于 费力 杠杆,手移动的距离 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)桨在水中移动的距离。
费力
小于
变式2(2024·达州渠县期末)阿基米德说过“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能撬起整个地球。”下列生产和生活中的杠杆,和阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( B )
B
知识点二 动态杠杆问题
典例2 (2024·攀枝花二模)如图所示,轻质杠杆OA的中点处悬挂重为110N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小为 55 N。保持F的方向始终与OA垂直,将杠杆从水平位置匀速提升到B位置的过程中,力F的大小将 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
55
变小
变式3如图所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂L阻和动力F动的变化情况是( C )
A. L阻不变,F动变大 B. L阻不变,F动不变
C. L阻变大,F动变大 D. L阻变大,F动不变
C
知识点三 杠杆的最小力问题
典例3 如图所示,在A点先后施加了作用力F1、F2、F3,杠杆都平衡,则( B )
A. 力F1最小 B. 力F2最小
C. 力F3最小 D. 三个力一样大
B
变式4(2024·自贡富顺二模)道钉撬是一种用于拆除道钉的工具。如图所示,请画出用道钉撬撬起道钉A所用最小力F1及其力臂L1。
1. 如图,园林工人使用的剪刀属于 省力 杠杆,环卫工人使用的扫帚可以省 距离 。
省力
距离
1
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13
14
2. 如图所示为同学们常用的夹子,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把 B 点看作支点,此时该夹子可近似看作 等臂 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
B
等臂
1
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14
3. 水龙头手柄可视为如图所示的杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头,其中用力最小的是 b 方向,此时水龙头手柄是 省力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
b
省力
1
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14
4. 如图所示,当用镊子夹取物体时,镊子相当于 费力 (选填“省力”或“费力”)杠杆,它的支点在 A 点。若手压的位置越靠近 C 点,则夹起物体时用力越小。
5. (2024·连云港东海三模改编)下列杠杆中属于费力杠杆的是( D )
费力
A
C
D
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6. (2024·襄阳南漳模拟)如图,用一个始终水平向右的力F把杠杆OA从图示位置缓慢拉至接近水平的过程中,力F的大小将( A )
A. 变大 B. 不变
C. 变小 D. 先变小,后变大
A
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7. 图甲是压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是简化示意图,图中O为支点,F2为压饺子皮时作用在B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最小动力F1及阻力F2的力臂L2。
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8. (2024·烟台)如图,骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统,人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆的说法正确的是( D )
A. 图甲:手托重物时,可视为省力杠杆
B. 图甲:手托重物时,肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C. 图乙:踮脚时,可视为费力杠杆
D. 图乙:向上踮脚的过程中,腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
D
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9. (2024·遂宁射洪校级期末)如图,轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物,在A端施加一个拉力F,逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置,这个过程中杠杆始终在水平位置平衡,下列说法正确的是( D )
A. 力F的大小变大
B. 力F的大小先变大后变小
C. 力F的力臂先变小后变大
D. 力F和它力臂的乘积始终保持不变
D
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10. (2024·常州天宁校级段考)为了拔除外来入侵物种“加拿大一枝黄花”,农业专家自制轻质拔草器,将拔草器左下端的叉子插入植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起。若拔同一植株,手施力最小的是( C )
C
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11. (2023·攀枝花)图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的装置由两个杠杆组合而成,图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重为5N,重心位于DC中点的正上方,AO1=30cm,O1B=20cm,桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示,脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。
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(1) 杠杆AO1B是 省力 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2) 若要把桶盖翻开,则脚对踏板A处的压力至少为 20 N。
省力
20
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12. (2024·德阳中江段考)如图所示,OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆,OA垂直于AB,且OA长度为40cm,AB长度为30cm,在OA中点C处挂一质量为1kg的物块,要求在端点B处施加一个最小的力F,使杠杆在图示位置平衡,则力F的力臂应是 50 cm,最小的力F是 4 N。(g取10N/kg)
第12题
50
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13. 如图所示,轻质杠杆OABC能够绕O点转动,OA=BC=20cm,AB=30cm,在B点用细线悬挂重为100N的物体G。
(1) 为了使杠杆在图示位置平衡,请在杠杆上画出最小动力F的示意图。
解:(1) 如图所示
(2) 求最小动力F的大小。
解:(2) 由数学知识可得,动力臂OC=50cm,故根据杠杆平衡条件可得,F×OC=G×OA,代入数值可得,F×50cm=100N×20cm,解得F=40N
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14. (2024·武威凉州校级二模)用如图所示的均匀杠杆提升重物,已知OA=OB,设作用在A端的力F始终竖直向下,在将重物慢慢匀速提升到一定高度的过程中,下列判断正确的是( A )
A. F的大小将保持不变
B. F的大小先变大,后变小
C. 该杠杆是省力杠杆
D. 若将拉力F换成重物G,不可能在如图所示位置平衡
第14题
A
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$$1 杠 杆
第2课时 杠杆的平衡条件
第11章 机械与功
01
新知梳理
02
当堂演练
目
录
1. 当动力和阻力对杠杆的转动效果 互相抵消 时,杠杆将处于平衡状态,叫作杠杆平衡。
2. 杠杆平衡的条件是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 ,或写成 F1L1=F2L2 。
互相抵消
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1L1=
F2L2
知识点一 探究杠杆的平衡条件
典例1 (2024·固原原州校级段考)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1) 实验开始时,杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)移动,在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是 便于测量力臂大小 。
右
便于测量力臂大小
(2) 调节杠杆平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,得到如表中的实验数据:
次 序 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 5 8 8 5
2 4 10 10 4
3 3 15 15 3
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是 F1L1=F2L2 。
(3) 杠杆平衡后,小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 三 个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
F1L1=F2L2
三
变式1(2024·乐山五通桥一模)如图,在“探究杠杆平衡条件的实验”中,下列说法错误的是( D )
D
A. 如图甲所示,实验前,若杠杆右端下沉,则应将左端的平衡螺母向左调节
B. 如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂6个相同的钩码
C. 调节杠杆直到在水平位置平衡,目的是实验时便于测量力臂
D. 如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置,则测力计竖直向下拉能给实验带来方便
知识点二 杠杆平衡条件的简单应用
典例2 (2024·凉山期末)如图甲所示,爸爸和小华玩跷跷板,若要使跷跷板在水平位置平衡,则爸爸应该适当往 左 (选填“左”或“右”)移动。图乙为在水平位置平衡的简化图,不计杠杆自重,若小华的质量为27kg,则爸爸的质量为 60 kg。
左
60
变式2(2024·绵阳梓潼期末)如图所示,独轮车车斗和车内的煤受到的总重力G为1000N,此重力作用在B点,O为支点。工人师傅把车抬起时,求作用在车把上A点竖直向上的力F。
解:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,作用在车把上A点竖直向上的力F应满足F×(70cm+30cm)=1000N×30cm,解得F=300N
1. 当杠杆静止时如图所示,此时杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。为了 便于测量力臂 ,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节。
第1题
平衡
便于测量力臂
右
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2. (2024·绵阳三台期末)某同学进行“探究杠杆平衡条件”的操作,调平后,在杠杆两侧挂上不同数量、质量相同的钩码,其中能让杠杆在水平位置平衡的是( D )
D
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3. 爸爸领着小梅玩跷跷板。下列最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是( B )
B
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4. (2024·绵阳涪城校级开学)如图,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧各去掉一个质量相同的钩码,杠杆会( B )
A. 左端下降 B. 右端下降
C. 仍然平衡 D. 无法判断
B
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5. (2024·广安邻水期末)如图所示,小猴与小兔一起发现一个胡萝卜,想要平分,小猴找来一个小石块支起胡萝卜,使其水平平衡,小猴要左侧部分,小兔要右侧部分,则获取的萝卜( A )
A. 小猴多 B. 小兔多
C. 二者一样多 D. 无法判定
A
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6. 如图为用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆,若动力F1为200N,动力臂L1为1.2m(图中未画出),阻力臂L2为0.06m,不计道钉撬自身重力。
(1) 请在图中画出动力臂L1。
解:(1) 如图所示
(2) 求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
解:(2) 杠杆平衡时,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2解得,道钉对道钉撬的阻力F2===4×103N
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7. 如图所示,轻质杠杆AOB的支点是O,AO=BO,在A端挂重物G1、B端挂重物G2,杠杆刚好在如图所示的位置平衡,若将G1、G2 的位置对调,则杠杆( B )
A. 保持平衡 B. A端下沉
C. B端下沉 D. 以上均有可能
B
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8. (2024·绵阳江油开学)如图所示衣架的挂钩两侧等距离安装着四个夹子。将三条相同的毛巾按下列各种挂法晾晒在室外的铁丝上,能让衣架在水平方向保持平衡的是( B )
B
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9. (2024·达州开江期末)如图所示,杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动,OB=2BA,在B点挂一重物,在A点施加竖直向上的动力F1使杠杆OBA水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计),下列说法正确的是( C )
C
A. 如果重物的悬挂点B向O点移动,要使杠杆水平平衡,F1应变大
B. 作用在A点的力F1的大小为0.5G
C. 若保持F1的方向始终竖直向上不变,使重物从图中位置匀速升高,F1大小将不变
D. 若将作用于A点的力F1变为图中F2,要使杠杆水平平衡,F2应小于F1
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10. (2024·自贡)如图所示,小王在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为50g的钩码若干个(g取10N/kg)。
(1) 如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,则可将左端的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
右
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(2) 在图乙中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码同时向外移动一格,则杠杆 左 (选填“左”或“右”)端下沉。
(3) 如图丙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,拉力大小为 2 N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
左
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变大
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11. 杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具,如图的杆秤可视为杠杆,提纽处为支点O,若不计杆和秤盘自重,当在秤盘处放置被称物体后处于平衡状态,已知AO=2cm,OB=20cm,秤砣的重力为10N。求:(g取10N/kg)
(1) 秤砣的质量。
解:(1) 秤砣的质量m砣===1kg
第11题
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(2) 被称物体的重力。
解:(2) 不计杆和秤盘自重,F1=G砣=10N,根据杠杆的平衡条件可得,F1×OB=F2×OA,即10N×20cm=F2×2cm,解得F2=100N,即被称物体的重力G物=F2=100N
第11题
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11
12
(3) 这杆秤所称量物体的最大重力为200N,这杆秤OC的最小值。
解:(3) 根据杠杆的平衡条件可知,物重最大时,F1的力臂最大,此时有F1×OC=F2'×OA,即10N×OC=200N×2cm,解得OC=40cm
第11题
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12
12. (2024·凉山会东模拟)一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图所示。已知ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,则下列判断正确的是( B )
A. A端下降 B. B端下降
C. 仍然平衡 D. 无法判断
B
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$$1 杠 杆
第1课时 杠 杆
第11章 机械与功
01
新知梳理
02
当堂演练
目
录
1. 只要在 力 的作用下能够绕 支撑点 转动的 坚实物体 都可以看作杠杆。
力
支撑点
坚实物体
2. 杠杆的五要素:
(1) 支点:杠杆绕着转动的 支撑点 ,用 O 表示;(2) 动力:使杠杆转动的力,用 F1 表示;(3) 阻力:阻碍杠杆转动的力,用 F2 表示;(4) 动力臂:从支点到动力作用线的距离,用 L1 表示;(5) 阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用 L2 表示。
支撑点
O
F1
F2
L1
L2
知识点一 认识杠杆的五要素
典例1 (2024·无锡梁溪校级开学)如图,若把铁锹看作是费力杠杆,则图中A、B、C三点中,支点是 C 点,动力作用点是 B 点,阻力作用点是 A 点。
C
B
A
变式1(2024·徐州邳州校级段考)如图是同学们常用的燕尾夹,当用力按住C点打开该夹子口时,可把 B 点看作支点,动力的作用点为 C 点,阻力的作用点为 A 点。(选填“A”“B”或“C”)
B
C
A
典例2 如图是一种新型开瓶器,借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖,该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是( D )
D
变式2(2024·济南三模)济南大明湖龙舟赛已成功举办二十三届,每年都吸引上万市民和游客驻足观看,在省内外引起广泛关注与好评。如图所示,运动员一手紧握船桨的末端,另一手用力划桨,此时的船桨可看成一个杠杆,下列各图能正确表示其原理的是( A )
A
典例3 (2024·济南莱芜模拟)下列杠杆中,动力的力臂用L表示,图中所画力臂正确的是( D )
D
知识点二 会画杠杆的动力臂和阻力臂
典例4 如图所示,画出杠杆所受力F1、F2的力臂L1、L2。
变式3分别作出下图杠杆所受力F1、F2的力臂。
1. 杠杆在我国古代就有许多巧妙应用,护城河上安装的吊桥就是一个杠杆,如图所示,它的支点是 B 点,动力作用点是 A 点,阻力是 吊桥重力 。
B
A
吊桥重力
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17
2. 如图所示,O点为杠杆的支点(转轴),F为作用在A端的力。图中的虚线OA沿杆的方向、AB沿力F的方向、OB与AB垂直,其中表示作用在A端的力F的力臂的是 OB (选填“OA”“AB”或“OB”)。
OB
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17
A. 以B为支点,动力方向向下的杠杆
B. 以B为支点,动力方向向上的杠杆
C. 以A为支点,动力方向向下的杠杆
D. 以A为支点,动力方向向上的杠杆
3. (2024·泸州合江期末)如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是( D )
D
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17
4. (2024·常州天宁校级二模)人体的各种运动相当复杂,但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的,其模型就是杠杆,如我们做抬头、抬腰、垫脚等动作时,就用到了身上各种各样的杠杆。如图所示,晓华同学正在做俯卧撑,此时人体可视为一个杠杆,下列各图能正确表示其原理的是( D )
D
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17
5. 在图中作出杠杆上动力F的力臂L。
6. (2024·柳州三模)在图中画出动力F1的力臂L1和阻力F2。
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17
7. (2024·商丘梁园校级二模)如图所示是用钓鱼竿钓鱼的情景,其中动力为F1,请在图中作出动力臂L1与阻力F2。
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8. 下列关于杠杆的几个名词的说法中,正确的是( D )
A. 力臂一定在杠杆上
B. 作用在杠杆上的动力、阻力的方向一定相反
C. 力臂是支点到力的作用点的距离
D. 力的作用线通过支点,其力臂为0
D
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9. 如图所示,工人师傅将油桶推上台阶,下列说法正确的是( C )
A. 这不能看成杠杆,因为油桶是圆的
B. 这不能看成杠杆,因为没有支点
C. 这可以看成杠杆,因为满足杠杆的所有条件
D. 这可以看成杠杆,支点就是横截面的圆心
C
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10. (2024·南京雨花台模拟)用力打开夹子过程中,标注的夹子支点、动力、阻力正确的是( A )
A
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11. 如图所示,力F的力臂是( B )
A. OA B. OC C. OD D. OF
B
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12. (2024·渭南合阳段考)如图是超市用的手推车,当前轮遇到障碍物,应该是 压 (选填“压”或“抬”)车把,支点是点 C ,当后轮遇到障碍物,应该是 抬 (选填“压”或“抬”)车把,支点是 B 。
压
C
抬
B
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13. (2024·上海静安校级三模)小王把地面上的石块用撬棒撬起,可沿DM或DN两个方向用力,如图所示。若撬棒的支点在A点,则阻力作用点在 B 点,他是沿 DM (选填“DM”或“DN”)方向用力的;若撬棒的支点在C点,则他是沿 DN (选填“DM”或“DN”)方向用力的。
B
DM
DN
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14. 如图所示,有一杠杆可绕O点转动,在其中点挂一重物,现在A端施加动力FA。
(1) 如果动力FA沿F1的方向,那么其动力臂是 OC ,阻力臂是 OD 。
(2) 如果动力FA沿F2的方向,那么其动力臂是 OA 。
(3) 如果动力FA沿F3的方向,那么其动力臂是 OB 。
(4) 如果动力FA沿F4的方向,那么其动力臂是 0 。
OC
OD
OA
OB
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15. 如图所示为渔民在小河捕鱼的情景,请画出杠杆AB的支点O及力F1、F2的力臂L1和L2。
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16. (2024·成都温江模拟)如图所示,用开瓶器打开瓶盖,请画出:① 动力F1的力臂;② 阻力F2的示意图。
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17. (2024·菏泽巨野一模)请在图中作出杠杆静止时L1对应的力F1和F2的力臂。
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