内容正文:
物理
1
2
模块四 力 学
大单元3 功 功率 机械能 简单机械
命题点3 杠 杆
3
考点1 杠杆的认识及平衡条件[2025.18(4)、2024.14、2022.7A]
定义 一根硬棒在力的作用下能绕着①________转动,这根硬棒就
是一个杠杆(注意:这根硬棒是直的也可以是弯的)
杠杆的
五要素 (1)支点:杠杆可以绕其转动的点,用字
母 表示;
(2)动力:使杠杆转动的力,用字母 表
示;
固定点
4
杠杆的
五要素 ______:阻碍杠杆转动的力,用字母
表示;
(4)动力臂:从支点到③____________的
距离,用字母 表示;
(5)阻力臂:从支点到④____________的
距离,用字母 表示
杠杆平
衡条件 动力×动力臂 阻力×阻力臂,即⑤____________(填公式)
阻力
动力作用线
阻力作用线
续表
5
对杠杆的理解
(1)动力、阻力都是杠杆受到的力,所以它们的作用点都必须在杠杆上;
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向一定相反.
(2)力臂是支点到线(力的作用线)的距离而不是支点到点(力的作用
点)的距离.
(3)判断杠杆是否平衡,应该比较力和力臂的乘积是否相等,而不是比
较动力和阻力的大小.哪一端力和力臂的乘积较大,杠杆会向哪一端倾斜.
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考点2 杠杆的分类及其特点
1.杠杆类型的判断
类型 力臂大小关系 特点 应用举例
省力
杠杆 动力臂⑥____阻力臂 省力费距离 撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳、
手推车、花枝剪刀等工具在正常
使用时
费力
杠杆 动力臂⑦____阻力臂 费力省距离 筷子、镊子、笤帚、起重机的吊
臂、人的前臂、钓鱼竿、船桨等
在正常使用时
大于
小于
7
类型 力臂大小关系 特点 应用举例
等臂
杠杆 动力臂⑧____阻力臂 既不省力也不
费距离 天平、跷跷板、定滑轮等
等于
2.轮轴:轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,实质是变形的杠杆,轴
心为支点,大轮半径为动力臂,小轮半径为阻力臂.动力作用在大轮上时省力
(如汽车的方向盘),动力作用在小轮上时费力(如变速自行车的后轮).
续表
8
考点3 杠杆相关作图[2023.17(2)]
★画杠杆力臂的一般步骤和方法
(1)找点:在杠杆上确定支点 (杠杆绕其转动的点);
(2)画线:根据动力和阻力的方向作动力作用线和阻力作用线
(有时需要用虚线将力的作用线正向或反向延长);
(3)作垂线段:从支点 向力的作用线引垂线,画出直角符号,则从支点
到垂足的距离就是力臂;
(4)标示:力臂有虚线和实线两种画法:力臂用实线时,要在两端加箭
头表示;力臂用虚线时,要用大括号括起来表示.然后分别在旁边标上字母。
. .
. .
9
【即时练习1】 如图所示,杠杆保持静止,为支点,请作出动力
的力臂和阻力 .
如答图所示
10
★找杠杆最小动力的方法
找支点 找最大动力臂(动力作用点与支点的连线,若未规定动力作用
点,则选杠杆上离支点最远的点) 作最小动力(方向与力臂垂直,再
根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反来确定最小动力的具体方向.支点在
两力中间时,动力和阻力方向相同;支点在两力同侧时,动力和阻力方向
相反)
. .
. .
. .
11
【即时练习2】 如图所示为垃圾桶盖的简化示意图, 为转轴,请在图中
画出打开垃圾桶盖时作用在点的最小动力 和桶盖所受重力的示意图.
如答图所示
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1.如图所示,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( )
A. B.
C. D.
√
13
2.如图所示是三种类型的剪刀,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会
选择___(选填“A”“B”或“C”) 剪刀,这样选择是为了______(选填“省力”
“省距离”或“省功”).
第2题图
A
省力
14
3.如图所示是奥运会赛艇女子四人双桨决赛时的画面,运动员手移动的距
离______(选填“大于”“小于”或“等于”)桨在水中移动的距离,此时船桨
是______杠杆.
第3题图
小于
费力
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4.[2024白银]用如图所示的扳手拧螺丝时,一只手稳住扳手的十字交叉部
位,另一只手用同样大小和方向的力在___(选填“”“”或“ ”)点更容易
拧动螺丝,原因是________________________________________.
第4题图
在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力
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5.[生活小妙招]如图甲所示,用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖,模型
如图乙所示,它是以___(选填“”或“ ”)为支点的省力杠杆,手在___
(选填“”或“ ”)点向下压时会更省力.
第5题图
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6.如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图.
小华想要更省力,下列做法可行的是 ( )
第6题图
A. 支点不动,脚在杆上的位置前移
B. 将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C. 将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
D. 将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
√
18
第7题图
7.[2024烟台]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
体中的杠杆说法正确的是( )
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
√
19
第8题图
8.(多选)如图是《天工开物》中古人从水井提水的模
型图.小华看到后有了下列几点思考,请你选出小华正确的
观点( )
A. 小华认为这是一个费力杠杆模型
B. 将支点向靠近人的方向移动,可以更加省力
C. 使用时,省力但费距离
D. 所提水的质量越大,越省力
√
√
20
第9题图
9.如图所示,轻质杠杆可绕固定点转动, . 在点处悬挂物体,
在 点处竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡,拉力为 .下列说法正确
的是( )
A. 的大小为物重的2倍
B. 物重增加,的大小也增加
C. 物体悬挂点右移,拉力 会增大
D. 将改为沿图中虚线方向,拉力 会减小
√
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10.小明使用如图所示的钢丝钳剪铁丝,他使用钳子主要是为了______(选
填“省力”“增大压强”或“增大摩擦”),剪铁丝时动力臂长为 ,阻力臂
长为,若铁丝被剪断需的力,小明至少用_____ 的力才能将铁
丝剪断.
第10题图
省力
200
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11.搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力 ,独轮车有
关尺寸如图所示,则动力_____ .为了更省力,工人师傅可以采取的
措施是______________________________________(写出一条即可).
第11题图
420
手向后移动(或将砖头放在靠近轮子处)
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探究杠杆的平衡条件
[2025.18、2021.19、2020.18(1),2022版课标必做实验]
1.实验装置(如图1)
图1
2.实验器材及其作用:带支架的匀质杠杆(有刻度)、质量
相等的钩码若干(质量已知).
(1)有刻度的杠杆:______________.
方便测量力臂
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(2)若干个质量相等的钩码:只能改变和确定某些固定数值的力,不能任意
改变力的大小和方向,力的方向只能__________.
(3)实验器材的改进及其优点:用弹簧测力计替代杠杆一端的钩码,其优
点是能任意改变力的大小和______,方便得出普遍规律.
竖直向下
方向
. .
图1
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3.设计与进行实验
(1)实验前,选择杠杆中点作为支点的目的:____________________;
调节杠杆在水平位置平衡的目的:____________________.
消除杠杆自重对实验的影响
实验中便于测量力臂
(2)实验前,杠杆静止时如图2所示,则杠杆处于______(选填“平衡”或
“非平衡”)状态,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向
____(选填“左”或“右”)调节.通过调节平衡螺母使杠杆水平平衡的原则是
“左高向左调,右高向右调”.实验过程中______(选填
“能”或“不能”)通过调节平衡螺母使杠杆水平平衡.
平衡
左
不能
. .
26
(3)图1实验中,多次改变杠杆两端所挂钩码的数量和______,使杠杆在
水平位置平衡,然后记下多组对应的、和、 ,然后分析数据,总
结规律.
位置
4.实验结论:杠杆平衡条件:动力×动力臂阻力×阻力臂 .
图1
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5.交流与反思
(1)多次实验测量多组实验数据的目的:避免实验数据的偶然性,使结
论具有普遍性.
(2)[科学论证]分析处理实验数据时,______(选填“能”或“不能”)比较
“动力动力臂”与“阻力 阻力臂”大小,理由是____________________.
不能
不同物理量不能相加
. .
. .
图1
28
平平衡后,在点挂2个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在 点挂___个
相同的钩码;为使杠杆向右倾斜,应在 点至少挂___个相同的钩码.
图3
(1)杠杆水平平衡时,在杠杆两端加减钩码个数或移动钩
码位置后,可根据“”和“ ”的大小关系来判断杠杆的状
态,若相等,则杠杆水平平衡;若不相等,哪边乘积大,杠
杆向哪边倾斜.如图3所示,杠杆上的刻度均匀,调节杠杆水
4
5
. .
. .
29
(2)小明继续探究:保持 点钩码的数量和力臂不变,杠杆在水平位置平
衡时,测出多组动力臂和动力的数据,绘制了 的关系图像,如
图4所示.请根据图像推算,当时,_____ .
图4
图3
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(3)小明发现本实验中,钩码对杠杆拉力的方向都是竖直向下的,于是
得出结论:“杠杆的平衡条件为:动力×动力作用点到支点的距离 阻力×
阻力作用点到支点的距离”,老师指出小明的结论是错误的,请你提出一
条实验改进的建议:______________________________________________
_________________________________________________________________.
用弹簧测力计代替杠杆右端的钩码,沿非竖直方向
作用在杠杆上,使杠杆在水平位置平衡,并记下此时拉力及其力臂的大小
图1
31
图5
(4)如图5所示,已知每个钩码重,取走悬挂在 点的钩码,改用弹
簧测力计在 点竖直向上拉,仍使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉
力为___;若在 点改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆
仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”“变小”
或“不变”),若此时斜向右上方的弹簧测力计与竖直方向间的夹角为 ,
杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为___ .
1
变大
2
32
(1)[科学论证]某次实验后,小华用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂
钩码的悬线(保持上端悬点不动),如图6所示,不计摩擦,杠杆______
(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是:_________________
_____________________.
图6
不能
杠杆右边所受拉
力大小不变,力臂变小
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(2)某同学采用了如图7所示的装置进行探究,发现当杠杆在水平位置平
衡时,测得实验数据均无误,但得出的结论与杠杆平衡条件不相符,其可
能的原因是____________________________.
图7
杠杆自身的重力对实验有影响
34
(3)[利用杠杆测密度]如图8所示,将一个物块浸没在装有水的烧杯中,
调节杠杆支点右侧钩码的位置,已知每个钩码质量为 ,物块的质量
为,使杠杆处于水平平衡,则物块在水中所受浮力为___ ,物块的密
度为________取,
图8
2
35
图9
(4)[拓展实验]其他小组的同学在完成规定实验后,进行了如图9所示的
实验,想进一步研究:如果杠杆还额外受到一个阻力(即悬挂在 点的
钩码对杠杆的拉力)的作用,结果会怎样?他们根据这个现象,可初步得出
这种情况下杠杆的平衡条件:___________________的力臂用表示 .这
种情况的实验结论虽正确,但因为该种方式__________________,操作和
力和力臂数目过多
推导过程复杂,不易得出结论.
36
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