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物 理
八年级下册 LK
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第九章 简单机械
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第一节
杠 杆
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基础
知识点1 认识杠杆
1.【2024山东济南调研】关于杠杆,下列说法中正确的是( )
C
A.杠杆一定是一根直的硬棒
B.杠杆的力臂一定在杠杆上
C.从支点到阻力作用线的距离叫作阻力臂
D.作用在杠杆上的动力和阻力的方向一定相反
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【解析】杠杆的形状有直的,也有弯曲的,故A错误;力臂是支点到力的作用线的距
离,杠杆的力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上,故B错误;从支点到阻力作用线的
距离叫作阻力臂,故C正确;作用在杠杆上的动力和阻力的方向不一定相反,故D错误。
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2.【2025山东泰安模拟】如图甲所示为手抬哑铃时的情景,当将前臂从水平位置绕
点抬起哑铃时,前臂相当于一个杠杆,其简化图如图乙所示,请在图乙中画出对
应的动力臂和阻力臂 。
甲
乙
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【解】如图所示
【解析】前臂可看成一个杠杆,支点在点,肱二头肌对前臂骨骼的力 是动力,
从支点作动力作用线的垂线,垂线段就是动力臂 ;哑铃作用在手上的力是阻力
,从支点作阻力作用线的垂线,垂线段就是阻力臂 。
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知识点2 杠杆的平衡条件
3.如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置,实验前已调节杠
杆在水平位置平衡。在图示位置挂两个钩码(所用钩码均相
同),下列做法中能使杠杆在水平位置平衡的是( )
B
A.在点施加向下大小适当的拉力 B.在 点施加向上大小适当的拉力
C.在点挂4个钩码 D.在 点挂1个钩码
【解析】当支点位于动力和阻力作用点的同一侧时,阻力和动力方向相反,故在
点或点施加向上的大小适当的拉力可使杠杆平衡,故A错误,B正确;当在 点挂4
个钩码或在 点挂1个钩码时,根据杠杆的平衡条件可知,动力和阻力与其对应力臂
的乘积不相等,杠杆不平衡,故C、D错误。故选B。
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4.【2024山东滨州期末】如图甲所示是一种燕尾夹,它由硬钢丝和金属弹片组成,
将燕尾夹打开时,上方的一根硬钢丝可以看作如图乙所示的水平杠杆 ,已知
。当金属弹片作用在端的弹力为且方向与杠杆 垂直时,手指在
点施加的最小的力为_____ ,方向为__________。
2.5
竖直向下
甲
乙
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【解析】由题意可知, 是支点,在阻力、阻力臂一定的情况下,要使动力最小,
则动力臂最长;已知,因阻力垂直于杠杆,则由图乙知, 为阻力
臂;当作用在点的力竖直向下时, 为动力臂,此时动力臂最长,动力最小,由
杠杆平衡条件可知,手指在点所施加最小的力 。
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知识点3 杠杆的种类
5.【2025山东济南模拟】公元前388年《墨经》记载的杠杆原理中,将阻力臂叫
“本”,动力臂叫“标”。下列图中的杠杆属于“本短标长”的是( )
B
A.筷子
B.核桃钳
C.托盘天平
D.雨刮器
【解析】由题意可知,“本短标长”是指动力臂长,阻力臂短,属于省力杠杆。筷
子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;核桃钳在使用
过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;托盘天平在使用过程中,
动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C不符合题意;雨刮器在使用过程中,动力臂小
于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。故选B。
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技巧总结
杠杆包括以下几种:(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂;(2)费力杠杆:动力臂小于
阻力臂;(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂。
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6.踮脚是一项很好的运动(如图),它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众
的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是( )
C
A.脚后跟是支点,是省力杠杆
B.脚后跟是支点,是费力杠杆
C.脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆
D.脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆
【解析】如图所示,踮脚时,脚掌与地面接触的地方是支点,小腿肌肉对脚
的拉力为动力,人自身的重力为阻力,从图中可知动力臂大于阻力臂,是省
力杠杆。
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刷易错
易错点 误认为力臂是支点到力的作用点的距离
7.[中]如图所示,杠杆用细线悬挂起来,分别在、两端挂上重为、 的
物体时,杠杆平衡,此时恰好处于水平位置,,不计杠杆重力,则 、
的关系为( )
A
A. B. C. D.无法判断
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【解析】由题知,处于水平位置, 端物体对杠杆的拉力方向
为竖直向下,所以端物体对杠杆拉力的力臂等于 的长
度,端物体对杠杆拉力的方向也是竖直向下,但 不是处于
水平位置,所以端物体对杠杆拉力的力臂小于 的长度,
因为,所以,根据杠杆的平衡条件可知,物体的重力 。
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易错警示
部分同学认为力臂是支点到力的作用点的距离,所以会误认为是 端物体对杠杆
拉力的力臂,实际上力臂是支点到力的作用线的距离,不一定等于支点到力的作用
点的距离。题中端物体对杠杆拉力的力臂应该是点到 的反向延长线的垂直距离。
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提升
1.【2024四川自贡模拟】如图所示是快餐店里常见的筷子盒,在 处施加力时,筷
子会从出口滚出。不计筷子对杠杆的压力,下列选项中按下 处时筷子盒内部杠杆
的示意图,正确的是( )
B
A. B. C. D.
【解析】由题意可知, 处施加的动力的方向是向下的,支点在杠杆的最左侧,则
阻力的方向是向上的,故 不符合题意,B符合题意。故选B。
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2. 传统文化【2024山东淄博期末,中】杆秤是我国传统的称量工具,凝聚着
我国古代劳动人民的智慧。如图所示,秤杆在水平位置平衡。若在秤盘中再加入一
个物体,要使秤杆仍然在水平位置平衡,下列说法正确的是( )
D
A.减小秤砣的质量 B.将提纽向左移动 C.将秤砣向右移动 D.将秤砣向左移动
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【解析】设杆秤的阻力臂为,动力臂为,秤砣的重力为 ,秤盘中物体的总重
力为,由杠杆平衡条件得,若在秤盘中再加入一个物体, 增大。
减小秤砣的质量,即减小秤砣的重力 ,在动力臂和阻力臂不变的情况下,阻力与
阻力臂的乘积不等于动力与动力臂的乘积,秤杆不能在水平位置平衡,故A错误;将
提纽向左移动,减小了,增大了,秤砣的重力不变, 增大,此时阻力与阻
力臂的乘积不等于动力与动力臂的乘积,秤杆不能在水平位置平衡,故B错误;将秤
砣向右移动,减小了,不变,秤砣的重力不变, 增大,此时阻力与阻力臂
的乘积不等于动力与动力臂的乘积,秤杆不能在水平位置平衡,故C错误;将秤砣向
左移动,增大了,不变,秤砣的重力不变, 增大,当秤砣移到适当位置时,
阻力与阻力臂的乘积等于动力与动力臂的乘积,秤杆能在水平位置平衡,故D正确。
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3.【湖南常德中考,中】如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压
力超过其安全值时,阀门就会被拉开。若, ,阀门的底面积
,锅炉内气体压强的安全值 (杠杆的重力、摩擦均不计,
大气压),则 所挂重物的重力是( )
B
A. B. C. D.
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【解析】锅炉内气体压强达到安全值时,蒸汽产生的向上的力
,大气产生的向下的压力
,阀门受到的向上的合力
,根据杠杆的平衡条件可知 ,
则重物的重力 ,故选B。
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4.【2025福建厦门模拟,中】2025年5月20日,厦金大桥(厦门段)刘五店航道桥西
主塔承台完成施工,小恺将厦金大桥结构简化,抽象成如图所示模型图,发现适当
增加桥塔的高度,可______(填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂,从而
______(填“增大”或“减小”)斜拉索的拉力。
增大
减小
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【解析】桥的长度不变,则阻力不变,由下图可看出当桥塔变高时,动力臂变大,
而桥重(阻力)、阻力臂不变,由 可知斜拉索的拉力(动力)减小。
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5.【2025山东东营模拟】图甲是打开的汽车后备箱,其箱盖由液压杆支撑
(不计箱盖重)。关箱盖时可看作一个杠杆,图乙是其简化图,是支点, 是液
压杆作用在点的阻力。请在图乙中画出在点关上箱盖时的最小动力及其力臂 。
甲
乙
【解】如图所示
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【解析】画最小动力,要先作出最大动力臂,将图中、 连接起
来,即为最长动力臂,使杠杆逆时针转动,则 应使杠杆顺时
针转动,则的方向向下,过点向下作 的垂线,并在线段末端标
上字母 和箭头。
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方法总结
根据杠杆平衡条件可知,当作用在杠杆上的力最小时,对应的力臂最长。作最小动
力时可以按照以下步骤进行:一画点,画出支点和动力作用点(动力作用点一般在
杠杆的最末端);二连线,连接支点和动力作用点,得到最长的力臂;三过点作垂
线,过动力作用点作出最小动力。
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刷素养 走向重高
6.核心素养 科学思维[中]如图,一块厚度、密度皆均匀的长方体水泥板放在水平
地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面,则下列说法正确的是( )
D
A.两种抬法都相当于费力杠杆
B.甲相当于省力杠杆,乙相当于费力杠杆
C.甲相当于费力杠杆,乙相当于省力杠杆
D.甲、乙用的力大小相等
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【解析】动力是竖直向上的力,阻力是水泥板的重力,和 作用在水泥板上时,
动力臂都大于阻力臂,所以两种抬法都相当于省力杠杆,故A、B、C不符合题意;对
于形状规则、质地均匀的物体,其重心在其几何中心处,所以甲中动力臂是阻力臂
的2倍,乙中动力臂也是阻力臂的2倍,根据杠杆的平衡条件可得
,即动力都等于水泥板重力的一半,则 ,故D符合题意。
故选D。
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