简单机械杠杆基础知识

简单机械-杠杆基础知识精讲年级：九年级科目：科学种类：同步制作人：王要【知识新授】：杠杆一、杠杆(1)杠杆①定义：一根硬棒，在力的作用下若是可以绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。②杠杆五要素：支点O：杠杆绕着转动的点；动力F1：使杠杆转动的力；阻力F2：阻拦杠杆转动的力；动力臂l1：支点到动力作用线的距离；阻力臂l2：支点到阻力作用线的距离。(2)杠杆的平衡条件①杠杆平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上，若杠杆保持静止或匀速转动，则杠杆平衡。②平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂即F1L1=F2L2(3)杠杆的分类种类力臂关系力的关系特点应用举例省力杠杆费力杠杆等臂杠杆(4)实验研究：杠杆的平衡条件1、器材：杠杆和它的支架，钩码、尺、线。2、实验操作步骤。①如图，将杠杆的支点支在支架上，调治杠杆两端的螺母，使杠杆在水平川址处于平衡状态。思虑：为什么杠杆要处于水平川址平衡?②在杠杆的两边分别挂上不同样数量的钩码，在杠杆上左右搬动悬挂的地址，直到杠杆再次达到水平川址处于平衡状态。③用直尺量出动力臂L1、阻力臂L2，填入表内。④改变力和力臂的大小，重复上述实验4次，将有关数据填入表内。解析综合上述各组数据，得出结论：F1L1=F2L2(5)注意：①杠杆可以是直的，也可以是弯的。②动力和阻力使杠杆的转动方向恰巧相反。决定杠杆转动的是力和力臂的乘积大小。③要使动力最小，必定使动力臂最长（以下两图所示）。④实质应用中要分清五要素，在列平衡式求解。【经典例题】【例1】使用杠杆为我们的生活带来方便，以下杠杆的使用可以省距离的是（）A.开瓶器B．镊子C.钳子D．自行车手闸参照答案：B【解析】：A、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；B、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离；C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；D、自行车手闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；应选

B．【例

2】以下列图的四种情况中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（

）羊角锤

B．筷子C.启瓶器

D．独轮车参照答案：

B【解析】：A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不吻合题意．B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，吻合题意．C、启瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不吻合题意．D、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不吻合题意．应选B．【例3】如图为用瓶起开启瓶盖的情况，关于该瓶起使用时的杠杆表示图正确的是（）A．B．C．D．参照答案：D【解析】：在使用瓶起时，支点在最前端，而AB的支点搞错，因此错误；动力F1方向向上，而阻力F2方向向下，因此C错误、D正确．应选D．三．作图题（共5小题）【例4】依照题目要求作图，如图，举着哑铃的前臂骨骼可看作杠杆，画出动力F1的表示图及阻力F2的力臂L2．参照答案：以以下列图【解析】：当手握哑铃向上曲肘时，若把前臂看作杠杆，支点在肘关节的O地址，肱二头肌缩短抬起前臂是动力F1，方向斜向上；哑铃作用在手上产生的力是阻力，从支点向F2做垂线段，获取F2的力臂L2．以下列图：【例5】如图为吊车起吊货物的工作表示图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂．参照答案：以以下列图【解析】：由图知，吊车起吊货物时，O是支点，撑杆施加的是动力F1，方向与吊臂垂直；货物施加的是阻力F2，方向竖直向下；从支点到阻力作用线的垂线段是阻力臂L2．以下列图：．【例6】以下列图，杠杆处在平衡状态，请在图中画出动力F1和阻力臂2．L参照答案：以以下列图【解析】：从支点

O作F2作用线的垂线段就是

F2的力臂

L2；过动力臂

L1的尾端作垂直于动力臂的作用力

F1，与杠杆的交点为力的作用点，为使杠杆平衡，动力的方向应斜向下，以下列图：．【例7】如图用羊角锤拔钉子时把羊角锤看作杠杆，O为支点，画出在A点施加的最小力F的表示图及其力臂L．参照答案：以以下列图【解析】：由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，尔后依照力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可．以下列图：【例8】画出使杠杆AOBCD在以下列图地址静止时所用最小力F的作用点和方向．参照答案：以以下列图【解析】：由图知，O为支点，则以OD为动力臂最长，因此用力方向与OD垂直向下，最省力，以下列图：【例9】“节约用水，人人有责”．如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情况，水龙头手柄看作是一个杠杆，请你在图乙所示的表示图中画出阻力臂L2，并画出施加在A点的最小动力F1及其力臂L1．参照答案：作图以下【解析】：过O点作阻力F2的垂线，即为阻力F2对支点O的力臂L2；动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，因此动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就获取在A点施加的最小动力F1，OA即为动力臂L1，以以下列图所示．．【知识点拓展】投石机中国的投石器最早出现于战国时期，用人力在远离投石器的地方一齐牵拉连在横杆上的梢（炮梢，架在木架上，一头用绳索栓住容纳石弹的皮套，另一头系以好多条绳索，方便人力拉拽）将石弹抛出，分单梢和多梢。最多的有十三梢，最多需500人施放。唐至德二年（757年），正当安史之乱时期，史思明、蔡希德发兵十万攻击太原，太原守将李光弼曾使用投石机击毙安史叛军十分之二三。北宋开宝八年（975年），宋朝在攻灭南唐时使用了“火炮”。这是一种使用可燃烧弹丸的投石机。北宋政府在建康府（今江苏南京）、江陵府（今湖北江陵）等城市建立了火药制坊，制造了火药箭，火炮等以燃烧性能为主的武器，宋敏求在《东京记》载，京城开封有制造火药的工厂，叫“火药窑子作”。这时的弹丸已可爆炸，声如霹雳，故称之“霹雳炮”。靖康元年（1126年），金入围攻汴京，李纲在守城时曾用霹雳炮击退金兵，“夜发霹雳炮以击贼，军皆惊呼”。南宋初年，右正议医生旧规着《守城机要》，其中对投石机（炮）有详细阐述。南宋绍兴三十一年（1161年），宋军已经将霹雳炮装备在水师舰船上。金海陵王完颜亮撕毁《绍兴和议》伐宋时，虞允文在采石矶反击金军渡江，“舟中忽放一霹雳炮，盖以纸为之，自空而下，其声如雷，纸裂而石灰散为烟雾，眯其人马之目，人物不相见。逐大败之”。此后蒙古南侵之时，金军也学会近似的方法抗蒙。蒙古军队则从波斯人那处学来“回回炮”“襄阳炮”，即“平衡重锤投石机”，又称“配重式投石机”。用绞盘升起重物，靠重物下坠的势能转改动能把杠杆另一头的炮弹射出。其平衡重锤重量平常在4到10吨左右，以致整个投石机形体弘大。《元史·阿里海牙传》载：“会有西域人亦思马因献新炮法，因以其人来军中。”“机发，声震天地，所击无不摧陷，入地七尺”。到了14世纪中期，有的抛机竟能抛射快要1000磅重的弹体。威力巨大。精练年级：九年级科目：科学种类：同步知识点：杠杆基础知识难度：基础总题量：15预估总时间:30min一．选择题（共2小题）1．以下关于杠杆的说法正确的选项是（）A．杠杆必定是一根直棒B．杠杆的支点必然在杠杆的中间C．杠杆可以是直的，也可以是波折的D．所谓动力、阻力都是杠杆给其他物体的力参照答案：C【解析】A、C、杠杆是一根可以承受力的硬棒，可以是直的，也可以是弯的．选项A错误，选项C正确；B、杠杆的支点可以在两个力之间，但不用然是杠杆的中点，也可以在杠杆的一端．此选项错误；D、使杠杆转动的力叫动力，阻拦杠杆转动的力叫阻力．动力、阻力都是杠杆受到的力．此选项错误．应选C．2．关于杠杆的以下说法正确的选项是（）A．从动力作用点到支点的距离叫做动力臂B．力臂不用然在杠杆上C．与杠杆垂直作用的力最大D．杠杆越长，用起来越省力参照答案：B【解析】A、从支点到动力作用线的距离叫做动力臂，故A错误；B、由于力臂是支点到力作用线的距离，故力臂不用然在杠杆上，故B正确；C、作用在杠杆上的力大小取决于对应力臂大小，故C错误；D、依照杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂乘积一准时，动力臂越长越省力，故D错误．应选：B二．填空题（共6小题）3．如图是工人经常使用的铁锹，若是把铁锹看作费力杠杆，则支点是点，动力作用点是点．参照答案：C；B．【解析】如图并结合生活经验可知：若把铁锹看作是费力杠杆时，C点是支点，B点是动力作用点．4．如图是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把点看作支点，此时夹子可近似看作杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）．参照答案：B；等臂．【解析】当用力摁住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，故B为支点；由于AB=BC，故动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆．5．以下列图，杠杆的支点是，动力F1的力臂是，它是一个杠杆．参照答案：O；OC；省力．【解析】以下列图，杠杆的支点是O，动力F1的力臂是支点到动力作用线的距离，即OC；动力F2力臂是支点到阻力作用线的距离，即OD；由于OC＞OD，因此它是一个省力杠杆．6．以下列图，是一种指甲刀的结构表示图，其中ABC是一个或“费力”），支点是点，ABC上有粗糙的花纹，是为了

杠杆（填“省力”摩擦．（填“增大”或“减小”）参照答案：省力，C，增大．【解析】1．由图可知，杠杆ABC在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，支点为C点．2．ABC上有粗糙的花纹是经过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的．7．剪刀是平常生活中常用的一种工具，它的种类有各样各样的，但其实都是一对．以下列图的剪刀，你认为剪较硬的物体时，应该使用剪刀；剪纸或布时，应该使用剪刀；维修树枝时，应该使用剪刀．参照答案：杠杆，E，AC，D．【解析】图中各式各样的剪刀都是杠杆；要用剪刀剪较硬的物体时，需要省力，因此需采纳动力臂大于阻力臂的剪刀，故选E；剪纸或布时，不用太大的力，因此需要考虑省距离，但费力，应选动力臂小于阻力臂的剪刀AC；维修树枝时，需要选择省力的剪刀，但不需要费太多力气，因此选择剪刀D来进行维修树枝．8．有以下几种简单机械：①面包夹；②天平；③瓶盖起子；④火钳；⑤撬棒；⑥理发剪刀；⑦羊角锤；⑧手动抽水机；⑨筷子．其中属于省力杠杆的有

，属于费力杠杆的有

，属于等臂杠杆的有

．（填序号）参照答案：③⑤⑦⑧，①④⑥⑨，②．【解析】我们在使用瓶盖起子、撬棒、羊角锤、手动抽水机时都是为了省力，并且在使用的过程中都是动力臂大于阻力臂，因此它们都是省力杠杆；我们在使用面包夹、火钳、理发剪刀、筷子时都是为了省距离，并且在使用的过程中都是动力臂小于阻力臂，因此它们都是费力杠杆；天平是典型的等臂杠杆，它的动力臂等于阻力臂．9．垂钓时，垂钓竿可看作一根杠杆，如图，它是一个杠杆，其支点位于图中的点．要使钓起鱼时省力一些，则垂钓者两只手之间的距离应一些（填“增大”或“减小”）．参照答案：费力；A；增大．【解析】由图可知，关于垂钓竿这个杠杆来说，它以点A为支点，因此它的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；在垂钓时，鱼对杠杆的阻力和阻力臂都不变，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可推得要使F1减小可增大L1，即增大两手之间的距离；三．作图题（共5小题）10．以下列图，O是杠杆OA的支点．在图中画出拉力F1和F2的力臂L1和L2．参照答案：作图以下【解析】从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．故答案：11．以下列图，重100N的均匀木棒AB在细绳拉力作用下保持静止．请在图甲中画出木棒所受拉力的力臂L及所受重力的表示图．参照答案：作图以下【解析】以下列图：12．分别作出以下杠杆的五要素参照答案：作图以下【解析】将力的作用线延长，从支点向力的作用线引垂线．13．如图是电工师傅们挖的埋水泥电线杆的坑（坑的宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点），电工师傅们准备将电线杆埋入坑中．水泥电线杆的重心为O，请在图中画出，刚抬起电线杆的最小动力和重力的表示图，并在图中画出动力臂l1和阻力臂l2．参照答案：作图以下【解析】在刚抬起电线杆的细端时，要使用的力最小，需要在A端施加竖直向上力，即为动力F；过重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示；过支点C分别做动力和重力作用线的垂线段，即动力臂l1和阻力臂l2；以以下列图所示：14.以下列图，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲杆在图示地址