11.1杠杆-2021-2022学年九年级物理上册知识点和分类专题练习同步教案（苏科版）(原卷版)_9上-初中物理苏科版(4)_赠送：旧版资料（和新版好多一样，仍具有很大参考价值）_03讲义

第十一章 简单机械和功 课时11.1 杠杆 1. 知道什么是杠杆及杠杆五要素，会画杠杆的力臂； 2. 理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费力杠杆； 题型汇总：杠杆及其五要素、杠杆的平衡条件、杠杆的分类、力臂的画法、杠杆的动态平衡分析、 杠杆中最小力的问题、杠杆的应用、探究杠杆的平衡条件实验。  杠杆 定义：在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒； 注：杠杆不一定是直的，也可以是弯的，也可以是各种形状的，如 羊角锤、镊子等，但它一定是硬棒，即不能变形的棒； 旅行箱的力臂 杠杆五要素： 支点：杠杆绕着转动的点； 力臂：从支点到力的作用线的距离； 动力：使杠杆转动的力； 动力臂：从支点到动力作用线的距离； 阻力：阻碍杠杆转动的力； 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离；  杠杆力臂的画法 ①找点，先确定支点 ；②画线，画力作用线（有的时候还需要用虚线将 O 力的作用线延长）；③作垂线段，从支点 向力的作用线引垂线；④则从支 O 作 最 点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线表示，并用大括号标明（或用实线箭头 小 动 标明；在旁边标字母表示，江苏中考不推荐此方法）。 力 *杠杆平衡时最小动力的画法：先寻找最大动力臂。①当动力作用点确定 后，连接支点到动力作用点的距离即为最大动力臂。②当动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一 点离支点最远，如图所示。先找到离支点最远的点 ，则 为最大动力臂，最小力 垂直 。 A OA F OA  杠杆平衡 定义：在力的作用下，杠杆处于静止不动或匀速转动。 我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验，是杠杆在水平位置平衡。在实验生产和生活中，这 样的平衡是不多的，很多情况下，杠杆都是倾斜静止的；即：杠杆平衡不一定要在水平位置静止，不论在什么位置静止，都是叫杠杆平衡。  探究杠杆的平衡条件 实验步骤：先把杠杆调水平静止平衡，采用控制变量法进行探究，即动力 F 、动力臂l 、阻力 1 1 F、阻力臂l 四个量，每次保持两个量不变，观察并记录四个量的变化。 2 2 ① 保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量； ② 保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置； ③ 保持弹簧测力计的位置和钩码数量不变，改变钩码的位置。 结论：当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，用字母表示可写成F ∙l = F ∙l 。即杠杆平 1 1 2 2 衡条件，又称杠杆原理。 实验常考点：① 调平衡：哪端翘起，平衡螺母就往哪边调；② 杠杆为什么要水平位置上平衡： 一是为了便于测量力臂的大小；二是为了使杠杆重心落在支点上从而消除杠杆的重力对平衡的影响 ③ 一组实验数据太少，具有偶然性，要多次实验，寻找普遍规律；  杠杆静止平衡时的动力和阻力方向关系 动力和阻力的方向不一定相反。①如支点在二力之间，那动力和阻力大致方向基本同向；②如 支点在一侧，则二力大致方向相反。  杠杆的应用、分类 考点一 杠杆及其五要素 1．人体中蕴含着许多物理知识，以下说法错误的是 ( ) A．手臂、腿等部位相当于杠杆 B．手掌上的纹路可以增大摩擦 C．吸气利用了大气压强的作用 D．较尖的犬牙可以增大对食物的压力 2．下列有关力臂说法正确的是 ( )A．力臂就是力的作用点到支点的距离 B．力臂不可能等于零 C．力臂就是动力作用点到阻力作用点之间的距离 D．力臂就是支点到力的作用线的垂直距离 3．如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图， 为支点，请画出 、 的力臂 和 。 O F F L L 1 2 1 2 4．图中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重．图中能正确表示它的工作原理的示意图是 ( ) A． B． C． D． 考点二 杠杆的平衡条件 5．如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中， 仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（ ）A．两侧钩码同时向支点移动一格 B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码 C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码 D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格 6．如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放，车前行时，需经过障碍物。当车的前轮 遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，如果手推车和货物总重100N ，动力臂和阻力臂之比为2:3， 则此时服务员作用在扶把上的动力为 N；当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把， 这种情况下，手推车可以视为 （省力/费力/等臂）杠杆。 7．如图所示，某同学在做俯、卧撑运动，可将他视为一个杠杆，支点在 O点，他的重心在 A点， 重力为500N 。求：他将身体撑起时，地面对双手的支持力至少多大？ 8．如图所示，将重150N 的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的 A端，杠杆的B端悬挂乙物体，杠杆在 水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为30N ， AO:OB1:3，甲物体的底面积为0.2m2，g取 10N /kg。下列说法正确的是 ( )A．甲物体对杠杆的拉力为10N B．杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N C．甲物体对水平地面的压强为750Pa D．水平地面对甲物体的支持力为60N 9．如图所示是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的 B处可使石球升高，起脚，石球会落下去击打稻谷，石球重50N ，不计摩擦和杆重。 （1）脚沿与杆垂直方向至少用力 才能将石球抬起 的力臂为 ，此时舂米工具是一个 F F m 1 （省力/费力/等臂）杠杆。 （2）若石球对杆的拉力始终竖直向下，则脚竖直向下至少用力 为 ，才能将石球抬起。 F N 2 10．小明所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为 重心，BC为竖直方向， A为拉杆的端点。已知箱重为250N，OA为120cm，OC 为24cm.在A点 . 沿图示方向施加拉力F ，旅行箱静止 请完成下列问题： （1）图中在A点沿图示方向施加动力F ，箱子静止 . 则拉力F 的力臂为 cm，大小为 N. （2）要使作用在A点的拉力减小，下列做法可行的有 （选填序号） ①缩短拉杆的长度 ②使拉力方向顺时针改变30 ③使拉力方向逆时针改变60④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B 11．为了测量细棉线的抗断拉力（即细线能承受的最大拉力，超过这个拉力，细线就会断裂），小 力实验小组设计了如图所示的实验方案： （1）取一根轻质米尺，将细棉线两端固定在A端和地面上，B端挂上重为G 的钩码， 让米尺在 位置平衡； （2）将悬点O逐渐向 （选填“A”或“B” )方向移动，直至线被拉断，记下此时悬点的 位置，读出OA与OB的数值； （3）细棉线的抗断拉力表达式为 。 F  max 12．如图所示，质量分布不均匀的木条 AB重24N ，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个 点，AOBO，AC OC，此时弹簧测力计乙的示数是18N 。现移动弹簧测力计甲的位置从 A点 平移到C点，此时弹簧测力计甲的示数是 ( ) A．18N B．16N C．12N D．8N考点三 杠杆的分类 13．下列工具中，属于费力杠杆的是 ( ) A．开瓶板手 B．钢丝钳 C．镊子 D．手推车 14．如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是 ( ) A． 镊子 B． 开瓶器 C． 船桨 D． 钓鱼竿 15．踮脚是一项很好的有氧运动（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 ( )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，是费力杠杆 D．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆 考点四 力臂的画法 16．如图所示是用木棒撬石块的示意图，请在图中用小黑点标出支点，用符号O表示，并画出动力 F 的力臂l。 17．如图所示，画出拉力F 的力臂l和物体B所受重力G 的示意图。 （根据要求完成下列作图）。 18．如图所示，一根质量忽略不计的杠杆，支点为O，在A点悬挂一重为20N 的物体，物体对杠 杆的拉力为 。现在杠杆上施加一个大小为 竖直向上的力 ，杠杆在水平位置保持平衡，请 F 10N F 2 在图中画出拉力 的力臂 以及拉力 的示意图。 F L F 1 1 2考点五 杠杆的动态平衡分析 19．杠杆在如图所示位置处于平衡状态，在其它条件不变的情况下，保持杠杆在水平位置平衡，下 列操作中能使弹簧测力计示数变小的是 ( ) A．增加钩码的个数 B．将钩码悬挂点的位置向左移 C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移 D．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜拉弹簧测力计 20．如图所示，匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F ，将杠杆匀 速缓慢地由与水平方向夹角为30的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力 F 的 大小将 ( ) A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定 21．如图所示，轻质杠杆 的支点是 ， ，在 端挂重物 、 端挂重物 ，杠杆 AOB O AOBO A G B G 1 2 刚好在如图所示位置平衡，若将 、 的位置对调，则杠杆 ( ) G G 1 2A．保持平衡 B．A端下沉 C．B端下沉 D．以上均可能 考点六 杠杆中最小力的问题 22．图中利用羊角锤撬钉子，在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂l。 23．图中，请画出 的力臂 ，并在 端画出使杠杆平衡的最小力 。 F l B F A B 考点七 杠杆的应用 24．有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是 ( ) A．选用越粗的蜡烛效果越好 B．转轴位置离蜡烛重心越远越好 C．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方 D．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些25．如图所示，将正方体合金块用细绳挂在轻质杠杆的 点处，在 点施加力 时，杠杆 A B F 30N 1 在水平位置平衡。撤去 ，在 点施加力 时，杠杆仍能在水平位置平衡。 ， 取 F B F (OB3OA g 1 2 10N /kg) （1）画出 的力臂。 F 2 （2）求合金块的受到的重力。 （3）求 的大小。 F 2 考点八 探究杠杆的平衡条件实验 26．用如图所示的实验器材“探究杠杆的平衡条件”，其中每个钩码的质量相等。 （1）安装好杠杆，发现杠杆右端高、左端低，应向 调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平 衡，目的是 。 （2）在杠杆左右两侧分别悬挂3个、4个钩码，调节悬挂点至A、B时，杠杆恰好水平平衡，如 图甲所示，取下左侧的1个钩码，调节左侧悬挂点至C点，杠杆平衡。此时再将取下的钩码挂在右 侧钩码下方，调节右侧悬挂点至D点，杠杆再次平衡，如图乙所示。则两侧悬挂点移动距离 AC 与 BD之比为 。 27．在探究杠杆平衡条件的实验中，某同学发现在调节过程中杠杆右端高左端低，要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向 （左/右）调节；调节平衡后，在杠杆的右边 A处挂 4个质量均为50g 的砝码，如图所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆左边的B处挂 个相 同的钩码。 28．小明做“探究杠杆平衡条件”实验： （1）实验前，杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调 节； （2）使用弹簧测力计时，首先进行的操作是 ； （3）如图乙所示，在杠杆左侧挂2个钩码，每个钩码的质量为50g ，为了便于在杠杆上直接读出 力臂的大小，在A点沿 向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在 位置平衡。并将第一 次数据记录在表格中，表中 大小为弹簧测力计示数， 大小为钩码的重力， 、 分别为 、 F F L L F 1 2 1 2 1 对应的力臂； F 2 （4）接下来，小明又进行了三次实验，将数据填在表中，最后总结得出规律。每次实验总是在前 一次基础上改变 、 、 中的一个量。小华分析数据后发现，第 次实验与前一次改变的量 F L L 2 1 2 相同，需要调整的实验步骤是 。 序号 F /N L /cm F /N L /cm 1 1 2 21 1.5 10.0 1.0 15.0 2 3.0 10.0 2.0 15.0 3 1.5 20.0 2.0 15.0 4 1.0 30.0 2.0 15.0 29．如图甲所示，小华利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆平衡条 件。请你回答下列问题：（1）挂钩码前，小华发现杠杆左端低，右端高，她将杠杆两端的螺母向 （左/右）调节，使杠杆在水平位置平衡，她这样做的目的是 。 （2）改变钩码数量和位置，获取三组测量数据（如下表），根据表中的数据你得出杠杆的平衡条 件是 ，表格第4次实验的阻力臂为 cm。 次序 动力F /N 动力臂l /cm 阻力F /N 阻力臂l /cm 1 1 2 2 1 2.0 5.00 1.0 10.00 2 2.0 10.00 2.0 10.00 3 3.0 10.00 2.0 15.00 4 5.0 6.00 2.0 30．如图所示为小明在探究“杠杆平衡条件”的过程，图中杠杆质地均匀，支点恰好在杠杆的中心。 （1）实验时，施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是 ；（2）如图甲所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，为使杠杆仍 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” )； （3）如图甲所示的杠杆已达到平衡。当杠杆由图甲的位置变成图乙的位置时，弹簧测力计的示数 将 （选填“变大”、“变小”或“不变” )。