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中小学教育(jiaoyu123.taobao.com) 教案学案课件试题全册打包小初高课
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第十章 简单机械和机械效率
第 01 讲 简单机械
考向1杠杆
1．一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。在力的作用下能绕固定点转动，这
是杠杆的特点。杠杆有直的也有弯的。
2．杠杆的五要素
（1）支点：杠杆(撬棒 ）绕着转动的点，用字母0标出。
（2）动力：使杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F 标出。
1
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F 标出。注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它
2
们的方向不一定相反。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L，标出。
1
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L 标出。
2
解读：力臂的画法
⑴找出支点并用O表示。提示：支点一定在杠杆上，可以在杠杆的某的端点，也可以在杠杆中间的某处。在
杠杆转动时这个点是相对固定的。
⑵通过力的作用点画出力的作用线。
⑶从支点O向力的作用线作垂线。
⑷标力臂;用大括号或背向双箭头。
（5）省力杠杆中最小的力应是作用在杠杆端点的垂直于杠杆的力。
典型例题 图是液压汽车起重机的示意图。请你分别画出作用在吊臂上的动力F 的力臂L 和阻力F 的力臂
1 1 2
L。
2
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【解析】：力臂是支点到力的作用线的距离，画力臂的一般步骤为：先找出支点，再过支点作力的作用线的虚
垂线，最后同表示力臂的字母表示出所画的力臂，故吊臂上的动力F 的力臂L 和阻力F 的力臂L 如图所示。
1 1 2 2
【答案】如图所示：
易错点拨：对于杠杆力臂考生易画成力到杠杆上的作用点距离，力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作
用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。
3、杠杆示意图的画法：（1）根据题意先确定支点O；
（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；
（3）从支点向力的作用线画垂线，并用l 和l 分别表示动力臂和阻力臂。如图所示，以翘棒为例。
1 2
第一步：先确定支点，即杠杆绕着哪一点转动，用字母“O”表示。
第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“F”表示。这个
1
力F 作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝
1
着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F”
2
第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的
“l”“l”， “l”“l”分别表示动力臂和阻力臂。
1 2 1 2
针对练习1如图所示的杠杆中，已知动力F 和阻力臂L，请你作出动力臂L 和阻力F．
1 2 1 2
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针对练习2如图乙是用杠杆提起重物的示意图。请画出拉力F（方向竖直向上）的力臂。
针对练习3把羊角锤看作杠杆，如图用羊角锤拔钉子，O为支点，画出在A点施加的最小力F的示意图及其
力臂L.
考向2杠杆平衡条件：
1、 动力×动力臂＝阻力×阻力臂
公式：F×L=F×L
1 1 2 2
2、杠杆的平衡条件实验
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（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂l 和l 恰
1 2
好重合，这样就可以由 杠杆上的刻度直接读出力臂食
物大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有乙方
便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直
接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中绝不能再 调节螺母。因为实验过程中
再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。
3、杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或Fl=Fl。
11 22
杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。而杠杆静
止不动的平衡则属于“静平衡”。
利用杠杆的平衡条件来分析有关问题，一般按照以下步骤：
（1）、确定杠杆的支点的位置；（2）分清杠杆受到动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地做出力的示意
图；（3）确定每个力的力臂；（4）根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。
典型例题 在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
（1）某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低、左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向 调节，使杠
杆在不挂钩码 时，保持 并 ，达到
平衡状态。
（2）给杠杆两端挂上不同数量的钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆重新
在水平位置平衡。当杠杆平衡时记录数据，这样做了三次实验，记录的数据如下表。
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 2.0 5 1.0 10
2 2.0 10 2.0 10
3 3.0 10 2.0 15
[来源:]
根据表中的数据，你得出杠杆的平衡条件是：
。
（3）根据第2次实验数据，有同学得出杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂。他得出的这个结论与
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第1次和第3次的实验数据 （选 填
“相符”或 “不相符”）。这说明不同的物理量不能相加减，但可以相 。
易错点拨：由于考生对实验操作不熟练，对于实验中的几点操作注意事项经常出错，应注意
1、调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动．
2、 调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡后，就不能再移动平衡螺母，依靠改变钩码的数量和位置来使杠杆
在水平位置重新平衡我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小．
3、多次测量的目的是证明实验结论具有普遍性
针对练习1、某物理兴趣小组的同学，利用 如图所示的
装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件．
（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动.实
验中，要将杠杆调在水平位置平衡（如图乙所示），其目的是 ．
（2）实验中测得的数据如下表所示，表格中漏填的数据应为 N．
测量 动力 动力臂 阻力 阻力臂
序号 F/N l/cm F/N l/cm
1 1 2 2
① 1 20 2 10
② 2 15 1.5 20
③ 3 5 15
（3）有的同学按现有方案得出如下结论： “动力
×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点
的距离”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 ．
A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少，结论具有偶然性
针对练习2如图所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、
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细线和若干个钩码（每个钩码重0.5N）。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉．此时，应把杠杆两端的平衡螺母向
_______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆不挂钩码时在_______位置平衡．这样调节的目的是：便于在杠杆
上直接测量______。
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂2个钩码，在E点处挂_____个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于
是小明便得出了杠杆的平衡条件为：F×L=F×L；请判断他这样得出的结论是否合理？_________；（选填
1 1 2 2
“合理” 或“不合理”）判断的理由是（ ）（填选
项）。
A ． 实 验 次 数 太 少 ， 不 能 得 到 普 遍 规 律 B ． 单 位 不 同 的 物 理 量
不能相乘
（3）取走挂在E处的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆再一次在原位置平衡，弹簧测力计的
拉力为_____N，如果改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向左上方，杠杆仍然在原位置平衡，则测力计的读
数将____ _____（选填“变大”、“变小”或“不变”）
针对练习3如图是运动员在水平地面上 做俯卧撑时的
情景．已知地面对两个手掌的支持力为360N，对两个脚尖的支持力为240N，手掌到脚尖的距离为1.5m，则运
动员所受的重力为 N，人体重心到脚尖的水平距离为 m．
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考向3杠杆的分类及应用
杠杆类型 杠杆特点 杠杆优点 杠杆缺点 应用
省力杠杆 L>L FF 费力 省距离 起重机的前臂、理
1 2 1 2
发剪刀、钓鱼竿
(动力>阻力）
等臂杠杆 LF 既不省力也不费力 天平、定滑轮
1 2 1 2
(动力>阻力）
解读：判断一个杠杆是否省力，关键在于动力臂和阻力臂的长短关系，所以首先找准支点，并明确动力和阻力，
然后过支点做出动力臂和阻力臂，最后通过比较出动力臂和阻力臂的长短关系判断是费力杠杆还是省力杠
杆。
典型例题如图为日常生活中常用的四种工具，其中属于费力杠杆的是（ ）
【解析】
试题分析：此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：
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．
用镊子夹物体时，镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．
钳子夹钉子时，钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．
用起子起瓶盖时，起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．
用剪子剪绳子时，剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．故选A．
针对练习1杠杆在生产、生活中有着广泛的应用.如图所示，下列工具在使用中属于费力杠杆的是
[来源:学#科#网]
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A．汽水扳手 B．道钉撬 C．镊子 D．天平
针对练习2如图所示的工具中属于费力杠杆的是（ ）
考向4定滑轮和
动滑轮
定滑轮
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：等臂杠杆
③特点:不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G
绳子自由端移动距离S (或速度v ） = 重物移动的距离S (或速度v ）
F F G G
动滑轮：
①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）
②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点：省一半的力，但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 只忽略轮轴间的摩擦则 拉
力F= 绳子自由端移动距离S (或v ）=2倍的重物移动的距离S (或v ）
F F G G
典型例题
[来源:学§科§网]
如图，用同一滑轮匀速提升同一重物（不计摩擦）。图中F 、F 、F 、F 之间的关系正确的是
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A. F = F B. F = F C. D.
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【解析】：观察第20题图可见甲图是一个动滑轮，不计摩擦能够省一半的力，所以 ；当拉力
方向与竖直方向有夹角时，夹角越大，拉力越大，所以F＞F，A选项不正确；乙图是定滑轮，只能改变施力的
2 1
方向，不省力也不费力，所以F=F=G ，所以C、D选项不正确，B选项正确，选填B。
3 4 物
【答案】B
针对练习1天安门国旗班的战士们每天清晨都要举行升旗仪式。你知道吗，国旗旗杆的顶部安装的是
滑轮，它的作用是 。
针对练习2如图所示，物体A和B所受重力均为30N，滑轮重为10N，绳重和摩擦不计.当用力F 和F 分别匀
1 2
速提升A和B时，力F 的大小为 N，力F 的大小为 N.
1 2
[来源:Z,xx,k.Com]
针对练习3小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如下图所示．
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
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（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手
拉 挂 钩 ， 测 力 计 的 示 数 会 ___________ （“ 变 大 ”、“ 变 小 ” 或 “ 不 变 ”） ， 其 理 由 是
______________________________。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与
课本结论存在差异，其原因是 __________________________.请给出一条减小此差异的建议
________________________________________。
考向5滑轮组：
a、定义:定滑轮和动滑轮组合在一起使用
b、特点：使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向，但要多移动距离。
c、滑轮组的计算：有几股绳子吊在动油轮上，拉力就是物体重（包括动滑轮重）的几分之一（不计绳重和摩
擦）。
d、公式：F= （G=G +G ）绳子自由端移动距离：s=nh
物 动
解读：组装滑轮组时，吊在动滑轮上绳子股数为n，若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上，若n为偶数
时，绳子的固定端挂在定滑轮上。口诀:奇动偶定
典型例题一小车A陷在泥地里。现在通过如图所示的滑轮组将小车匀速拉出，F＝1000N。小车受到的拉力是
____________，树受到的拉力是____________（不计滑轮、绳重和摩擦）。
【解析】要想求小车受到的拉力，须取动滑轮为研究对象，受力如下图（有三股绳子向右拉着动滑轮），小车受
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到的拉力F′，F′＝3F＝3000N。
求树受到的拉力，要取定滑轮为研究对象，受力如下图（有两股绳子向左拉着定滑轮），树受到的拉力F″＝2F
＝2000N。
[来源:Z&xx&k.Com]
【答案】（1）3000N （2）2000N
易错点拨：考生常见错误是搞不清各力间的关系，须取滑轮为研究对象，进行受力分析，找出力之间的关系。
针对练习1、如图所示，弹簧测力计A、B分别系在两个墙面上，中间滑轮组绳端的拉力为F，则弹簧测力计B
的示数是 。
针 对 练 习 2 如 图 ， 体 重 500N 的 人 ， 要 将 G ＝ 700N 的 吊 篮 匀
速
吊起，不计滑轮、绳重及摩擦。
（1）如图甲，人站在地面上，至少要用_______N的力拉绳。
（2）如图乙，人站在吊篮中至少要用_______N的力拉绳。
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针对练习3 如图所示，用滑轮组提升重物.请在图中画出最省力的绕线方法.
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