資源簡介

(共32張PPT)
基礎過關
第二　力
第十一講　簡單機械　第1課時　杠桿
知識點1　杠桿
定義 在力的作用下能繞著 轉動的 棒
五
要
素 支點：杠桿可以繞其轉動的點O
動力： 的力F1
阻力： 的力F2
動力臂：從 到 的距離l1
阻力臂：從 到 的距離l2
固定點　
硬　
使杠桿轉動　
阻礙杠桿轉動　
支點O　
動力F1作用線　
支點O　
阻力F2作用線　
力臂的畫法：
①確定支點O；②從支點作力的作用線的垂線；③用“雙箭頭”表示出 這段距離(即力臂)，標上l1或l2。
知識點2　杠桿的平衡條件
(1)杠桿平衡：杠桿在動力和阻力的作用下 。
(2)杠桿平衡條件： 。
(施加在杠桿上的兩個力，一個力讓杠桿順時針轉，另一個力讓杠桿逆時 針轉，才有可能讓杠桿處于平衡狀態)
靜止(或勻速轉動)　
動力×動力臂＝阻力×阻力臂(F1l1＝F2l2)　
大于　
小于　
費
距離　
小于　
大于　
省
距離　
(3)等臂杠桿：動力臂 阻力臂，動力 阻力，既不省力也 不省距離
等于　
等于　
知識點4　探究杠桿的平衡條件
(1)實驗裝置圖
(2)實驗操作
①將杠桿固定在鐵架臺上，調節杠桿兩端平衡螺母，使杠桿在 位置保持平衡；
②給杠桿兩側掛鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡， 讀出平衡時動力、動力臂、阻力、阻力臂的數值填入表格中；
③改變動力、動力臂的大小，相應調節阻力、阻力臂，再多做幾次實 驗。
水平　
(3)注意事項
①實驗前讓支點處于杠桿中央，調節杠桿在水平位置平衡，目的是避免 杠桿自重對實驗造成的影響；
②實驗中調節杠桿在水平位置平衡的目的是便于直接讀取 ；
③杠桿的調節(實驗前平衡螺母左高 調；實驗過程中不能再調節平 衡螺母)。
力臂的長度
左　
核心考點1　力臂的定義
例1圖
C
A. F1＜F2
C. F1力臂小于s1 D. F2方向沿OO'線向下
解題思路：理解力臂的定義是什么，作用力、力臂之間存在什么關系； 掌握力臂的畫法。
[練習]如圖是手臂的簡化圖，手托住重物時，肌肉對前臂的拉力沿圖中ab 線 。
練習圖
(1)在圖中畫出重物對手的壓力的示意圖。
(4)根據公式 判斷肌肉對前臂的拉力 (選填“大 于”“等于”或“小于”)重物對手的壓力。
F1l1＝F2l2　
大于　
(3)畫出拉力的力臂。
(2)畫出肌肉對前臂的拉力方向。
核心考點2　杠桿平衡條件
例2：圖1中以O為支點的輕質杠桿原來處于水平靜止狀態，現同時施加 大小相等，方向相反的力F1、F2。
例2圖
(1)畫出圖中F1的力臂l1。此時杠桿能否保持平衡？
(1)不能保持平衡。
(2)若F3的方向如圖2所示，畫出此時F3的力臂。此時杠桿有保持平衡的可 能嗎？若能平衡，請分析杠桿平衡時F1、F3的大小關系。
(2)有可能平衡，當滿足平衡條件F1l1＝F3l3，杠桿可以平衡。由題圖知l1
＞l3，故F1＜F3。
例2：圖1中以O為支點的輕質杠桿原來處于水平靜止狀態，現同時施加 大小相等，方向相反的力F1、F2。
例2圖
解題思路：判斷杠桿平衡的正確思維過程應該是(1)先判斷作用在杠桿上 的兩個力，是否一個力讓杠桿順時針轉，另一個力讓杠桿逆時針轉；(2) 用杠桿平衡條件公式分析杠桿是否平衡。
[練習](2021 廣州)如圖所示，O為蹺蹺板的支點，小朋友對蹺蹺板的作用 力F＝120 N，大人對蹺蹺板的作用力F'＝100 N(圖中未畫出)，蹺蹺板水 平靜止。
練習圖
(1)在圖中畫出F的力臂l。
(2)F'的作用點可能在 (選填“A”“B”或“C”)，方向豎直
(選填“向上”或“向下”)。
C　
向上　
核心考點3　杠桿平衡條件及應用　判斷杠桿的類型
例3：如圖1所示，質量分布均勻的圓柱體木棒左端與支點O連接，繞 O轉動時，棒所受摩擦可忽略不計。棒右端受到豎直向上的拉力F1 而 保持靜止。
　　 　　　
例3圖
(1)把該木棒看作杠桿，則此杠桿是否處于平衡狀態？
，依據是 。
是　
杠桿保持靜止　
省力
例3：如圖1所示，質量分布均勻的圓柱體木棒左端與支點O連接，繞 O轉動時，棒所受摩擦可忽略不計。棒右端受到豎直向上的拉力F1 而 保持靜止。
例3圖
(2)如圖，根據杠桿平衡條件F1l1＝Gl，因為l1＞l，所以F1＜G。所以此杠
桿為省力杠桿。
(3)若將豎直拉力的作用點移至木棒中心處，且棒仍靜止于同一位置，把 此時的拉力記為F2 ， 如圖2所示。則F2與F1是否相等？ (選填 “是”或“否”)。若以F2 為杠桿的動力，木棒所受的重力為阻力，則此 杠桿為 (選填“省力”“費力”或“等臂”) 杠桿。
否　
等臂　
例3：如圖1所示，質量分布均勻的圓柱體木棒左端與支點O連接，繞 O轉動時，棒所受摩擦可忽略不計。棒右端受到豎直向上的拉力F1 而 保持靜止。
例3圖
等臂
＝　
例3：如圖1所示，質量分布均勻的圓柱體木棒左端與支點O連接，繞 O轉動時，棒所受摩擦可忽略不計。棒右端受到豎直向上的拉力F1 而 保持靜止。
例3圖
(4)根據杠桿平衡條件F2l2＝Gl，因為l2＝l，所以F2＝G；又因為F3l3＝
Gl，而F3＝F2＝G，所以l3＝l2。
解題思路：掌握判斷杠桿平衡的正確思維過程；理解力臂的概念，通過 比較力臂的長短來判斷杠桿的類型；根據杠桿平衡條件公式F1l1＝F2l2， 依據題目所給的條件，判斷出力臂的變化。
[練習1](2016廣州)如圖所示，不計質量的硬桿處于水平靜止狀態。
練習1圖
(1)O為支點，畫出FA的力臂lA。
(2)撤去FA，在B點施加力FB，硬桿仍可保持水平靜止狀態。若FB大小等 于FA，則FB的力臂lB lA(選填“＞”“＝”或“＜”)。(要求寫出分 析過程)
＝　
(2)分析：在A點施加力FA時，杠桿處于靜止狀態，則FAlA＝Gl；在B點施
加力FB時，杠桿仍然處于靜止狀態，則FBlB＝Gl。所以FAlA＝FBlB，又FA
＝FB，故lA＝lB。
[練習2](2022廣州節選)如圖1是貨車貨箱的尾板，可等效成圖2中以O為支 點的杠桿，處于水平靜止，尾板自重為G、受到繩的拉力F1(忽略繩重)。
練習2圖
(1)在圖2中畫出F1的力臂l；
(2)繩長一定，繩按圖3方式懸掛，尾板仍處于水平靜止，則此時尾板受到 繩的拉力F2 F1(選填“＞”“＝”或“＜”)。
＝　
1. (2024 廣州)如圖甲，質量不計的晾曬架鉤在支撐物上，掛上衣服后， 晾曬架可看成以O為支點的杠桿，圖乙是其簡化圖，晾曬架上A、B、C、 D四點在同一水平線上。
第1題圖
根據F1l1＝F2l2，動力臂l1(OA)和阻力F2(B點受到衣服的拉
力)不變時，阻力臂越短，動力就越小　
4　
(2)請在圖乙中：①畫出B點受到衣服的拉力F的示意圖；②畫出拉力F的 力臂l。
1. (2024 廣州)如圖甲，質量不計的晾曬架鉤在支撐物上，掛上衣服后， 晾曬架可看成以O為支點的杠桿，圖乙是其簡化圖，晾曬架上A、B、C、 D四點在同一水平線上。
第1題圖
2. (2022廣東)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：
第2題圖
(1)小明安裝好杠桿后，發現其左端下沉，如圖甲所示，為使杠桿在水平 位置平衡，應將平衡螺母向 調節。
右　
豎
直向下　
2　
2. (2022廣東)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：
第2題圖
(3)課后，小明制作了一個簡易杠桿，調節杠桿在水平位置平衡，然后在 它兩邊恰當位置分別放上不同數量的同種硬幣，使其在水平位置再次平 衡，如圖丙所示，則力臂l1∶l2 ＝ 。 若兩邊同時各取走一枚硬 幣，則杠桿的 端將下沉。
2∶1　
右　
2. (2022廣東)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：
第2題圖
3. (2023廣州)圖1中工人用工具搬運石頭，該工具可簡化成圖2中杠桿 AB，移動支架，可使支點O在AB間移動。桿水平靜止，忽略桿重。
第3題圖
(1)人對桿的壓力為F1，繩對桿的拉力為F2，F1、F2豎直向下。
①在圖2中畫出F1的力臂l1；
②F2的力臂l2＝ (用F1、F2、l1表示)。

(2)同一石頭仍懸掛在桿B端，人對桿A端的壓力方向不變，只通過移動支 點O使該壓力變小，桿仍保持水平靜止，支點O應向 (選填“A”或 “B”)端移動。
B　
3. (2023廣州)圖1中工人用工具搬運石頭，該工具可簡化成圖2中杠桿 AB，移動支架，可使支點O在AB間移動。桿水平靜止，忽略桿重。
第3題圖
4. 如圖所示，以硬尺上某位置為支點O，在尺上掛一重3 N的物體M，尺 在豎直向上的拉力F作用下保持水平靜止，尺的質量不計。
第4題圖
(1)O在 dm刻度線處。
(2)畫出F的力臂l。
1　
2.4　
7.2　
分析：根據杠桿平衡條件F×0.6 m＝G×0.2 m，代入F＝2.4 N，可計算
得G＝7.2 N。
不能　
彈簧測力計的量程是5 N，而硬棒的重力G＝7.2
N，超出測力計的量程　
第5題圖

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