第十二讲 杠杆和滑轮 复习学案 2021-2022学年人教版物理八年级下册（无答案）

第十二讲：杠杆和滑轮
知识点睛：
杠杆的定义：
杠杆的定义：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒
杠杆的五要素：
支点：杠杆绕着转动的固定点（右图中的O点）；
动力：使杠杆转动的力（右图中的F1）；
阻力：阻碍杠杆转动的力（右图中的F2）；
动力臂：从支点到动力作用线的距离（右图中的l1）；
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（右图中的l2）。
提示：①不管是动力还是阻力，都是杠杆所受到的力。
②力臂是支点到力的作用线的距离（不是支点到力的作用点的距离），力臂不一定沿杠杆方向。
杠杆的平衡
杠杆平衡状态：杠杆静止或匀速转动。
杠杆平衡条件（杠杆原理）：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；写成公式F1 l1= F2 l2。
杠杆的分类
省力杠杆：l1＞l2，平衡时F1＜F2，特点是省力，但费距离。
如：羊角锤，开瓶器，老虎钳，铁皮剪，树枝剪，动滑轮等。
费力杠杆：l1＜l2，平衡时F1＞F2，特点是费力，但省距离。
如：筷子，笤帚，船桨，镊子，理发剪，裁缝剪，钓鱼杆，吊车，人的手臂等。
等臂杠杆：l1＝l2，平衡时F1＝F2，特点是既不省力，也不费力，如：天平，定滑轮等。
杠杆基本解题思路
①确定杠杆主体结构，找到支点O；
②分清杠杆受到的阻力和动力（容易错画为杠杆对其他物体的力），画好动力作用线和阻力作用线；
③从支点向力的作用线引垂线（用虚线表示），画出垂足；支点到垂足的距离就是力臂，用大括号标注出来，并用l1表示动力臂，l2表示阻力臂。
④根据具体的情况具体分析，利用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）
解决杠杆平衡时动力最小问题思路
此类问题中：阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大。
画最小力的步骤：①在杠杆上找到离支点O最远的一点，记为M点；②连接OM，过M点作线段OM的垂线；在垂线方向标箭头，确保杠杆在动力和阻力的共同作用下能保持平衡。
动态杠杆分析思路
先确定杠杆是否平衡，然后找到支点、作用力及对应的力臂，根据杠杆平衡条件的变形式F1＝ 进行分析，由于一般情况下阻力F2保持不变，所以只需要分析阻力臂和动力臂比值的变化，就可得到动力F1的变化情况。
滑轮
滑轮：周边有凹槽，在绳的拉力作用下可以绕轴转动的轮子。
滑轮的分类和特点
滑轮的分类
定滑轮：工作时滑轮的轴固定不动的滑轮；定滑轮相当于等臂杠杆，如图甲所示。
动滑轮：工作时滑轮的轴和物体一起移动的滑轮；动滑轮相当于动力臂为阻力臂2倍的杠杆，如图乙所示。
滑轮的特点
定滑轮：不能省力（不省距离），但是能改变动力的方向。
动滑轮：最多省一半的力（最多
费一倍距离），但不能改变动力的方向。
滑轮的受力分析（不计绳重和轮与轴之间的摩擦）（如下图所示）
滑轮组
定义：动滑轮和定滑轮的组合。
特点：可以省力也可以改变力的方向。
滑轮组的绕线方式和受力特点：用同一根绳子绕制的滑轮组中，重物和动滑轮所受到的总重力由几段绳子共同承担，在不计绳重和轴摩擦时绳子自由端的拉力F拉=，绳子移动的距离s＝nh物，如下图所示。
火眼金睛：
判断以下结论是否正确：
用手转动地球仪时，地球仪可以看作一个杠杆( )
支点到动力作用点的距离称为动力臂( )
使用筷子夹东西只需要很小的力，所以筷子是省力杠杆( )
省力杠杆一定费距离，费力杠杆一定省距离( )
两个力同时作用在杠杆上，这两个力与它们相应力臂的乘积一定相等( )
杠杆受到的动力和阻力的方向可能相同( )
一个原来平衡的杠杆上加一个力后，杠杆仍平衡，则此力的作用线一定通过支点( )
动滑轮在省力的同时一定费距离( )
使用动滑轮一定会省力( )
定滑轮不能改变力的大小，也不能改变力的方向( )
定滑轮相当于等臂杠杆( )
学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升，这个滑轮是动滑轮( )
在不计机械自重和摩擦的情况下，能用10N的力刚好提起重20N的简单机械一定是动滑轮( )
任何一个滑轮组都具备既省力又改变动力方向的优点( )
滑轮组中使用的动滑轮的个数越多越省力( )
使用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组最多省一半力( )
使用滑轮组提升物体时，动滑轮的速度始终等于物体速度( )
用细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜并悬挂起来，静止后胡萝卜的轴线水平，如图所示；在拴线处沿竖直方向将胡萝卡切成A、B两段。以下结论正确的是( )
A、A 较重
B、B 较重
C、A、B一样重
D、无法确定
如图所示，甲、乙为工人施工中，利用滑轮提升物体的示意图，甲图中沿不同方向将一桶重200N的泥沙提到高处，乙图中使用拉力F将一桶重为200N的泥沙提到高处(不计滑轮向重、绳重及轴摩擦)，则( )
A、F1>F2>F3，F=100N
B、F1=F2=F3，F=100N
C、F1>F2>F3，F≠100N
D、F1=F2=F3，F≠100N
如图所示，弹簧测力计A和B及滑轮组均处于静止状态，F﹦10N，若不考虑弹簧测力计自重、滑轮重及摩擦，弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A、30N和30N B、30N和20N
C、20N和20N D、20N和30N
（多选）图所示的轻质杠杆OA上悬挂着一个重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是( )
A.此杠杆一定是省力杠杆
B.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡
C.此杠杆有可能是省力杠杆，也有可能是费力杠杆
D.沿竖直向上的方向用力最小
如图甲所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴支点；图乙为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图乙中标出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力F2。
甲 乙
如图所示，利用长1.6m的撬棒AB撬石头，撬棒的B、C、O三点分别与地面、石头、支撑物接触，BC = 0.2m，CO=0.2m。若撬棒C处受石头的压力为4200N，求工人至少应该用多大的力，才能撬起大石块。
能力提升
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆；其中，杠杆绕着转动的固定点叫______，从______到______的距离叫做动力臂。力臂的大小关系是判断杠杆分类的条件，以下工具中，属于省力杠杆的是______；属于费力杠杆的是______；属于等臂杠杆的是______。
A.天平 B.开瓶器 C.镊子 D.钓鱼竿 E.船桨 F.羊角锤 G.老虎钳
列车上出售的食品常常放在如下图（左）所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是______（写出支点位置的字母）；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是______。后一种情况下，手推车可以视为______力杠杆。
如上图（右）所示，杠杆自重不计。在拉力F作用下，杠杆在水平位置平衡，已知OB长为0.4m，OA长为1m ，所挂物体重为200N，则拉力F为______N。
如图所示，G1=4N，G2=12N，轻质直杆长1m，为了使直杆在水平位置保持平衡，则直杆左端到支点的距离为______m。若在左端加挂一个重4N的物体，为了使直杆重新平衡，支点应该向______移动______m。
如图所示，质量不计的一块长木板AB可绕O点无摩擦转动，且OA=1m，OB=3m。在A端挂一个重1500N的重物P，体重为400N的小涛站在B点时，P对地面的压力为______N；当小涛走到距O点______m 处时，P对地面的压力刚好为860N。
使用定滑轮可以____________，但不能______，定滑轮实质是______杠杆；使用动滑轮能够______，但不能____________。动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂______的杠杆；常常将它们组合在一起使用，称为______，它既能______又能____________。
如图甲、乙、丙所示，分别使用竖直方向的力F1、F2、F3使物体匀速直线上升，弹簧测力计的示数均为20N；若滑轮重为4N，不计绳重、轴摩擦和弹簧测力计的重力，则物体重G1=______N，G2=_______N，G3=______N。拉力F1=______N，F2=______N，F3=______N。若重物上升的速度为0.2m/s，则绳子自由端上升的速度v1=______m/s，v2=______m/s，v3=______m/s。
甲 乙 丙
如右图所示，物体C重100N，在不计摩擦和绳重的情况下，施加28N的力正好匀速提起重物，若滑轮的规格都相同，则每个滑轮的重为__________N。
如下图（左）所示，重为600N的人利用滑轮组拉着重为350N的物体A静止不动，滑轮B的重力为100N，C的重力为50N，则人施加的拉力F为__________N。（不计绳重和摩擦）
如上图（右）所示，OB:OA=1:2，物体甲重30N，动滑轮重9N，不计绳重、轴摩擦和杠杆的重力，人需要__________N的力可以拉动物体甲匀速上升。
人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，骨骼提供的动力作用下绕关节转动。下图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肢二头肌收缩提供动力。由图可以看出，这是一个( )
A、费力、省距离的杠杆
B、省力、费距离的杠杆
C、既费力，也费距离的杠杆
D、既省力，也省距离的杠杆
右图所示是自卸车的示意图，车厢部分视为杠杆，则下列分析正确的是( )
A、B点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重是阻力
B、B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C、C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D、C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
室内垃圾桶平时桶盖关闭使垃圾散发的异味不弥漫到室内，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图（如图所示）可确定( )
A、桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆
B、桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆
C、桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆
D、桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆
小明同学用一个可以绕O点转动的硬杆缓慢提升重物，研究整个过程中力F的变化。
如图甲所示，力F始终保持竖直向上，假定重物从图中所示位置升起到图中虚线位置的过程中，每个位置硬杆都处于平衡状态，则( )
如图乙所示，力F始终垂直于杠杆，假定重物从图中所示位置升起到图中虚线位置的过程中，每个位置硬杆都处于平衡状态，则( )
A、力F先变大后变小 B、力F的大小始终不变
C、力F先变小后变大 D、力F和对应力臂的乘积保持不变
甲 乙
如右图所示的滑轮组，正方体A在水平地面上处于静止状态，已知A的边长为1dm ，密度为2×103kg/m3，动滑轮总重为2N，若使A对水平地面产生600Pa的压强，则作用在绳端的拉力F为( ) (忽略摩擦和绳重，g=10N/kg)
A、4N B、5N C、1N D、22N
如图所示，重500N的人站在重2500N的船上，用滑轮组把船匀速拉向岸边，人和船相对静止。船受到水的阻力为900N。不计绳重和轴摩擦，人拉绳的力为( )
A、300N B、450N C、1100N D、2700N
(1)、画出图甲、乙各杠杆中动力F1和阻力F2对应的力臂。
(2)、在图丙中，画出使轻质杠杆保持平衡时最小的力F的示意图（要求保留做图痕迹）。
甲 乙 丙
(1)、在图甲、乙中画出最省力的绕线方法。
(2)、如图丙所示，小明站在地面上用最小的力通过滑轮组将重物提起来，请画出滑轮组的绕线。
甲 乙 丙
如图所示，将一个长方体的重物甲挂在轻质杠杆的A点，一个人在B点通过滑环对杠杆施加竖直向上的力F1，使杠杆在水平位置静止，已知OA:AB=2:1，F1的大小为700N。当滑环向右移到C点时，通过滑环对杠杆施加竖直向上的力F2，使杠杆在水平位置平衡，且BC:AB=1:1。求：
重物甲的重力
F2的大小
课后巩固
图所示是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是( )
A、ABC是一个省力杠杆
B、D处刀刃较薄，可以增大压力
C、杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦
D、指甲刀只有两个杠杆，一个省力缸杆，一个费力杠杆
某人用力F抬起放在水平地面上的一匀质杠杆AB的B端，F方向始终竖直向上，如图所示，则在抬起过程中( )
A、F逐渐变大 B、F逐渐减小
C、F大小保持不变 D、无法确定
如图所示是汽车液压刹车装置的一部分，该装置中AOB实为一个杠杆，O是杠杆的支点，请画出刹车时它所受的动力F1、阻力F2和动力臂L1。
下图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。身体可视为杠杆，O点为支点。A 点为重心。(g=10N/kg)
(1)、该同学所受重力是多少？
(2)、在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L1。
(3)、若OB=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小。
如右图所示，用动滑轮将重为900N的物体匀速提升2m，不计摩擦和滑轮重，所施加的拉力F=__________N，这一过程中拉力F做功__________J。
如下图所示，用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F 乙、F丙、F丁，比较它们的大小(不计滑轮重及滑轮与轴间的摩擦)，正确的是( )
A、F甲>F乙 B、 F乙=F丙 C、F丙如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为( )
A、20N 0.4m/s
B、20N 0.1m/s
C、5N 0.4m/s
D、5N 0.1m/s