课件46张PPT。第 19 讲 简单机械第二部分 物质科学(一)专题一 杠 杆专题二 滑 轮内容索引实验探究与学科素养专题一 杠 杆返回基础知识1.杠杆的定义：如图所示，在 的作用下围绕着一个 转动的硬棒称为杠杆。梳理力固定点2.杠杆的五要素：
(1)支点(符号O)：杠杆绕着转动的固定点；
(2)动力(符号 )：促使杠杆转动的力；
(3)阻力(符号 )：阻碍杠杆转动的力；
(4)动力臂(符号 )：从支点到动力作用线的垂直距离；
(5)阻力臂(符号 )：从支点到阻力作用线的垂直距离。
3.绘制杠杆力臂的步骤：
(1)找出支点；
(2)沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出；
(3)从支点作动力、阻力作用线的垂线，则 到 的距离即为力臂。F1F2l1l2支点垂足4.杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下处于 时，这个杠杆就处于平衡状态。
5.杠杆平衡的条件： × ＝ × ，即：F1·l1＝F2·l2；
比例形式： ，文字表述为：当杠杆达到平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。静止或匀速转动动力动力臂阻力阻力臂6.杠杆分类：7.人体中的杠杆：人体的手臂、头、腿、脚等都可以看作是杠杆。如图所示，相关的动作产生时，转动的固定点(关节)是 ，相对应的肌肉收缩提供 ，阻力则是自身的重力或外界的力。支点动力命题点1 识别杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂
1.(2015·益阳)如图是自行车手闸示意图，手闸是一个
简单机械，这种简单机械的名称是 ，当图中
手对车闸的作用力F＝10N时，刹车拉线受到力的
大小为 N。
解析 由图知，自行车手闸在力的作用效果下，能够绕着铆钉转动，所以是杠杆的应用；12345命题规律探究6答案 解析杠杆40命题点2 绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示
2.(2016·葫芦岛)图甲是打开的汽车后备箱盖，它被液压杆支撑(不计后备箱盖重)，关箱盖时，它可看作一个杠杆，图乙是其简化图：O是支点，F2是液压杆作用在A点的阻力。请在图乙中画出：
(1)阻力臂l2；
(2)在B点关上后备箱盖的最小动力F1及其力臂l1。答案 123456答案3.(2017·广州)用力F1把门推开，弹性绳会被拉长。如图，门处于静止状态。
(1)画出弹性绳对门的拉力F2的示意图；
解析 画出弹性绳对门的拉力F2作用点在门上，方向沿弹性绳的方向，在力的末端标注F2；
答案 如图所示答案 解析123456(2)O为支点，画出F1的力臂；
解析 从支点O向动力F1的作用线作垂线，则垂线段的距离为力臂l1；
答案 如图所示答案 解析123456(3)根据杠杆的平衡条件 可知F1 F2(选填“>”、“＝”、“<”)。
解析 根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，l1＞l2，可知F1＜F2。123456F1l1＝F2l2＜答案 解析答案 解析命题点3 应用杠杆的平衡条件解决简单的问题
4.(2017·自贡)如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将( )
A.还继续处于水平平衡
B.右端上升，左端下降
C.右端下降，左端上升
D.无法确定杠杆的运动状态123456解析 设每个钩码的质量为m，左侧力臂为l，
由杠杆的平衡条件可得：3mgl＝2mgl右，123456则右端力和力臂的乘积大，所以杠杆右端下降，左端上升。答案 解析123456命题点3 应用杠杆的平衡条件解决简单的问题
4.(2017·自贡)如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将( )
A.还继续处于水平平衡
B.右端上升，左端下降
C.右端下降，左端上升
D.无法确定杠杆的运动状态C答案 解析1234565.(2017·杭州)小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛，人对地面的压力大小为 牛。(g＝10牛/千克)123456解析 由题意，根据杠杆的平衡条件有：F×OB＝G×OA，
即F×(0.6m－0.2m)＝40N×0.2m，则F＝20N；
即手压木棒的压力大小为20N；
肩对木棒的支持力大小为F′＝F＋G＝20N＋40N＝60N；
人对地面的压力大小为F″＝G人＋F′＝mg＋F′＝50kg×10N/kg＋60N＝560N。答案 解析5.(2017·杭州)小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛，人对地面的压力大小为 牛。(g＝10牛/千克)1234562060560命题点4 人体中的杠杆
6.(2016·张家界)“低头族”正成为现代社会的一个流行词(如图甲)，有报道说，低头时，能让颈椎多承受约270N的拉力。为此，小明与课外小组的同学们制作了一个头颅模型进行模拟实验。123456如图乙，把人的颈椎简化成支点O，头颅模型的重量为G，头颅模型在重力作用下可绕支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在B点，用测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图丙，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验完成相关记录。123456根据上面提供的信息，请你提出一个该课外小组能探究的问题(或猜想)：
_______________________________________________________________
___________?
并根据客观事实，提出一条关于“预防和延缓颈部肌肉损伤”的合理化建议：________________________________________________________
_____________________________________________________________。123456肌肉拉力大小与低头的角度有什么关系？(或：肌肉拉动头颅低头省力还是费力？) 适当抬高手机屏幕或减小低头角度(不要长时间低头看手机，低头久了应适当做仰头运动缓解颈椎承受的压力)(只要科学合理同样计分)答案 返回专题二 滑 轮返回基础知识1.滑轮：周边有槽，能绕固定转轴转动的轮子，是一种变形的杠杆。
2.滑轮的种类：
(1)定滑轮：使用滑轮时，轴的位置固定不变的滑轮，如图甲。
(2)动滑轮：使用滑轮时，轴的位置随物体一起移动的滑轮，如图乙。梳理3.定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点：方向2省力省力力的方向特别提醒 人们使用滑轮时，有时为了省力，有时为了省距离，但不论在哪种情况下都不能省功。4.使用滑轮组用力大小的影响因素：不计摩擦，使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由n股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的 。绳子末端通过的距离是物体移动距离的n倍。n分之一123答案 命题规律探究命题点1 定滑轮和动滑轮的特点
1.(2016·乐山)如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是 ，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是：F1 F2。乙大于命题点2 辨认定滑轮、动滑轮、滑轮组
2.使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。
(1)如图甲，工人在铺设电缆时，要在转弯处安装一组导向轮，这组导向轮属于 (选填“动滑轮”或“定滑轮”)。
解析 工人在铺设电缆时,在转弯处安装一组导向轮,该导向轮的作用是改变力的方向,其轮轴是固定不动的,不随货物升降,所以是定滑轮；答案 解析定滑轮123答案 解析(2)如图乙，尖嘴钳是常用的电工工具，刀刃部分靠近转动轴，这是为了
，从而在使用时更加省力。
解析 尖嘴钳的刀刃部分靠近转动轴是为了通过减小阻力臂，达到省力的目的。123减小阻力臂命题点3 滑轮组的特点，使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单
的问题
3.(2015·荆门)滑轮在中世纪时就被应用于战场，如图所示，弓箭手用200N的平均拉力通过滑轮组将弦拉满到弓上射击，若动滑轮移动了90cm(不计滑轮和绳重、摩擦)。以下说法正确的是( )
A.使用滑轮组是为了省功，从而节省体能
B.使用滑轮组是为了改变力的方向，方便用力
C.使用滑轮组是为了省力
D.使用滑轮组时弓箭手做的功为180J答案 解析123解析 由功的原理可知，使用任何机械都不省功，故A错误；
使用滑轮组是为了省力，方便用力将弓箭射出去，不是为了改变力的方向，故B错误，C正确；
由图可知，动滑轮上有3段绳子，则s＝3h＝3×0.9m＝2.7m，使用滑轮组时弓箭手做的功W＝Fs＝200N×2.7m＝540J，故D错误。123命题点3 滑轮组的特点，使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单
的问题
3.(2015·荆门)滑轮在中世纪时就被应用于战场，如图所示，弓箭手用200N的平均拉力通过滑轮组将弦拉满到弓上射击，若动滑轮移动了90cm(不计滑轮和绳重、摩擦)。以下说法正确的是( )
A.使用滑轮组是为了省功，从而节省体能
B.使用滑轮组是为了改变力的方向，方便用力
C.使用滑轮组是为了省力
D.使用滑轮组时弓箭手做的功为180JC返回解析答案123实验探究与学科素养返回探究体验18探究杠杆的平衡条件典例1 如图所示，是一种常见的杆秤，此时处
于水平位置平衡。
发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察
到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡
可以通过改变作用在杠杆上的 来实现；
发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变
的长短也可以改变杠杆的平衡。
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？答案 解析探究体验18探究杠杆的平衡条件解析 小明在左侧挂钩上增加物体，改变了杠杆所受的力，改变了杠杆的平衡；小新移动秤砣改变秤砣对杠杆的力臂，使其恢复水平位置平衡，说明通过改变力臂的长短也可以改变杠杆的平衡；探究体验18探究杠杆的平衡条件典例1 如图所示，是一种常见的杆秤，此时处
于水平位置平衡。
发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察
到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡
可以通过改变作用在杠杆上的 来实现；
发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变
的长短也可以改变杠杆的平衡。
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？力力臂答案 解析制定计划与设计实验 实验前，轻质杠杆处于如图所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节，便杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是 。
解析 由图可知，杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响；右方便直接测出力臂答案 解析实验结论 如图所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是____________________________。
解析 设每个钩码的重力为G，每个小格的长度为l，分析三次实验，图甲：3G×2l＝3G×2l，图乙：3G×2l＝2G×3l，图丙：4G×l＝2G×2l，可得杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；答案 解析动力×动力臂＝阻力×阻力臂拓展应用 如图所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”)，此杠杆的支点是图中的
点。假如托起6N的重物，请你根据右图所示，估算出手臂要用的动力大约是 N。答案 解析解析 支点在C点，作出杠杆所受的力及对应的力臂；由图知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，为费力杠杆；由图知，阻力臂大约为动力臂的8倍，根据杠杆平衡条件F1＝F2l2/l1＝8F2＝8×6N＝48N。费力C48要点 在实验过程中选择某个步骤或选择某个器材，往往是为了有利于实验的准确性，排除干扰，加快实验，使实验现象更明显，以便能够得到客观、正确的结论。解题时应该往这个方向去思考。素养提升19理解科学探究中某步骤或某器材的意义和作用典例2 在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：
(1)首先，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置保持静止，这样做的目的是___________________________________________
_______________。
解析 调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时也为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。解析答案 便于测量力臂大小，同时也为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响(2)如图所示，杠杆每格长度相同，杠杆的a处已挂着2个0.5N的钩码，要使杠杆平衡，则应在杠杆的e处，挂上 个0.5N的钩码。
解析 由图知，左端钩码重力F1＝2G＝2×0.5N＝1N，力臂的长度为2格；由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，可得1N×2＝F2l2，在杠杆的e处力臂长为4格，对应的钩码重为0.5N，因此个数为1。解析答案 1(3)该实验一般要测量三组数据，这样做的目的是__________________
_______。
解析 在实验探究科学问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差，有的是多次测量发现变化规律，有的是为了使实验结论具有普遍性。解析答案 为了使实验结论具有普遍性返回本课结束考点跟踪练 19 简单机械
A组 基础排查练
1．(2017·丽水)如图所示，使用时属于费力杠杆的是( )
A. 镊子夹, 石块 B.起子开, 瓶盖 C.羊角锤拔, 铁钉 D.天平称物, 体质量
2．(2016·宁夏)如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是( )
A．以a为支点的费力杠杆 B．以a为支点的省力杠杆
C．以b为支点的费力杠杆 D．以b为支点的省力杠杆
3．(2017·舟山)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是( )
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
4．(2016·绍兴)下列杠杆能平衡的是(杆重和摩擦均不计)( )
A. B. C. D.
5．(2017·绍兴)如图甲是制作面团的情景，把竹杠的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图，关于压面团过程的叙述正确的是( )
A．面团对杆的作用力方向向下
B．面团对杆的作用力大小等于F
C．面团被压扁说明力能使物体发生形变
D．A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离
6．(2015·汕尾)如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是( )
A. B. C. D.
7．(2015·吉林)如图所示的装置中，两支笔构成了一个________，可以轻松地举起很重的书，小拇指离支点越远，所用的力越________。
8．(2017·安顺)某同学用下图所示装置做探究杠杆平衡条件的实验，图中杠杆匀质且均匀刻度。当杠杆水平平衡后，在左侧第2格挂3个相同的钩码，则应在右侧第3格上挂________个相同的钩码才能使杠杆水平平衡；若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
B组 深化突破练
9．(2016·凉山)如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是( )
A．杠杆仍能平衡 B．杠杆不能平衡，左端下沉
C．杠杆不能平衡，右端下沉 D．无法判断
10．(2016·百色)用如图所示的几种简单机械提起相同重物G，机械自重不可忽略，不考虑摩擦，则最小的力是( )
11．(2017·岳阳) 如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中( )
A．绳子自由端移动的距离为6m
B．动滑轮重100N
C．拉力做功的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为60%
12．(2017·成都)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。
(1)平衡时，应该让杠杆静止在________位置。
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图1所示，他们记录的数据为：动力F1＝1.5N，动力臂l1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂l2＝______m。
(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是________。
A．铁架台自身的重力足够大
B．单个钩码的重力不完全相等
C．悬挂钩码的绳套重力偏大
D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图2所示的结果。根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1l1＝________。(F1、F2、F3的力臂分别用l1、l2、l3表示)
13．(2017·黔西南)利用下图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是________________，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向________(选填“左”或“右”)调。
(2)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是__________________________________。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图乙，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆____________(选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将________。
14．(2016·扬州)从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰(如图甲)或人下蹲弯曲膝盖(如图乙)把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨(轴)O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变。搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。
(1)在丙图中画出F2力臂l2；
(2)当α角增大时，l2________(选填“变大”、“不变”或“变小”)，F1________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)如果考虑到人上半身的重力，那么腰背部肌肉的实际拉力将比丙图中F1要________(选填“大”或“小”)。
(4)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以上分析可得，________(选填“甲”或“乙”)图中的姿势比较正确。
课时作业答案精析
1. A 解析 镊子夹石块，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；起子开瓶盖、羊角锤拔铁钉，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆；天平是等臂杠杆。
2. B 解析 使用起瓶器开启瓶盖时，瓶盖中的b点被撬起，所以b点是阻力的作用点；并且在开启的过程中，起瓶器绕a点转动，所以a是支点。在整个过程中，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆。
3. C 解析 刀刃很薄是为了减小受力面积，从而增大压强，故A错误；铡刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；甘蔗放在a点比b点阻力臂小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2 可知，甘蔗放在a点比b点更易被切断，故C正确；动力臂垂直于力的方向，可知F2动力臂大于F1, 因此F2更省力，故D错误。
4. C
5. C 解析 由图示可知，杆对面团的作用力向下，根据物体间力的作用是相互的，则面团对杆的作用力向上，故A错误；由于面团B点到支点C的距离小于A点，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，面团对杆的作用力大于F，故B错误；面团被压扁说明力能使物体发生形变，故C正确；由图示可知，C为支点，A点的力臂大于B点的力臂，是省力杠杆，但要多移动距离，因此A点向下移动的距离大于B点向下移动的距离，故D错误。
6. C 解析 图A是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F＝G；图B是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F＝G；图C是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有3股，则F＝G；图D是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有2股，则F＝G。由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C。
7. 杠杆 小 解析 杠杆是一根可以绕固定点转动的硬棒。由图可知，两支笔构成了一个杠杆，可以轻松地举起很重的书，当小拇指离支点越远，即动力臂越大，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，可知，所用的力越小。
8. 2 增大 解析 设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为l，根据杠杆平衡条件得：3G×2l＝2G×3l，则应在右侧第3格上挂2个钩码；若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时，阻力、阻力臂不变，动力臂逐渐变小，根据杠杆平衡条件得，动力逐渐变大，即弹簧测力计示数将逐渐增大。
9. C 解析 原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力，其对应的力臂分别为OC、OD, 根据杠杆的平衡条件可得：mAgOC＝mBgOD，由图示可知，OC＜OD，所以mA＞mB；当向支点移动相同的距离△l时，两边的力臂都减小△l，此时左边的力矩为：mAg(OC－△l)＝mAgOC－mAg△l，右边的力矩为：mBg(OD－△l)＝mBgOD－mBg△l，由于mA＞mB，所以mAg△l＞mBg△l；所以mAgOC－mAg△l＜mBgOD－mBg△l。因此杠杆将向悬挂B物体的一端(右端)倾斜。
10. B 解析 设机械自重为G′。
A、此图中，动力臂是阻力臂的2倍，根据杠杆平衡条件可得，F1l＝G×l＋G′×l，则F1＝；
B、此图中，动力臂是阻力臂的2倍，根据杠杆平衡条件可得，F2×l＋G′×l＝G×l＋G′×l，则F2＝；
C、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F3＝G；
D、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，因为机械自重不可忽略，所以F4＝(G＋G′)；
比较F2与F1或F4的大小，即将F2＝与F1＝比较，可得F2＜F1，故最小的力是F2。
11. B 解析 由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m，故A错误；
忽略绳重和摩擦，由F＝(G＋G动)可得，动滑轮的重：G动＝nF－G＝2×300N－500N＝100N，故B正确；
绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.4m/s，根据P＝Fv＝300N×0.4m/s＝120W，故C错误；
根据η＝＝＝＝＝＝83.3%，故D错误。
12. (1)水平 (2)0.15 (3)A (4)F2l2＋F3l3 解析 (1)为了便于从杠杆上直接读取力臂及消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡。
(2)根据杠杆的平衡条件得：1.5N×0.1m＝1N×l2，则l2＝0.15m。
(3)铁架台自身的重力足够大目的使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响，故A符合题意；单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，故B不符合题意；悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响，故C不符合题意；杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏，对测量结果造成误差，故D不符合题意。
(4)设一个钩码的重力为G，杠杆一个格的长度为l，根据杠杆平衡条件可知，杠杆右侧F2l2＋F3l3＝2G×2l＋2G×4l＝12Gl；杠杆左侧F1l1＝4G×3l＝12Gl，故左侧等于右侧，即F2l2＋F3l3＝F1l1。
13. (1)便于测量力臂 右 (2)只做一次实验，得出的结论不具有普遍性 左端下沉 (3)变大 解析 (1)实验前调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂；若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向右调。
(2)进行实验探究时，若使实验得出的结论具有普遍性，应进行多次实验，题中小明只做一次实验立即分析得出杠杆的平衡条件，得出的结论不具有普遍性；若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，由杠杆平衡条件得，左端力与力臂的乘积大于右端力与力臂的乘积，则杠杆左端下沉。
(3)如图丙所示，若改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，左端力与力臂的乘积不变，右端力臂变小，故使杠杆仍在水平位置平衡，测力计示数将变大。
14. (1)如图 (2)变小 变小 (3)大 (4)乙 解析 (1)延长F2作用线，由支点作其作用线的垂线，l2是其力臂，如图：
(2)由图可知：当α角增大时，力臂l2变小；由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°，且OA这段距离不变，则O点到F1作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知，F1变小。
(3)如果考虑到人上半身的重力，由于上半身的重力会阻碍杠杆的转动，根据杠杆平衡条件可知：实际拉力将变大。
(4)比较甲、乙两种姿势可知：甲的支点太高，在搬起物体时，阻力臂减小得慢，则腰背部复杂肌肉的等效拉力F1要比较长时间使用较大的力，所以甲姿势不正确，乙姿势比较正确。
