简单机械（第2课时）
1．杠杆平衡：指杠杆保持__静止__状态或__匀速转动__状态。
2．杠杆平衡原理：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即__F1l1＝F2l2__。
1．杠杆在动力和阻力作用下处于平衡状态，下列方法不一定能使杠杆平衡的是( A )
A．在杠杆上再施加一个力，使这个力作用在杠杆的中心
B．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过支点
C．使动力和阻力同时减小到原来的一半
D．使动力臂和阻力臂同时增大一倍
2．如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会( A )
A．
左端下降
B．右端下降
C．仍然平衡
D．无法判断
3．如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5
kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩所施加的力( B )
A．大于5
kg
B．大于50
N
C．小于50
N
D．等于50
N
4．如图所示，杠杆始终在水平位置平衡，作用在杠杆B点的力沿1方向时为F1，沿2方向时为F2。则F1与F2的大小关系是( C )
A．F1＜F2
B．F1＝F2
C．F1＞F2
D．无法判断
5．在如图所示的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，为使杠杆水平平衡，则要在A端加一个力，下列说法中正确的是( C )
A．在水平方向用力F1最小
B．在竖直方向用力F2最小
C．在跟OA连线垂直的方向用力F3最小
D．在各个方向上用力一样大
6．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA＝0.3
m，OB＝0.2
m。A点处挂一个质量为2
kg的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为__20__N，力F的大小为__30__N。(g取10
N/kg)
7．如图所示为车前的挡板，它是一个省力杠杆，若始终用竖直向上的力抬动挡板，F__不变__(填“变大”“变小”或“不变”)。若挡板质量为0.5
kg，其重心在A点处，OA＝2
m，OB＝3
m，则抬起的一瞬间，所用的力为__3.3__N。(g取10
N/kg)
8．如图所示为可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是( C )
A．F1＜F2＜F3＜G
B．F1＞F2＞F3＞G
C．F1＝F2＝F3＝G
D．F1＞F2＝F3＝G
9．如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1
800
N，且AB＝1.8
m，BD＝0.6
m，CD＝0.4
m，则要撬动该石块所用的最小的力为( C )
A．
600
N
B．400
N
C．200
N
D．150
N
10．如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕__C__点倾翻。已知AB长40
cm，AC长30
cm。室外机的重力为300
N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为__200__N(支架重力不计)。为了安全，室外机的位置应尽量__靠近__(填“靠近”或“远离”)墙壁。
11．小明同学在“研究杠杆平衡条件”的实验中：
(1)将杠杆支点设在中间的目的是__避免杠杆自重对实验的影响__。
(2)实验时应先调节杠杆在__水平__位置平衡，目的是__方便读取力臂__，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向__左__(填“左”或“右”)调。
(3)杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上__4__个钩码。
(4)下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据。
实验次数
F1(N)
l1(cm)
F2(N)
l2(cm)
1
2
5
△
10
2
3
10
2
15
3
2
30
3
☆
上表中空格处所缺的数据是：△＝__1__，☆＝__20__。
(5)分析上表中的实验数据可以得出杠杆的平衡条件是__F1l1＝F2l2(或动力×动力臂＝阻力×阻力臂)__。
12．如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷。若杠杆的A端连接着体积为2×10－3
m3，密度为2.5×103
kg/m3的石球，摩擦和杠杆自重均忽略不计，g取10
N/kg，求：
(1)杠杆A端受到的阻力F2。
(2)要将石球抬起，脚施加的竖直向下的动力F1。
解：(1)由题图可知，阻力F2大小等于石球的重力：
F2＝G＝mg＝ρVg＝2.5×103
kg/m3×2×10－3
m3×10
N/kg＝50
N。
(2)根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：F1×1
m＝50
N×0.4
m，
解得：F1＝20
N。
13．如图所示，将长为1.2
m的轻质木棒平放在水平方形台面上，左、右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3
m。在A端挂一个重为30
N的物体，在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G＝30
N，台面受到木棒的压力为__60__N__。
(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体重力至少要大于__90__N__。
(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为__10～90__N__。
1简单机械（第3课时）
名称
力臂关系
力的关系
特点
应用举例
省力
杠杆
l1＞l2
F1＜F2
省力但
__费距离__
撬棒、铡刀、羊角锤、起子等
费力
杠杆
l1＜l2
F1＞F2
费力但
__省距离__
理发剪子、钓鱼竿、镊子等
等臂
杠杆
l1＝l2
F1＝F2
既__不省力__
也__不费力__
天平、定滑轮
1．如图所示的器具，属于省力杠杆的是( B )
A．镊子 B．独轮车 C．天平 D．筷子
2．园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近，这样做的目的是( D )
A．
增大阻力臂，减小动力移动的距离
B．减小动力臂，减小动力移动的距离
C．增大动力臂，省力
D．减小阻力臂，省力
3．如图所示，杠杆在水平方向平衡，若将弹簧测力计缓慢地自位置1移到位置2，并保持杠杆始终水平平衡，则测力计的读数变化是( D )
A．不断增大
B．不断减小
C．先增大，然后减小
D．先减小，然后增大
4．如图是同学们常用的燕尾夹，已知AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把__B__点看成支点，此时夹子可近似看成__等臂__(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
5．笔记本电脑在人们日常生活中起着重要的作用，如图所示是一个笔记本电脑的侧面图，用与电脑屏幕垂直的力F掀开屏幕到竖直位置的过程中，力F__变小__(填“变大”“不变”或“变小”)，若笔记本电脑屏幕质量为500
g，由图可知此时拉力F＝__1.25__N。(不计屏幕与转轴的阻力，g取10
N/kg)
6．如图甲为虎门大桥的示意图，“桥塔为什么要造这么高？”小强对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙的模型，又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁。
(1)可以看出它用到了__杠杆__的相关知识，其中O是__支点__，__F1__代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。
(2)小强通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可__增大__(填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂，从而__减小__(填“增大”或“减小”)斜拉索的拉力。
(3)假如让你来设计新的斜拉索式大桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受的拉力？(说出一种方法即可)
解：使用新型材料，减小桥自重。
7．如图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重力为G，在棒的一端施加水平力F，将棒从图示位置缓慢提起至虚线位置的过程中( B )
A．F的力臂变小，F的大小变大
B．F的力臂变大，F的大小变小
C．重力G与它的力臂乘积保持不变
D．重力G与它的力臂乘积变大
8．如图所示，用方向不变的力F，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，F的大小变化情况是( A )
A．
保持不变
B．逐渐变小
C．逐渐变大
D．无法判定
9．如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24
N，A、B是木条的两个端点，O、C是木条上的两个点，AO＝BO，AC＝OC。A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6
N。现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是( C )
A．8
N
B．12
N
C．16
N
D．18
N
10．如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点处挂一个G＝10
N的重物，杠杆重力及摩擦均不计。若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止，如图甲所示，那么，该杠杆__不一定__(填“一定”或“不一定”)是省力杠杆；若动力F乙始终与OA垂直，将杠杆由水平位置匀速向上提升重物，如图乙所示，动力F乙的大小变化是__变小__(填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)；若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向，在此过程中OA始终保持水平静止，如图丙所示。请画出动力F丙随时间t的变化趋势。
解：如图所示
11．随着智能手机的普及，低头看手机的“低头族”越来越多。那么，颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系？科研人员进行了研究。制作头部模型，如图甲所示，头部可绕支点O(颈椎)转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂在模型内，其重为5
N，模拟头部重力，头部后面绑一根绳子模拟肌肉，绳子上系一测力计，支点(颈椎)承受的压力约为头部重力和绳子拉力之和，实验数据如下表：
低头角度/度
绳子
拉力/N
颈椎承受
的压力/N
0
0
5
15
5
10
30
9
14
45
13.5
18.5
60
17.5
22.5
(1)分析表中数据，可得出的结论是__颈椎承受的压力随着低头角度的增大而增大__。
(2)该头部模型相当于绕O点转动的杠杆，如图乙所示，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力F的力臂变小，请分析拉力F变大的原因：
__根据杠杆平衡条件可知：Gl1＝Fl2，当低头角度增大时，l1增大，G不变，l2减小，故F增大__。
(3)下列措施中，有利于保护颈椎的是__ABC__(填字母，可多选)。
A．不要长时间低头看手机
B．适当抬高手机屏幕，减小低头角度
C．低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力
12．如图所示，某研究小组探究“利用体重秤和一根长1
m的轻质木棒，测量边长为0.3
m的正方体合金块的密度”，先用体重秤测出一位同学的质量为60
kg，再将木棒支在O点，合金块挂在A点，OA＝20
cm，让该同学站在体重秤上用手将木棒抬到图示位置，此时体重秤的读数为76.2
kg。(g取10
N/kg)
(1)在测体重时，该同学双脚与体重秤的接触面积为
0.04
m2，他对体重秤的压强为多大？
(2)求合金块的密度。
解：(1)该同学对秤的压力为：
F＝G＝mg＝60
kg×10
N/kg＝600
N，
对秤的压强为：p＝＝＝1.5×104
Pa。
(2)由题意知，体重秤的示数变化为：
Δm＝76.2
kg－60
kg＝16.2
kg；
根据力的作用的相互性可知，该同学对B的支持力F＝Δmg＝16.2
kg×10
N/kg＝162
N，
根据杠杆的平衡条件可得G×OA＝F×OB，
则G＝＝＝810
N，
则合金块的质量为：m＝＝＝81
kg，
合金块的体积V＝L3＝(0.3
m)3＝2.7×10－2
m3，
所以，合金块的密度ρ＝＝＝3×103
kg/m3。
(3)该同学用双手竖直向上匀速抬起木棒，体重秤的读数将__不变__(填“增大”“不变”或“减小”)。
1简单机械（第1课时）
1．杠杆：在力的作用下能绕__固定点__转动的硬棒叫做杠杆。
2．杠杆的五要素
(1)__支点__：使杠杆绕着转动的固定点。
(2)__动力__：使杠杆转动的力。
(3)__阻力__：阻碍杠杆转动的力。
(4)动力臂：从__支点__到__动力作用线__的垂直距离。
(5)阻力臂：从__支点__到__阻力作用线__的垂直距离。
1．下列仪器或工具在使用过程中，属于杠杆的一组是( C )
①刻度尺 ②老虎钳 ③量筒 ④试管夹 ⑤托盘天平 ⑥温度计
A．①②③
B．①③⑤
C．②④⑤
D．④⑤⑥
2．下列关于杠杆的几种说法中不正确的是( D )
A．
杠杆可以是直的，也可以是弯的
B．杠杆的支点一定在杠杆上
C．支点可以在杠杆上的任何位置
D．动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆长度
3．关于力臂，下列说法正确的是( C )
A．力臂一定在杠杆上
B．从支点到动力作用点的距离叫动力臂
C．从支点到力的作用线的距离叫力臂
D．力臂不可能为零
4．如图所示的杠杆处于平衡状态，F的力臂是( C )
A．DF
B．OD
C．OC
D．OF
5．下列力臂的画法正确的是( C )
6．如图所示，开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它的工作原理的是( B )
7．钓鱼时，钓鱼竿可看成一根杠杆，如图所示，其支点位于图中的__A__点，动力作用点在__B__点处，阻力作用点在__C__点处。
8．画出下图中各个力的力臂。
解：略
9．如图是钢丝钳处于工作时的状态。图中给出了四位同学在钢丝钳单侧钳柄及其相连部分上所画出的动力F1、动力臂L1、阻力F2的示意图，其中正确的是( C )
10．如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆可绕O点转动，重物通过绳对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( B )
A．
l1
B．l2
C．l3
D．l4
11．如图是超市用的手推车，当前轮遇到障碍物，应该是__压__(填“压”或“抬”)车把，支点是点__C__，当后轮遇到障碍物，应该是__抬__(填“压”或“抬”)车把，支点是__B__。
12．“人体旗帜挑战”在欧美社交网站上曾受到热捧。人体旗帜英文名为Human
Flag，指的是用手抓着垂直于地面的杆，使身体与地面保持平行的高难度动作。图中的挑战者在做这个动作时整个身体相当于简单机械中的__杠杆__。你认为要完成这个动作，除了加强锻炼之外，哪些客观条件会额外增加完成这个动作的难度？__人体重力__(只需写一条即可)。
13．如图所示，吊车向上起吊一箱货物，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，起吊时伸缩撑杆对吊臂的支持力F1始终与吊臂垂直，且A的作用点不变。货物对吊臂的拉力为F2，画出F1和F2的力臂l1和l2。
解：如图所示
14．
如图所示，甲图中伞被撑开时，伞的每条骨架都可近似看成一个杠杆，乙图是其中一条骨架的示意图，伞面对骨架的压力为阻力F2，支点为O，请你在乙图中画出支撑杆AB对骨架的动力F1的大致方向、动力臂L1及阻力臂L2。
解：如图所示
15．使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图所示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，则撬棒的支点是__A__点；若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，则撬棒的支点是__C__点。
16．如图所示，碗中盛有一碗水，一根粗细均匀的木筷静止在如图所示的位置，木筷右上端与碗沿的接触点为O点。请你以O点为支点，画出木筷所受重力及浮力的示意图，并标明重力和浮力的力臂。
解：如图所示
2
