一、杠杆
考点1 指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂
1．杠杆的定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是直的，也可以是弯的。
2．杠杆的五要素：____________、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
3．动力和阻力的方向不一定相反，但作用效果一定相反。
考点2 绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示
1．力臂是____________的距离，而不是支点到力的作用点的距离。
2．作力臂的步骤：
a．找出支点O的位置；
b．画出动力作用线和阻力作用线；
c．从支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段即为____________和____________。
考点3 概述杠杆的平衡条件
1．杠杆保持____________或____________状态，称为杠杆平衡。
2．杠杆平衡的条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即____________。
考点4 应用杠杆的平衡条件解决简单的问题
杠杆类型
力臂关系
平衡时力
的关系
优缺点
应用
省力杠杆
l1>l2
____________
省力，
费距离
撬棒、瓶盖
起子等
费力杠杆
l1F1>F2
____________，
省距离
镊子、火钳
等
等臂杠杆
l1＝l2
F1＝F2
不省力，
不省距离
天平、定滑
轮等
考点5 指认人体中的杠杆
1．人的头颅——等臂杠杆
抬头时，可以在颈部找到杠杆，杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩提供动力，头颅的重量是阻力。这个杠杆几乎是个____________杠杆。
2．人的手臂——费力杠杆
肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是________力，手拿的重物的重力是________力，显然我们的前臂是一种________力杠杆。虽然费力，但是可以省距离(少移动距离)，提高工作效率。
3．走路时的脚——省力杠杆
脚掌前部是支点，人体的重力就是______力，腿肚肌肉产生的拉力就是______力。这种杠杆可以克服较大的体重。
1．(2019·衢州)如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是( )
2．(2019·温州)晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是( )
3．(2020·湖州)为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
(1)关门所需的最小力F是________牛。
(2)在图乙中画出F的作用点和方向。
二、滑轮
考点6 辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组
1．定滑轮：工作时轴固定不动的滑轮，如图甲。
2．动滑轮：工作时轴发生移动的滑轮，如图乙。
考点7 知道定滑轮和动滑轮的特点
实质
力的关系
(F，G)
距离的关系
(s，h)
作用
定滑轮
等臂杠杆
F＝G
s＝h
改变力的
方向
动滑轮
动力臂
是阻力
臂两倍
的杠杆
F＝G
s＝________
省力
滑轮组
F＝
________
s＝nh
既可以省力，
也可以改变力
的方向
考点8 知道滑轮组的特点(限于两个滑轮的滑轮组)
1．滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组。
2．特点：既能改变用力的____________，也能____________。
考点9 使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单的问题
使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子拉物体，拉物体所用的力F就是物重的n分之一，即F＝____________，n表示拉物体绳子数。
4．(2020·金华、丽水)简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。
根据图乙回答下列问题：
(1)定滑轮的作用是______________。
(2)该状态下的桶盖属于________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
5．(2020·绍兴)如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)，下列四套装置中能实现的是( )
6．滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械。甲同学用定滑轮进行了如图所示的三个实验。
(1)甲同学研究的问题是___________________________________________________？
(2)研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是____________。(填序号)
①拉着重物保持静止；②匀速向下拉动重物；③随意拉动重物。
高频点1 认识杠杆
例1 (2020·北京)如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是( )
★1.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OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( )
A．l1 B．l2 C．l3 D．l4
高频点2 杠杆平衡条件的应用
★例2 (2020·遂宁)小华发现一只虫子在长50cm、质量10g的刻度尺上向右爬行，她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23cm，如图所示，当虫子爬行到距刻度尺右端3cm处时，刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为(g＝10N/kg。刻度尺质量分布均匀，不考虑虫子的长度)( )
A．1g B．3g
C．7g D．10g
2．(2020·衡阳)如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是( )
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡
C.用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
高频点3 杠杆的动态平衡分析
★例3 (2019·南充)如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将( )
A．变大 B．不变
C．变小 D．不能确定
★3.(2019·贵阳)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是( )
A．撑杆对吊臂的作用力不断增大
B．钢绳对吊臂的作用力不断增大
C．撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大
D．钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
高频点4 动、定滑轮的特点
★例4 (2018·河南)高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为____________N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了________cm。(g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)
★4.(2019·自贡)如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则( )
A．F＝20N B．F＝10N
C．F＝5N D．F＝30N
【提醒】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据动力臂最大时最省力找出动力臂是本题的关键。
★例5 (2018·杭州)如图所示，将长为1.2米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米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G＝30牛，台面受到木棒的压力为________牛。
(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于____________牛。
(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____________牛。
例6 (2018·台州)图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。
(1)如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③。经测试发现：①、②之间是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是____________。
(2)图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂l。
(3)已知：小壶盖质量为4克，OA＝3厘米，OC＝1.4厘米，OB＝1厘米，∠AOB＝135°。要求倒水时，壶身最多
倾斜45°，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合，求配重B的质量取值范围。(配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计)
1．(2020·咸宁)下列的工具中，在使用时可以省距离的是( )
2．(2019·湘西州)一根原木放在水平地面上，粗略估计它的质量时，我们视其粗细相同，质量分布均匀，现抬起一端使它稍离地面需要500N的力(g＝10N/kg)，则原木的质量大约为( )
A．50kg B．100kg C．250kg D．500kg
3．(2019·郴州)利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦)，则拉力F的大小为( )
A．70N B．100N
C．105N D．110N
★4.(2019·宁夏)如图所示是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是( )
A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
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
5．如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆( )
A.右边向下倾斜
B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡
6．(2020·青岛)研究定滑轮的特点。
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是________和__________________________。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是________。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮________________________的特点。
7．(2020·成都)深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力，克服人体上部的重力G，从而达到锻炼目的(如图甲)。图乙是将人体抽象为杠杆的示意图，O为支点，请在图乙中画出G的示意图及其力臂L(A点为人体上部的重心)。
8．(2019·杭州)如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2(m1>m2)的实心物块后恰好水平平衡。
第8题图
(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。
(2)将两物分别浸没于水中(如图乙)，杆将会____________(填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”)，试通过推导说明。
9．小明家有个木衣架，有一次放学回家他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来，小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克，木衣架质量3千克，圆底盘直径30厘米，其他数据如图，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。(g取10N/kg)
(1)请你通过计算，解释衣架倒下来的原因。
(2)为了防止衣架倒下来，小明提出了改进意见：适当增大圆底盘直径。请你再说出一种其他方法。
10．(2020·衢州)在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AOB，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。
(1)图甲中的螺丝刀属于________杠杆。
(2)请在图中画出对应F2的最小动力F1的示意图。
11．(2020·青岛)小明在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中，进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。请完成下列问题：
(1)画出拉力F的力臂L。
(2)要使作用在A点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是________(填所有符合要求的选项序号)。
①缩短拉杆的长度
②使拉力方向顺时针改变30°
③使拉力方向逆时针改变60°
④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′
★12.(2018·扬州)某制作小组所设计的电饭锅，其结构如图所示，控制系统中的感温磁体与受热面固定在一起，当温度低于103℃时，感温磁体具有磁性。煮饭时用手向下按动开关，通过轻质传动杆AOB使永久磁体和感温磁体吸合，触点闭合，电路接通，发热板开始发热。当温度达到103℃时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热。
第12题图
(1)画出使触点分开时B点受到的力和力臂。
(2)若用4N的力按下开关，B端受到的阻力为1N，则动力臂和阻力臂之比为____________，如果手按下的距离为0.5cm，则永久磁体和感温磁体之间的距离至少是____________cm。
(3)用电饭锅烧水(在标准气压下)，水沸腾时____________(填“能”或“不能”)自动断电。
参考答案
第19课时 简单机械
课前预热
考点1 2.支点
考点2 1.支点到力的作用线 2.动力臂 阻力臂
考点3 1.静止 匀速转动 2.F1l1＝F2l2
考点4 F1考点5 1.等臂 2.动 阻 费 3.阻 动
【考点真题】1.C 2.B 3.(1)4 (2)如图
考点7 2h G
考点8 2.方向 省力
考点9 G/n
【考点真题】4.(1)改变力的方向 (2)省力 5.D 6.(1)使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关
(2)①②
课堂突破
例1 D 例2 A 例3 A 例4 1×104 15 例5 (1)60
(2)90 (3)10～90
例6 (1)铜环① (2)如图
(3)当配重柄水平时，可求配重B最小质量：OD＝×OC＝×1.4cm＝1cm 根据F1l1＝F2l2得G1l1＝G2l2 m1g·OD＝m2g·OB m2＝4g
当小壶盖水平时，可求配重B最大质量：
OE＝×OB＝×1cm＝0.71cm 根据F1l1＝F2l2得G1l′1＝G2l′2 m1g·OC＝m′2g·OE m′2＝7.89g 答：配重B的质量取值范围为4～7.89g。(最小值3.92g、3.96g、3.98g等，最大值7.8g、7.84g，7.9g、8g等均可)
【变式拓展】
1．B 2.D 3.D 4.B
校内作业
1．A 2.B 3.C 4.C 5.A 6.(1)物体的重力 弹簧测力计的示数 (2)相同 (3)能够改变力的方向 7.如图
8．(1)由杠杆平衡条件可得，m1gL1＝m2gL2，所以L1∶L2＝m2∶m1。 (2)仍然平衡 由m1gL1＝m2gL2可知ρV1gL1＝ρV2gL2，所以V1L1＝V2L2。将两物分别浸没于水中后，左边＝(m1g－ρ水gV1)L1，右边＝(m2g－ρ水gV2)L2，因为m1gL1＝m2gL2，V1L1＝V2L2，所以左边＝右边，杠杆会仍然平衡。
9．(1)F1L1＝50N×10cm，F2L2＝30N×15cm，F1L1大于F2L2，所以衣架倾倒。 (2)减小挂衣钩的长度或在对侧挂衣钩挂物件或圆盘底座用更重的材质。
10．(1)省力 (2)如图
11．(1)如图 (2)③④
12．(1)如图
(2)1∶4
2 (3)不能(共57张PPT)
第二篇 物质科学(一)
第19课时 简单机械
一、杠杆
考点1 指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂
1．杠杆的定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是直的，也可以是弯的。
2．杠杆的五要素：_______、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
3．动力和阻力的方向不一定相反，但作用效果一定相反。
支点
考点2 绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示
1．力臂是____________________的距离，而不是支点到力的作用点的距离。
2．作力臂的步骤：
a．找出支点O的位置；
b．画出动力作用线和阻力作用线；
c．从支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段即为__________和__________。
支点到力的作用线
动力臂
阻力臂
考点3 概述杠杆的平衡条件
1．杠杆保持______或_________状态，称为杠杆平衡。
2．杠杆平衡的条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即__________。
静止
匀速转动
F1l1＝F2l2
考点4 应用杠杆的平衡条件解决简单的问题
杠杆类型
力臂关系
平衡时力
的关系
优缺点
应用
省力杠杆
l1>l2
______
省力，
费距离
撬棒、瓶盖
起子等
费力杠杆
l1F1>F2
______，
省距离
镊子、火钳
等
等臂杠杆
l1＝l2
F1＝F2
不省力，
不省距离
天平、定滑
轮等
F1费力
考点5 指认人体中的杠杆
1．人的头颅——等臂杠杆
抬头时，可以在颈部找到杠杆，杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩提供动力，头颅的重量是阻力。这个杠杆几乎是个______杠杆。
等臂
2．人的手臂——费力杠杆
肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是____力，手拿的重物的重力是____力，显然我们的前臂是一种____力杠杆。虽然费力，但是可以省距离(少移动距离)，提高工作效率。
动
阻
费
3．走路时的脚——省力杠杆
脚掌前部是支点，人体的重力就是____力，腿肚肌肉产生的拉力就是____力。这种杠杆可以克服较大的体重。
阻
动
1．(2019·衢州)如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是(
)
C
2．(2019·温州)晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是(
)
B
3．(2020·湖州)为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
(1)关门所需的最小力F是____牛。
(2)在图乙中画出F的作用点和方向。
4
【答案】如图
二、滑轮
考点6 辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组
1．定滑轮：工作时轴固定不动的滑轮，如图甲。
2．动滑轮：工作时轴发生移动的滑轮，如图乙。
考点7 知道定滑轮和动滑轮的特点
?
实质
力的关系
(F，G)
距离的关系
(s，h)
作用
定滑轮
等臂杠杆
F＝G
s＝h
改变力的
方向
动滑轮
动力臂
是阻力
臂两倍
的杠杆
F＝G
s＝____
省力
滑轮组
?
F＝
____
s＝nh
既可以省力，
也可以改变力
的方向
2h
考点8 知道滑轮组的特点(限于两个滑轮的滑轮组)
1．滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组。
2．特点：既能改变用力的______，也能______。
方向
省力
考点9 使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单的问题
使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子拉物体，拉物体所用的力F就是物重的n分之一，即F＝____，n表示拉物体绳子数。
G/n
4．(2020·金华、丽水)简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。
根据图乙回答下列问题：
(1)定滑轮的作用是_________
_______。
(2)该状态下的桶盖属于_____(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
改变力的方向
省力
5．(2020·绍兴)如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)，下列四套装置中能实现的是(
)
D
6．滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械。甲同学用定滑轮进行了如图所示的三个实验。
(1)甲同学研究的问题是______________________________
_________________________________________？
(2)研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是______。(填序号)
①拉着重物保持静止；②匀速向下拉动重物；③随意拉动重物。
使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关
①②
高频点1 认识杠杆
例1 (2020·北京)如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是(
)
D
★1.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OBA可绕O点转动，重物通过绳子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
1．B 【解析】由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在滑轮与杠杆之间的拉绳上，动力臂为支点到动力作用线的距离，故l2为动力臂。故选B。
高频点2 杠杆平衡条件的应用
★例2 (2020·遂宁)小华发现一只虫子在长50cm、质量10g的刻度尺上向右爬行，她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23cm，如图所示，当虫子爬行到距刻度尺右端3cm处时，刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为(g＝10N/kg。刻度尺质量分布均匀，不考虑虫子的长度)(
)
A．1g B．3g
C．7g D．10g
A
例2 A 【解析】由题意可知，刻度尺的重心在25cm处，刻度尺刚好翻转时与桌沿的接触点为支点，则刻度尺重力的力臂为：L1＝25cm－23cm＝2cm；虫子重力的力臂为：L2＝23cm－3cm＝20cm，由杠杆平衡条件F1×L1＝F2×L2，重力公式G＝mg得：G尺×L1＝G虫×L2，m尺g×L1＝m虫g×L2，10g×2cm＝m虫×20cm，m虫＝1g。故选A。
2．(2020·衡阳)如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是(
)
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡
C.用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
D
高频点3 杠杆的动态平衡分析
★例3 (2019·南充)如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将(
)
A．变大
B．不变
C．变小
D．不能确定
A
例3 A 【解析】如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变(等于物重G)，阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力将变大。故选A。
★3.(2019·贵阳)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是(
)
A．撑杆对吊臂的作用力不断增大
B．钢绳对吊臂的作用力不断增大
C．撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大
D．钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
D
3．D 【解析】伸缩撑杆对吊臂的支持力的作用点在吊臂上，方向垂直于吊臂向上，过支持力的作用点，沿支持力的方向画一条有向线段，
用F表示，然后从支点O向力的作用线作垂线段，垂线段L即为其力臂，如图所示。吊车吊起货物的过程中，阻力不变，阻力臂减小，钢绳对吊臂的拉力不变；动力臂不变，动力减小，所以支持力逐渐变小，故A、B、C错误，D正确。故选D。
高频点4 动、定滑轮的特点
★例4 (2018·河南)高速
铁路的输电线，无论冬、夏
都绷得直直的，以保障列车
电极与输电线的良好接触。
如图为输电线的牵引装置，
钢绳通过滑轮组悬挂20个相
同的坠砣，每个坠砣质量为
25kg，不计滑轮和钢绳自重
及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为_________N。
若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了____cm。(g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)
1×104
15
★4.(2019·自贡)如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则(
)
A．F＝20N
B．F＝10N
C．F＝5N
D．F＝30N
B
【提醒】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据动力臂最大时最省力找出动力臂是本题的关键。
★例5 (2018·杭州)如图所示，将长为1.2米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米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G＝30牛，台面受到木棒的压力为____牛。
(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于____牛。
(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_________牛。
60
90
10～90
例6 (2018·台州)图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。
(1)如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③。经测试发现：①、②之间是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是_______。
(2)图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂l。
铜环①
【答案】如图
(3)已知：小壶盖质量为4克，OA＝3厘米，OC＝1.4厘米，OB＝1厘米，∠AOB＝135°。要求倒水时，壶身最多倾斜45°，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合，求配重B的质量取值范围。(配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计)
当小壶盖水平时，可求配重B最大质量：
(友情提示：本栏目建议午休时间完成)
1．(2020·咸宁)下列的工具中，在使用时可以省距离的是(
)
A
2．(2019·湘西州)一根原木放在水平地面上，粗略估计它的质量时，我们视其粗细相同，质量分布均匀，现抬起一端使它稍离地面需要500N的力(g＝10N/kg)，则原木的质量大约为(
)
A．50kg
B．100kg
C．250kg D．500kg
B
3．(2019·郴州)利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦)，则拉力F的大小为(
)
A．70N B．100N
C．105N
D．110N
C
★4.(2019·宁夏)如图所示是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是(
)
C
A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
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
4．C 【解析】由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点；
当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，因此省力，所以选项A、B、D都不正确。故选C。
5．如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆(
)
A.右边向下倾斜
B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡
D．无法确定杠杆是否平衡
A
6．(2020·青岛)研究定滑轮的特点。
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是___________和____________________。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是_______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮_________________的特点。
物体的重力
弹簧测力计的示数
相同
能够改变力的方向
7．(2020·成都)深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力，克服人体上部的重力G，从而达到锻炼目的(如图甲)。图乙是将人体抽象为杠杆的示意图，O为支点，请在图乙中画出G的示意图及其力臂L(A点为人体上部的重心)。
【答案】如图
8．(2019·杭州)如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2(m1>m2)的实心物块后恰好水平平衡。
(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。
(2)将两物分别浸没于水中(如图乙)，杆将会___________(填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”)，试通过推导说明。
仍然平衡
【答案】(1)由杠杆平衡条件可得，m1gL1＝m2gL2，所以L1∶L2＝m2∶m1。 (2)由m1gL1＝m2gL2可知ρV1gL1＝ρV2gL2，所以V1L1＝V2L2。将两物分别浸没于水中后，左边＝(m1g－ρ水gV1)L1，右边＝(m2g－ρ水gV2)L2，因为m1gL1＝m2gL2，V1L1＝V2L2，所以左边＝右边，杠杆会仍然平衡。
9．小明家有个木衣架，有一次放学回家他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来，小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克，木衣架质量3千克，圆底盘直径30厘米，其他数据如图，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。(g取10N/kg)
(1)请你通过计算，解释衣架倒下来的原因。
(2)为了防止衣架倒下来，小明提出了改进意见：适当增大圆底盘直径。请你再说出一种其他方法。
【答案】(1)F1L1＝50N×10cm，F2L2＝30N×15cm，F1L1大于F2L2，所以衣架倾倒。
(2)减小挂衣钩的长度或在对侧挂衣钩挂物件或圆盘底座用更重的材质。
10．(2020·衢州)在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AOB，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。
(1)图甲中的螺丝刀属于______杠杆。
(2)请在图中画出对应F2的最小动力F1的示意图。
【答案】如图
省力
11．(2020·青岛)小明在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中，进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品
的旅行箱整体可视为杠杆，
O为支点，B为重心，A为拉杆
的端点。在A点沿图示方向
施加拉力F，旅行箱静止。
请完成下列问题：
(1)画出拉力F的力臂L。
(2)要使作用在A点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是_______(填所有符合要求的选项序号)。
①缩短拉杆的长度
②使拉力方向顺时针改变30°
③使拉力方向逆时针改变60°
④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′
【答案】如图
③④
★12.(2018·扬州)某制作小组所设计的电饭锅，其结构如图所示，控制系统中的感温磁体与受热面固定在一起，当温度低于103℃时，感温磁体具有磁性。煮饭时用手向下按动开关，通过轻质传动杆AOB使永久磁体和感温磁体吸合，触点闭合，电路接通，发热板开始发热。当温度达到103℃时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热。
(1)画出使触点分开时B点受到的力和力臂。
(2)若用4N的力按下开关，B端受到的阻力为1N，则动力臂和阻力臂之比为______，如果手按下的距离为0.5cm，则永久磁体和感温磁体之间的距离至少是____cm。
(3)用电饭锅烧水(在标准气压下)，水沸腾时_____(填“能”或“不能”)自动断电。
【答案】如图
1∶4
2
不能
【解析】(1)由题知，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，则使触点分开时B点受到的力是竖直向下的，由此画出B点受到的力，再由支点O作这个力作用线的垂线段，即为其力臂L，如图所示。(2)若用4N的力按下开关，即动力FA＝4N，B端受到的阻力FB＝1N，由杠杆的平衡条件有：FALA＝FBLB，所以动力臂和阻力臂之比为1∶4；
由题意和图示可知，B端上升的距离应等于永久磁体和感温磁体之间的距离，由功的原理有：FAhA＝FBhB，所以永久磁体和感温磁体之间的距离：L＝hB＝2cm；(3)由题知，当温度达到103℃时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而会落下，在标准大气压下水的沸点为100℃，则水沸腾时感温磁体不落下，故不能将触点分开而自动断电。(共22张PPT)第19课时 简单机械
1．(2020·河南)在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是( )
★2.如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，分别在A、B两端挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆重力，则m1、m2的关系为( )
A．m1＞m2 B．m1＜m2
C．m1＝m2 D．无法判断
第2题图
第3题图
3．(2020·安顺)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是( )
A．此时撬棒为等臂杠杆
B．应用此撬棒的主要目的是省力
C．力F的作用点靠近O点会更省力
D．应用此撬棒的主要目的是省距离
4．(2019·泸州)如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆的，杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是( )
A．杠杆的动力臂为8cm
B．该杠杆为费力杠杆
C．该杠杆的阻力大小为0.5N
D．动力F的大小为1.5N
5．(2019·台湾)如图所示，甲、乙、丙、丁四个天平，其上各自摆放不同的重物，重物摆放前后天平皆保持水平平衡。若不改变四个天平的秤盘吊挂位置，仅将每个天平上的重物各自左右互换，则互换后哪一个天平会向右端倾斜( )
第5题图
A.甲 B．乙 C．丙 D．丁
★6.(2018·绵阳)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24N，A、B是木条两端，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6N。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( )
A．8N B．12N
C．16N D．18N
★7.(2018·乌鲁木齐)如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为( )
A．3N B．6N
C．11N D．22N
★8.(2019·郴州)材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆AB两端，O为支点(OA＜OB)，如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中，杠杆将会( )
A．A端下沉
B．B端下沉
C．仍保持平衡
D．无法确定
9．(2019·绵阳)用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑，则F1与F2的大小关系是( )
A．F1＝F2 B.F2＜F1＜2F2
C．F1＝2F2 D．F1＞2F2
★10.(2020·达州)一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ铝＝2.7×103kg/m3，ρ铜＝8.9×103kg/m3，则下列判断正确的是( )
A．A端下降 B．B端下降
C．仍然平衡 D．无法判断
11．(2020·安徽)停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G＝120N，AB＝2.8m，AO＝0.3m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F＝________N。
第11题图
12．(2020·菏泽)现有两个品种相同的实心西瓜，形状不同，在没有直接测量质量和重力工具的情况下，要判断哪个更重，在以下三种方案中
方案一：将西瓜分别装入相同的网，分别挂在已调节好的等臂杠杆的两端，观察杠杆的倾斜情况；
方案二：将西瓜分别装入相同的网，分别系在一条跨过定滑轮的绳子两端，向上提滑轮，观察哪个先离开地面；
方案三：把两个西瓜放在质地均匀的同一块海绵上，观察海绵形变的大小。
你认为方案________不可行，原因是___________________________________________
________________________________________________________________________。
★13.(2019·咸宁)如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC＝CD＝DB，左端重物G＝12N。当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕________(填“C”或“D”)点翻转。为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力的最小值F1＝________N，最大值F2＝________N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
14．(2020?南京)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N，不计摩擦和杆重。
(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1，才能将石球抬起。F1的力臂为________m，此时舂米工具是一个________(填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)脚竖直向下至少用力F2为________N，才能将石球抬起。F2和F1的大小关系为F2________F1。
15．(2020·台州)晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是________。
(2)使用一段时间后，给手摇器的转轴添加润滑剂，目的是____________。
第15题图
(3)将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功？
(4)由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
参考答案
第19课时 简单机械
1．B 2.B 3.B 4.B 5.D 6.C 7.B 8.C 9.D 10.B
11．440
12．三 无法控制受力面积的大小相同
13．D 6 24
14．(1)1 省力 (2)20 ＞
15．(1)定滑轮 (2)减小摩擦 (3)W＝Fs＝Gh＝20牛×1.5米＝30焦 (4)晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离，根据杠杆平衡公式：F1×l1＝F2×l2，可得l2＝＝＝150厘米，挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。(其他解法合理也可)
