第一课时：杠杆、滑轮(人大附中胡展翅)

1、第三单元 简单机械、功和能第一课时：杠杆、滑轮【考点前测】考点1：杠杆及力臂概念1.杠杆：一根硬棒，在 如果绕着固定点转动，这根硬棒叫做杠杆。杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕其转动的点，一般用字母O表示该点。（2）动力： ，一般用字母F1表示。（3）阻力： ，一般用字母F2表示。（4）动力臂：从支点到 的距离，一般用L1表示。（5）阻力臂：从支点到 距离，一般用字母L2表示2力臂：从 到力的作用线的距离。找力臂时，应先找出_的位置，再沿动力和阻力的作用方向画出_，然后从_作_的垂线，就可画出力臂考点2：杠杆平衡条件1. 杠杆平衡是指杠杆处于 或 的状态。2.杠杆的平衡条件： ，即F1·

2、;L1F2·L2考点3：运用杠杆平衡条件解决有关问题考点4：滑轮1定滑轮：定滑轮实质上是一个 杠杆，所以使用定滑轮不省力，但能改变动力的 ，在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。2定滑轮：动滑轮实质是 的杠杆，动滑轮省一半力，但费距离，且动滑轮不能改变力的方向。3滑轮组：滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成，可以达到既省力又改变力的作用方向的目的，在忽略滑轮组与轴之间的摩擦和绳重的情况下，使用滑轮组提升重物时，所用的力F与物重G物及G动的表达式为 ；绳子自由端移动距离S与物体被提升的高度h的表达式为 .(有n股绳与动滑轮接触)【典型例题】例1：画出图3-1-1所示剪刀、图3-1-2

3、所示的酒瓶起子在使用时的杠杆示意图解析：杆杆示意图包含支点、力、力臂。先找支点，再找杠杆所受的动力与阻力（注意不是杠杆施力）。画力臂时，应先找出支点的位置，再沿动力和阻力的作用方向画出力的作用线，然后从支点做力的作用线的垂线，支点到垂足的距离就可画出力臂并用字母L表示 图3-1-1 图3-1-2例2： （2013广州中考）小聪估测书包重量，现有细绳、重量可忽略的长硬棒、刻度尺、一瓶 600mL 的水，空瓶的质量忽略不计。（1） 这瓶水的质量 m=_，重量 G=_。（1mL=1cm3，水的密度是 1g/cm3，g=10N/kg）（2） 手提细绳，如图3-1-3，若硬棒水平静止。在图中标示需要测量

4、的长度。（3） 书包的重量约为_（用上述求得及所测得的物理量符号表示）（4）若测量中硬棒挂书包一端下沉，你有什么办法让硬棒恢复水平平衡？ 图3-1-3_。解析：答案（1）0.6kg，6N；（2）如图所示；（4）把书包向右移动一点（或把细绳向左移动一点）；分析（1）考察质量密度公式 = m/v、重力公式 G=mg。（2）作出此杠杆的力臂，其中细绳处为支点。（3）根据杠杆平衡条件F1·L1F2·L2，计算书包重量。（4）当书包一端下沉，说明F1·L1过大，因此减小F1 或者L1都可。这是一道杠杆与密度的综合题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解以及密度与质量关系的简单计算

5、。在填写质量与重量时注意写上单位。例3体重是600N的人站在200N重的木板上，如图3-1-4所示，求：（1）人要对绳施以多大的拉力才能使木板悬在空中静止？（2）当木板悬空静止时，人对木板的压力是多大？图3-1-4解析：（1）见图3-1-5所示，以“人和板”为研究对象，受力如图所示，则根据平衡条件有4F+F+F+2F=G人+G板 =100(N)（2）人对木板的压力为N=G人-F=600-100=500(N) 图3-1-5例4如图3-1-6所示的装置中，用200N的力F拉着物体A在水平面上匀速前进若A与滑轮相连的绳C上拉力大小是120N，不计滑轮和绳的重力以及绳与滑轮之间的摩擦，求：（1）A、B

6、各受地面的摩擦力为多大？（2）若A运动的速度为3m/s，则B运动的速度为多大？ 图3-1-6解析：（1）A物体在水平方向受到三个力的作用，如图3-1-7所示，受到拉力F，地面的摩擦力f1，C对A的拉力T三个力的关系为F=T+f1 200=120+f1， f1=80(N)图3-1-7滑轮C在水平方向受到三个力的作用，如图3-1-8所示，三个力的大小关系为：图3-1-8P+P=T 对于B物体，在水平方向受到拉力P和地面阻力f2作用，这二个力为一对平衡力：f2=P=60N（2）由于 所以 vB=6m/s【变式练习】1.标出杠杆的力臂见图3-1-9图3-1-92 如图3-1-10所示，力F的方向顺时针

7、地改变，其力臂的大小如何变化？为什么？图3-1-103如图3-1-11所示，杠杆处于平衡状态，下面的措施中必能使杠杆保持平衡的是（）A两端各增加相同数量的钩码B左右两端增加的钩码数之比为13C左右两端增加的钩码数之比为31D右端增加两个钩码，并向O移动一格图3-1-114如图3-1-12所示，将一根直棒一端固定在墙壁上的O点，另一端用一个力F与棒垂直，若根从图示位置转到虚线位置，则其过程中，力G的力臂为（）A先增大后不变B先增大后减小C先减小后增大D不变图3-1-125. 如图3-1-13所示，滑轮重力不计，G1=100N，G2=500N，若悬挂滑轮弹簧测力计的示数为F1，物体G2对地面的压力

8、为F2，则（）AF1=200N，F2=400NBF1=300N，F2=300NCF1=400N，F2=300NDF1=600N，F2=400N图3-1-136一根绳子只能承受200N的拉力，要使滑轮提起700N的重物，不计动滑轮重和摩擦，要求用的滑轮数最少，应如何装配该滑轮组，通过计算回答，并画出绕绳方法7如图3-1-14所示，物重为G，在水平拉力F的作用下匀速前进，F速度为vm/s，这时物体受到的摩擦力的大小和物体运动的速度分别为（）图3-1-14A，2vB2F，CF，vDG，2v8在图3-1-15所示的装置中，不计滑轮的重力和摩擦，若拉力F=4N，则两弹簧测力计的示数（）A甲为8N，乙为1

9、2NB甲为12N，乙为8NC甲为8N，乙为8ND甲为12N，乙为12N图3-1-15【巩固训练】1售货员用食品夹夹取糕点，食品夹属于_杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）2下列关于杠杆的说法中，错误的是 杠杆可以是直的，也可以是弯的 B动力、阻力使杠杆转动方向相反，但他们的方向不一定相反 支点可以在杠杆的端点，也可以在力的作用线之间 杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和图163如图3-1-16所示。把一把米尺，在O点支起，两边分别挂相同砝码各4个和2个，下列情况下，哪种情况还能保持平衡（ ）A两边砝码组各向支点处移近一个格 B两边砝码组各向支点处移远一个格 C两边钩码组各减少一个钩码 D两边钩

10、码组各减少一半钩码图3-1-174如图3-1-17所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物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沿竖直向上方向用力最小C此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆；D沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡图3-1-185图3-1-18中，O为一根轻质杠杆的支点，OA=2m，OB=25m，A点处挂着重100N的物体。若在B端施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置上保持静止，则这个力的大小和方向是 A20N，竖直向上 B20N，竖直向下C80N，竖直向上 D80N，竖直向下6如图3-1-19 用三个力沿不同的方向拉绳子, 则 图19图20A

11、F1最大 BF2 CF3最大； D一样大7如图3-1-20所示的装置处于静止状态, 不计滑轮重量和摩擦的情况下,G1和G2之比为 ( ) A1:2 B1:1C2:1 D4:18图3-1-21是用滑轮组把陷入沟里的汽车拉出来的两种方法，你看哪种方法更省力？ ( ) A甲图的方法 B乙图的方法 C两图的方法一样 D无法比较9使用滑轮组时，拉起重物所用力大小决定于（ ）A定滑轮的个数 B动滑轮的个数 C定滑轮和动滑轮的个数 D连接动滑轮绳子的条数10使用如图3-1-22所示的装置来提升重物时，既能省力又能改变力的方向的装置是 A.甲 B乙 C丙 D丁图3-1-22图3-1-2111在力的作用下，绕某

12、一_转动的硬棒叫杠杆。 杠杆的五个要素是_、_、_、_、_。从支点到_的距离叫动力臂。12用某杠杆匀速提起重物可以省五分之二的力，这个杠杆阻力臂跟动力臂之比L2L1=_。13在“研究杠杆平衡条件”的实验中，要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了便于_的测量。14一个带有刻度的均匀杠杆，在中点支起，如图3-1-23所示。当在B处挂300N的钩码时，在A处应挂_N的钩码，杠杆才能平衡，杠杆平衡后，如果再在杠杆两侧钩码的下面同时挂100N的钩码，则A端将向_转动。（填“顺时针”或“逆时针”）图3-1-23图3-1-23图2415画出图3-1-24杠杆示意图中的动力臂和阻力臂。

13、 图3-1-2516使用_滑轮不能省力，但可以改变_；使用_滑轮可以省一半力。就杠杆的力臂长短关系来看，定滑轮实际上就是_杠杆，而动滑轮是_的杠杆。17使用滑轮组时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮和重物被n股绳子吊起，所用的力就是_ ，其关系是_。18如图3-1-25所示，物体重G=500N，滑轮重10N，当物体G匀速上升时，则挂钩B承受拉力为_N，挂钩A承受_N的拉力，拉力F为_N，若绳子自由端向上拉动0.5m，则物体向上移动_m。【考点后测】一、单项选择题1如图3-1-26所示，AOB为一根杠杆，O为支点，在杠杆A端处用细绳悬挂重为G的物体，B端处施加外力，若杠杆自重不计，设保持AO段在水平

14、位置平衡时，在B端需施加的最小的力为F1，若保持BO段在水平位置平衡时，在B端处需施加的最小的力为F2，则（）AF1<F2BF1=F2CF1>F2D条件不足，无法判断图3-1-262用滑轮组提升物体，当绳子自由端被拉下3m时，物体升高了0.5m，被提升物体的质量是30kg，若动滑轮自重和摩擦不计，则拉绳子的力应为（）A40NB49NC98ND5N3要用5N的力刚好提起重20N的物体，可以应用下列简单机械中的哪一种（不计机械本身重和摩擦）（）A杠杆B一个定滑轮C一个动滑轮D一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组4如图3-1-27所示，弹簧测力计下挂一个重为0.1N的滑轮，用细绳挂一个重5

15、0N的物体G，细绳绕过滑轮后，在另一端挂一个重0.1N的小物块，当静止时弹簧测力计上的读数是（）图3-1-27A50NB0.2NC50.2ND0.3N5如图3-1-28所示，用杠杆提升重物，设作用在A端的力始终竖直向下，则在将重物提升到最高处的过程中，F的大小将（）A保持不变B逐渐变大C逐渐变小D先变大，后变小图3-1-286如图3-1-29所示的两个机械装置正在匀速提升重物G，A和B是两个滑轮，其中（）图3-1-29AA是定滑轮 B是动滑轮DA是动滑轮 B是定滑轮CA和B都是定滑轮DA和B都是动滑轮二、多项选择题（3个左右）1下列说法中不正确的是（）A托盘天平是等臂杠杆，杆秤是不等臂杠杆B从

16、杠杆的支点到力作用点之间的距离叫力臂C动力臂和阻力臂之和一定等于杠杆的杆长D杠杆平衡时，支点一定在两力之间2在下面的具体事例中，能用杠杆原理解释的是（）A用一只手把标枪抛出B用一只手握笤帚扫地C双手握锹端起垃圾D双手挥锄铲除杂草3如图3-1-30所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是（）A三个杠杆都是省力杠杆B三个杠杆都是费力杠杆CABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆DABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆 图3-1-30三、填空题（4个左右）1钢丝钳（俗称“老虎钳”）是人们日常生活中的一种常用工具，它的钳口刻纹是用_的方

17、法增大摩擦的，用钢丝钳剪断铁丝时，它是_杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）2如图3-1-31所示的杆秤上有A、B两个提纽，要称量较重的物体时，应使用_提纽 图3-1-313一根木质拐杖在O点处将其支起时，拐杖恰好处于水平平衡状态，如图3-1-32所示，若在O点处将拐杖截断，比较两段质量大小，则_段的质量大图3-1-324如图3-1-33所示，水平桌面上的物体A重30N，在力F的作用下做匀速运动，此时弹簧测力计的示数为2N若滑轮组重及滑轮与绳间的摩擦均不计，则作用力F=_N，物体A受到的摩擦阻力f=_N 图3-1-33四、实验探究题（4个左右）1某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验：（1）

18、实验前，发现杠杆处于如图3-1-34所示的位置，为了使杠杆在_位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向_移动（选填“右”或“左”）目的是为了能在杠杆上_图3-1-34（2）杠杆平衡后，若在a点挂2个50g钩码，那么在b点应该挂_个50g钩码才能使杠杆恢复平衡2给你一根直尺、钩码和细线，如何测定一只鸡蛋的质量？图203.小东想估测出某种油的密度油，他手边的测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置

19、为E，如图3-1-35所示。下面是小东测出油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整。（1）用刻度尺测出OE的长度Lo；（2）把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；（3）_；（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算油的表达式为：_。4小梅想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，小梅保持阻力为2 N，阻力臂为0.15 m不变，然后改变动力臂L1和动力F1，并保持杠杆水平平衡，分别测量出动力臂L1和动力F1的数据如下表所示。请你根据实验条件和实验数据帮助小梅归纳出动力F1跟动力臂L1的关系： 。L1/m0.30.250.150.1

20、0.060.05F1/N11.22356五、计算题（3个左右）1.一个盛油的圆柱体铁桶，高100cm，底部直径是60cm，重1500N，如图3-1-36所示，要使底部B稍微离开地面，在D点需加的水平推力F是多少？图3-1-362如图3-1-37所示，AC为一根杆，杆的A端为固定转轴（不计摩擦），C端挂一电灯，通过变化绳子BD的长度可以使杆上下转动，用来调节灯的高度，设杆AC长为2m，灯重15N，杆处于水平位置时A点到绳子BD的距离为0.75m，求此时绳子对杆的拉力是多大？图3-1-373如图3-1-38所示，用滑轮组从H=15m深的水中匀速提起底面积为0.02m2、高为2m的实心圆柱体，该物体的密度为2.5´103kg/m3，如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力为400N，不计轮重与摩擦，取g=10N/kg求：当物体以0.2m/s速度被匀速提起时，经多长时间绳子被拉断？图3-1-38参考答案：【变式练习】1. 找力臂时，应先找出支点的位置，再沿动力和阻力的作用方向画出力的作用线，然后从支点作力的作用线的垂线，就可画出力臂 2. 解析：根据Gl2=Fl1，由于G一定，l2不变，而l1先变小后变大，故F先变小后变大3C ；4B ；5.A ；6. 解析，F=200，G=700（股）n取4股见图12-5-2所示7.