专题复习
杠杆与简单机械
一、杠杆：
定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒。
1
、
五要素——组成杠杆示意图
①支点②动力③阻力④动力臂，从支点到动力作用线的距离；
⑤阻力臂，从支点到阻力作用线的距离；
2
、画力臂方法：⑴
找支点
O
；⑵
画动力和阻力（实线）
，如果需要延长力的作用线（虚线）
；
⑶
画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）
；⑷
标力臂（大括号）
。
3
、研究杠杆的平衡条件：杠杆静止或匀速转动；动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
F1l1=F2l2
4
、杠杆应用
名称
结
构特
征
特
点
应用举例
省力杠杆
动力臂大于阻力臂
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳
费力杠杆
动力臂小于阻力臂
费力、省距离
缝纫机踏板、理发剪刀、钓鱼杆
等臂杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力不费力
天平，定滑轮
杠杆作图问题：画出下列图中所示的杠杆（支点为
O
）的力臂
杠杆平衡问题：
实验注意事项：
实验前，应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（
杠杆平衡时动力最小问题
）
1
、某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示。他的重心在
A
点，所受重力为
520N
，他
将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为
N
。
2
、要使杠杆处于平衡状态，在
A
点分别作用的四个力中，最小的是（
）
A
．
F
1
B
．
F
2
C
．
F
3
D
．
F
4
2
题图
3
题图
4
题图
3
、二个体积相等的实心铜球和铝球，挂于轻质杠杆两端，当支点
O
位于某处时，杠杆平衡，如图所示，
现将两球慢慢浸没在水中后，要想使杠杆平衡，下述支点
O
的移动情况中正确的是（
）
A.
向铜球侧移动
B.
向铝球侧移动
C.
不需要移动
D.
无法判断
4
、如图所示是一弯曲的杠杆，
O
是支点，
OB=CA=4 cm
，
OC=3 cm
。在
B
点挂一重物
G=10 N
，在
A
点加
一力，要使杠杆平衡，力
F
最小值为多大？
O
A
F
F
F
F
O
F
1
l
1
l
2
F
2
O
二、
其他简单机械
1
、定滑轮：
定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：等臂杠杆。特点：
使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
对理想的定滑轮：
（不计轮轴间摩擦）
F=G
，绳子自由端移动距离
S
F
(
或速度
v
F
)
=
重物移动的距离
S
G
(
或速度
v
G
)
2
、动滑轮：
定义：和重物一起移动的滑轮。实质：动力臂为阻力臂
2
倍的
省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
对理想的动滑轮：
（不计轴间摩擦和动滑轮重力）
F=
1
2
G
只忽略轮轴间的摩擦
则拉力
F=
1
2
(G
物
+G
动
)
绳子自由端移动距离
S
F
(
或
v
F
)=2
倍的重物移动的距离
S
G
(
或
v
G
)
3
、滑轮组：
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
判断滑轮组的用力情况——“隔离法”
：
“用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离，以重物和动滑轮为研究对象”
5
、有一个结构不明的滑轮组，只知道拉力
F
向下拉绳子时，每拉下
12m
，重物就
上升
3m
，拉力
F=400N
，重物为多大，试画出滑轮的结构图。
6
、如图甲所示，用
F=10N
的力，拉着物体在地面上匀速运动，则物体与地面的摩
擦力是多大？若物体向前移动
1m
，绳子要拉过多少
m
？
6
题图
7
题图
7
、如图所示，通过定滑轮匀速提起重物
G
时，向三个方向拉动的力分别为
F
1
、
F
2
、
F
3
，则三个力大小关
系是（
）
A.F
1
最大
B.F
2
最大
C.F
3
最大
D.
一样大
8
、如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，所用的拉力分别是
F
1
、
F
2
、
F
3
。则（
）
A.F
1
＞
F
2
＞
F
3
B.F
1
＜
F
2
＜
F
3
C.F
2
＞
F
1
＞
F
3
D.F
2
＜
F
1
＜
F
3
4
、轮轴与斜面
轮轴：
两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置叫做轮轴。半径较大的叫做轮，半径较小的叫做轴。
实质：
轮轴是一个可以连续转动的杠杆。
特点：
由于轮的半径大于轴的半径，因此当动力作用
于轮上时，轮轴为省力杠杆；当动力作用在轴上时，
轮轴为费力杠杆。
斜面：
斜面是一种可以省力但是费距离的简单机械。
F
1
l
1
F
2
l
2
l
1
l
2
F
2
F
1
原理：
Gh
=
Fl
。
公式可知，斜面越长，越省力。
9
、
如
图
所
示
，
简
单
机
械
均
不
计
摩
擦
，
图
B
中
R=2r
，
其
中
最
省
力
的
是
（
）
9
题图
10
题图
10
、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
11
、同一物体沿相同水平地面被匀速移动（如下图）
，拉力分别为
F
甲
、
F
乙
、
F
丙
，不计滑轮与轻绳间的摩
擦，比较它们的大小，则（
）
A. F
甲＜
F
乙＜
F
B. F
甲＞
F
乙＞
F
丙
C. F
甲＞
F
乙
=F
丙
D.
F
甲
=F
乙＞
F
丙
12
、利用钓鱼竿钓鱼的示意图如图所示，
O
为支点，
F
1
是手对鱼竿的作用
力，请画出：
13
、怎样调节平衡螺母使杠杆平衡？
1>
实验前把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在
水平位置
平衡，其目的是
使杠杆上
的水平长度就正好是力臂
。
2>
在实验的操作过程中要改变钩码的
个数
或
在杠杆上的位置
，使杠杆在
水平位置
平衡，记下
钩码质
量
、
弹簧测力计的示数
、
钩码挂的位置到支点的距离
和
弹簧测力计到支点的距离
的数值。
3>
实验表明，杠杆的平衡条件是
_____________________
。
4>
如杠杆右端下倾，应将左侧螺母向
______
移动或将右侧螺母
_____
移动，使杠杆在水平位置平衡
将“右端下倾”改成“左端下倾“呢？
5>
有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力
+
动力臂
=
阻力
+
阻力臂”。他们经过实验，得到了如下数
据：动力
=4
牛；动力臂
=5
厘米；阻力
=5
牛；阻力臂
=4
厘米
于是，他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程中存在什么问题？
5
、效率
η=W
有用
/W
总
13
、某人把重
100N
的沙子提到
6M
高的楼上，桶重
20N
，人体重
480N
。
1.
人直接提着沙桶，需要做的有用功是
___J,
额外功是
___J,
总功是
___J,
机械效率是
___
；
2.
若人站在楼上，用重
10N
的动滑轮吧上述沙桶提到楼上，需要做的有用功是
___J,
额外功是
___J,
总功是
___J,
机械效率是
___
；
3.
若将
2
中的桶改用重
5N
的口袋装沙子，则提升的过程重，需要做的有用功是
___J,
额外功是
___J,
总功
是
___J,
机械效率是
___
。