3.4.1杠桿基礎(chǔ)-2022-2023學(xué)年九年級(jí)科學(xué)上冊(cè)同步2024課堂（浙教版）

第三章能量的轉(zhuǎn)化與守恒第四節(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械杠桿基礎(chǔ)九年級(jí)科學(xué)單擊此處添加副標(biāo)題內(nèi)容

我們每天都在使用機(jī)械。我們用筷子吃飯、剪刀剪紙，都在使用簡(jiǎn)單機(jī)械。自行車、汽車、飛機(jī)等都是由許多運(yùn)動(dòng)部件組成，每個(gè)部件都是一種簡(jiǎn)單機(jī)械。實(shí)際上任何復(fù)雜的機(jī)械都是由一些簡(jiǎn)單機(jī)械組合而成的。機(jī)械的發(fā)明和使用，是人類文明進(jìn)步的動(dòng)力。使用機(jī)械可以是我們做功更加容易，極大的減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。課堂導(dǎo)入Part01知識(shí)點(diǎn)分析基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的羅列和例題難點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)總結(jié)1.杠桿的定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。2.杠桿的五要素：(1)支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。(用0表示)(2)動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。(用F1表示)(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。(用F2表示)(4)動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。(用L1表示)(5)阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。(用L2表示)一.杠桿1.杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。2.實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。3.結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂。寫成公式F1*l1=F2*l2

也可寫成：F1/F2=l2/l1二.研究杠桿的平衡條件4.解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大，要使動(dòng)力臂最大需要做到①在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)②動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。二.研究杠桿的平衡條件5.由杠桿平衡原理進(jìn)行杠桿分類（1）省力杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂（2）等臂杠桿：動(dòng)力臂等于阻力臂（3）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂小于阻力臂二.研究杠桿的平衡條件Part02典例精析精選近年各地中考、一模以及名校練習(xí)等好題進(jìn)行分析【例1】如圖所示，重力不計(jì)的木板AB可繞O點(diǎn)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，在A端掛一邊長(zhǎng)為10cm的正方體M，一個(gè)重為40N的物體m靜止在C點(diǎn)，此時(shí)M對(duì)地面的壓強(qiáng)為1×103Pa，OA=20cm，OC=10cm，木板AB在水平位置平衡?，F(xiàn)用一水平拉力F使物體m以2.5cm/s的速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，則以下說法正確的是（）A．物體M的重力為10NB．物體m靜止在C點(diǎn)時(shí)，物體M對(duì)地的壓力是20NC．當(dāng)物體M對(duì)地面壓力為0時(shí)，物體m勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2sD．當(dāng)物體M對(duì)地面壓力為0時(shí)，物體m勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4s【答案】C【例2】如圖所示，這是日常生活中常用的食品夾，在夾取食品時(shí)屬于（）A．省力杠桿 B．費(fèi)力杠桿 C．等臂杠桿 D．無法判斷【答案】B【例3】《墨經(jīng)》最早記述了桿秤的杠桿原理，“標(biāo)”、“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力，如圖所示，桿秤在水平位置平衡，以下說法正確的是（）①“重”增大時(shí)，N端下沉②“權(quán)”增大時(shí)，M端上揚(yáng)③“權(quán)”向右移時(shí)，N端下沉④提紐向右移時(shí)，M端上揚(yáng)A．只有①② B．只有②④ C．只有③④ D．只有①③【答案】D【例4】如圖所示，用螺絲刀在A處用力撬圖釘，下列說法正確的是（）A．C點(diǎn)為螺絲刀的支點(diǎn) B．螺絲刀受到的阻力方向?yàn)樨Q直向上C．使用螺絲刀能省力 D．使用螺絲刀能省功【答案】C【例5】桔槔早在春秋時(shí)期就已相當(dāng)普遍，而且延續(xù)了幾千年，如圖甲所示。小明在實(shí)驗(yàn)室里制作了一個(gè)桔槔模型，如圖乙所示，杠桿AB可以在豎直平面內(nèi)繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，已知AO∶OB=2∶3。懸掛在A端的桶裝滿水后，桶與水所受的總重力為40N，人在A端施加豎直向上10N的拉力，杠桿AB在水平位置平衡，則懸掛在B端的配重所受的重力為（不計(jì)桿重、繩重和桿與軸的摩擦）（

）A．60N B．70N C．20N D．10N【答案】C【例6】如圖所示，杠桿能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)摩擦、機(jī)械自重，在A點(diǎn)掛一重物G，為保持杠桿在水平位置平衡，拉力F1與物重G的大小關(guān)系是（）A．F1＝G B．F1＝G C．F1＝G D．F1＝G【答案】C【例7】圖1選自中國(guó)古代科技著作《天工開物》，圖中描繪了古人應(yīng)用舂搗米勞作的情景。圖2是使用某舂搗米的示意圖，則該舂屬于（）A．省力杠桿 B．費(fèi)力杠桿 C．等臂杠桿 D．費(fèi)距離杠桿【答案】B【例8】一人用木棍以如圖所示的方式挑著一袋重物行走。以下說法正確的是（）A．木棍是省力杠桿B．人想省力，可以把袋子移向靠近肩膀的地方C．人想省力，可以把手移向靠近肩膀的地方D．無論將袋子或手移近或遠(yuǎn)離肩膀，木棍對(duì)肩膀的壓力不變【答案】B【例9】如圖甲所示，長(zhǎng)1m的粗細(xì)均勻的光滑金屬桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿上有一光滑滑環(huán)，用豎直向上的測(cè)力計(jì)拉著滑環(huán)緩慢向右移動(dòng)，使桿保持水平狀態(tài)，測(cè)力計(jì)示數(shù)F與滑環(huán)離開O點(diǎn)的距離s的關(guān)系如圖所示，則桿重（）A．500N B．50N C．100N D．10N【答案】C【例10】端午節(jié)賽龍舟是重要的民間活動(dòng)，關(guān)于龍舟賽的說法正確是（）A．龍舟賽運(yùn)動(dòng)員用的船槳為省力杠桿B．使龍舟加速前進(jìn)的力的施力物體是船槳C．龍舟能加速前進(jìn)說明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D．龍舟沖過終點(diǎn)后還能繼續(xù)前進(jìn)是因?yàn)槭艿綉T性的作用【答案】C【例11】小明用一硬質(zhì)木桿（重力不計(jì)）和兩個(gè)鐵塊制作了一個(gè)密度秤（外形與桿秤相似，如圖所示）。手提著提鈕將鐵塊A浸沒在不同液體中，移動(dòng)鐵塊B使木桿水平靜止時(shí)B的位置不同，根據(jù)B的位置就可以判斷液體的密度。關(guān)于該密度秤，下列分析錯(cuò)誤的是（）A．該密度秤的刻度是均勻的B．越靠近提鈕O處刻度值越大C．鐵塊B的質(zhì)量越大該密度秤的測(cè)量精度越高D．鐵塊A的體積越大該密度秤的測(cè)量精度越高【答案】C【例12】如圖所示，課桌的重心為O點(diǎn)，以C點(diǎn)為支點(diǎn)，在B點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的力F=300N，恰好使課桌的右端被抬起，若以D點(diǎn)為支點(diǎn)，在A點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的力，恰好使課桌的左端被抬起，則該力的大?。?/p>

）A．小于300N B．等于300NC．大于300N D．無法判斷【答案】A【例13】小聰同媽媽上街去買菜，看到用杠桿秤土豆的情景如圖所示，對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是（）A．桿秤平衡時(shí)，秤砣的質(zhì)量跟秤盤中土豆的質(zhì)量相等B．桿秤平衡時(shí)，秤砣的質(zhì)量大于秤盤中土豆的質(zhì)量C．桿秤平衡時(shí)，盤中土豆所受重力和秤盤對(duì)土豆的支持力是平衡力D．桿秤平衡時(shí)，盤中土豆所受的合力大于秤砣所受的合力【答案】C【例14】如圖所示，圓強(qiáng)形軌道CD固定，水平杠桿OA的A端恰在圓的圓心處，小圓環(huán)E套在軌道上通過細(xì)線與水平桿OA端相連，一重物G懸掛在杠桿上的B點(diǎn)。在E環(huán)從C點(diǎn)沿軌道順時(shí)針轉(zhuǎn)到D點(diǎn)的過程中，細(xì)線對(duì)A端的拉力F的變化情況，以下說法正確的是（）A．保持不變 B．先變小再變大C．一直變小 D．先變大再變小【答案】B【例15】圖中，O為輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn)，在B點(diǎn)掛重物，若在杠桿上施加一個(gè)拉力使杠桿水平平衡，則圖中擬施加的四個(gè)力中，符合要求且最小的是（）A．F1 B．F2 C．F3 D．F4【答案】B【例16】如圖所示，輕質(zhì)杠桿OE可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在C點(diǎn)處掛一重物G，要使杠桿在水平位置平衡，則所用的最小動(dòng)力（）A．一定在C點(diǎn)，方向豎直向上 B．可能在E點(diǎn)，方向豎直向下C．一定在E點(diǎn)，方向豎直向上 D．可能在A點(diǎn)，方向豎直向上【答案】C【例17】（多選）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA中點(diǎn)處掛重50N的物體，在A端施加一個(gè)垂直杠桿向上的拉力F。保持拉力F方向與杠桿垂直，將杠桿從A位置勻速提到B位置，下列說法正確的是（）A．在勻速提升過程中，動(dòng)力臂變大 B．在勻速提升過程中，拉力F變小C．在勻速提升過程中，阻力臂變小 D．杠桿在水平位置平衡時(shí)，拉力F=25N【答案】BCD【例18】如圖所示支點(diǎn)為O，手持彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉輕質(zhì)杠桿，使其處于平衡狀態(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是10N，OA＝30cm，AB＝20cm，則該杠桿屬于______（省力/費(fèi)力）杠桿，物體重______N?！敬鸢浮?/p>

費(fèi)力

6【例19】搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車，車箱和磚頭所受總重力G=1000N，獨(dú)輪車的有關(guān)尺寸如圖所示，獨(dú)輪車相當(dāng)于一個(gè)______杠桿，推車時(shí)，人手向上的力F為______N，手向上抬起獨(dú)輪車時(shí)，手離車箱的距離越遠(yuǎn)，越______（選填“省力”或“費(fèi)力”）。【答案】

省力

300

省力【例20】如圖所示，重力不計(jì)的杠桿OAB，可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。質(zhì)量為10kg的物體掛在OA的中點(diǎn)處。已知OA=40cm，AB=30cm，OA垂直于AB，杠桿與轉(zhuǎn)動(dòng)軸間的摩擦忽略不計(jì)。要使杠桿平衡，且OA段處于水平位置，則：物體的重力為______N，作用于B端的最小力的力臂等于______cm，該最小力的大小等于______N。【答案】

98

50

39.2【例21】如圖所示，是某工人用輕質(zhì)木棒AB挑運(yùn)貨物的示意圖，O點(diǎn)在該工人的肩膀上。其中木棒AB長(zhǎng)0.6m，A端懸掛一重240N的重物，OA長(zhǎng)0.2m，用手壓住B端保持杠桿水平平衡，則B端豎直向下的壓力為______N；若壓在B端的手向O點(diǎn)靠近，但仍然保持木棒水平平衡，則手豎直向下的壓力需要______（選填“增大”“減小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

120

增大【例22】如圖所示，質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體木板AB放在水平桌面上，緩慢將B端向桌面外伸出，直到總長(zhǎng)度的三分之一伸出桌面。此過程中，桌面對(duì)木板的支持力大小_____（選填“變小”“不變”或“變大”）；若在B端掛10N的重物時(shí)，木板的A端剛剛開始翹起，則此長(zhǎng)方體木板的重力是_____N?！敬鸢浮?/p>

不變

20【例23】如圖所示，OAB為一可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿，OA垂直于AB，且OA長(zhǎng)度為40cm，AB長(zhǎng)度為30cm，在OA中點(diǎn)C處掛一質(zhì)量為1kg的物塊，要求在端點(diǎn)B處施加一個(gè)最小的力F，使杠桿在圖示位置平衡，則力F的力臂應(yīng)是___________cm，最小的力F是___________N。并用力的示意圖做出這個(gè)力。___________【答案】

504

【例24】一根重力為30N，2米長(zhǎng)金屬棒置于水平地面上，金屬棒的重心在中點(diǎn)O，現(xiàn)通過彈簧測(cè)力計(jì)將棒的右端B緩慢拉起，在此過程中，A端相對(duì)于地面沒有滑動(dòng)。據(jù)圖回答下列問題：（1）如圖甲用彈簧測(cè)力計(jì)始終垂直于棒將棒的右端B緩慢拉至圖甲位置時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F＝_____N；彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)棒所做的功W至少為_____J；（2）用彈簧測(cè)力計(jì)豎直地將棒的右端B緩慢拉起至豎直的過程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將如何變化？_____；若拉力用F表示，物體重力用G表示，則拉力與物體重力的關(guān)系式是_____?！敬鸢浮?/p>

12.75

15

不變

1/2G【例25】在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中。（1）在杠桿的A點(diǎn)掛上一個(gè)重物，在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)施加豎直向下的力F1使杠桿平衡。請(qǐng)?jiān)谌鐖D甲中畫出重物對(duì)掛鉤的拉力F______；（2）在杠桿后面安裝一個(gè)以O(shè)為圓心的圓盤，如圖甲。再把彈簧測(cè)力計(jì)從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，此時(shí)拉力F2沿圖乙中的CD線（CD線與圓盤相切于D點(diǎn)）；①請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出拉力F2，并畫出F2的力臂l2______；②判斷：F1______F2（選填“>”、“<”或“=”），依據(jù)是______。【答案】

=

【例26】利用輕質(zhì)杠桿探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，已知每個(gè)鉤碼重0.5N。（1）杠桿靜止時(shí)如圖甲所示，要使杠桿在水平位置平衡，