初中物理尖子生自主招生培优讲义版块12 简单机械 专题12-1　杠杆 （学生版） .pdf

专题12-1杠杆

知识·解读

一、定义

杠杆指能绕某一固定点转动的硬棒。

注意：一切可以绕某固定点转动的刚性物体，都可以看成杠杆。

二、杠杆的五要素

支点O、动力F、阻力F、动力臂L、阻力臂L。1212

注意：杠杆画力臂时，要先找支点，再画力的作用线，然后画从支点到力的作用线的垂线。

三、平衡条件

1、杠杆的平衡状态指杠杆处于静止状态或匀速转动状态。

杠杆处于平衡状态时满足条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F×L＝F×L。1122

2、力矩

表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。

力和力臂的乘积为力矩。

力矩是矢量。

符号为M。

表达式：MFL

单位；牛顿·米(N·m)

多个力的杠杆平衡问题：M+M+…M+M+…

12AB

即：FL+FL+…FL＋FL+…

1122AABB

四、杠杆的分类和应用

结构特征特点应用举例

动力臂＞阻力臂省力、费距离羊角锤、起瓶器、钢丝钳

动力臂＜阻力臂费力、省距离钓鱼竿、筷子、食品夹、船桨

动力臂阻力臂既不省力，也不费力天平、定滑轮、跷跷板

五、研究杠杆的平衡条件实验

为了便于直接从杠杆上读出力臂的大小，可通过调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆处于水平

平衡位置，此时钩码对杠杆的作用力方向与杠杆垂直。通过多次改变钩码数量和力臂大小

取得平衡并记录和处理实验数据，可得出杠杆平衡条件的结论。

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典例·解读

类型一：杠杆类型判断

例、如图所示，是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是（）

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A、ABC是一个省力杠杆

B、D处刀刃较薄，可以增大压力

C、杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦

D、指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆

【答案】A．

【考点】杠杆的分类；摩擦力大小的影响因素；压强．

【解析】

（1）对于杠杆类型的判断可从动力臂与阻力臂的大小关系上入手；

（2）压强的大小与压力的大小和受力面积的大小有关；

（3）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关．

A、对于ABC，如图所示，在使用时，它的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，符合题意；

B、在相同的压力下，D处刀刃较薄，受力面积小，产生的压强大，压力的作用效果明显，并不是压

力增大了，不符合题意；

C、杠杆ABC上有粗糙的花纹，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，不符合题意；

D、指甲刀中有三个杠杆：ABC、OBD、0ED，其中ABC是省力杠杆，其它两个都是费力杠杆，不符合题

意．

故选A．

类型二：最小力的作图

例、在图中，画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图

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痕迹）．

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【解析】O为支点，所以力作用在杠杆的最右端，并且力臂是支点O到杠杆最右端的距离时，

力臂最长，此时的力最小．确定出力臂然后做力臂的垂线即为力F．故答案为：

【方法总结】

求最小动力，就是转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分三种情况：

(1)在动力的作用点明确的情况下，就是以支点到力的作用点的连线作为力臂，

这个力臂最长，过力的作用点作力臂的垂线，正确确定力的方向从而作最小的力。

(2)在动力作用点未明确规定时，首先应找出距支点最远的点作为动力作用点，然后再按(1)的步