人教版初中物理专题19 杠杆问题（解析版）.doc

专题19 杠杆问题
1.杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。
2.杠杆五要素——组成杠杆示意图。
O
F1
l1
l2
F2
①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。
③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。
说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。
3.画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签
⑴ 找支点O；
⑵ 画力的作用线（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）。
4.研究杠杆的平衡条件：
杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
实验前：应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：可以方便的从杠杆上量出力臂。
（1）结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1
（2）解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）
（3）解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
5. 杠杆的平衡条件应用：
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、手推车、花枝剪刀
费力
杠杆
动力臂小于
阻力臂
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、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
【例题1】图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（　　）

A．道钉撬 B．火钳 C．钢丝钳 D．天平
【答案】B
【解析】道钉撬是省力杠杆；火钳是费力杠杆；钢丝钳是省力杠杆；天平是等臂杠杆。
【例题2】如图所示，杠杆的N端挂一重物，在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡．试画出这个最小的动力F1、动力臂L1和杠杆受到的阻力F2.

【答案】如如所示。
【解析】力臂是指从支点向力的作用线作垂线，垂线段即为力臂．
根据公式F1L1=F2L2可以知道，力和力臂成反比，要想力最小，必须力臂最长，即作用在M点时力F1最小，力的方向向右下方．
由图可知，O为支点，重物G对杠杆的拉力为阻力，方向竖直向下，由支点向阻力作用线引垂线即为阻力臂；
OM为动力臂时，动力臂最长，力最小，过M点作出最小动力，方向向右下方。
【例题3】探究杠杆的平衡条件．

(1)杠杆两端的螺母作用是__ __．
(2)小明用如图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是__ __．
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/m
阻力
F2/N
阻力臂
l2/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
3.0
0.1
2.0
0.15
(3)小明又用图乙装置进行实验，请在图中画出拉F的力臂，弹簧测力计的读数应是__ (一个钩码重0.5 N)
(4)如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡．她用刻度尺测出l1和l2，则2l1__ __(填“＞”“＜”或“＝”)3l2.
【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L1和L2(如图丁所示)，则游码的质量为_
_g.
【答案】(1)调节杠杆在水平位置平衡．
(2)F1l1＝F2l2．
(3) F的力臂如图所示，2N。
(4)＞
【拓展】.
【解析】（1）杠杆两端螺母作用是调节杠杆平衡。
（2）杠杆的平衡条件是动力乘