人教版物理第12章简单机械（解析版）.docx

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第12章《简单机械》
【知识点1、杠杆】
一、杠杆
1．杠杆的定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。
杠杆有直的也有弯的。
2．杠杆的五要素
（1）支点：杠杆（撬棒）绕着转动的点，用字母O标出。
（2）动力：使杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F1标出。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F2标出。
注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，力的方向关系遵循：“同侧异向、异侧同向”的原则。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1标出。
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2标出。
二、杠杆平衡条件
1．杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。
2．杠杆的平衡条件实验

如图甲所示，杠杆是（选填“是”或“否”）处于平衡状态。
如图甲所示，若要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向右侧调节。
实验时，使杠杆在水平位置平衡的目的是：便于在杠杆上直接测量力臂。
选择杠杆的中点作为支点，目的是：消除杠杆自重对实验的影响。
如图丙和丁所示，由竖直向下拉改为斜向左下方拉，使杠杆在水平位置始终平衡，在此过程中弹簧测力计的示数会变大（选填“变大”“不变”或“变小”）
三、杠杆的分类及应用
杠杆类型
杠杆特点
杠杆优点
杠杆缺点
应用
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省力杠杆
L1>L2 F1<F2
（动力<阻力）
省力
费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车
费力杠杆
L1<L2 F1>F2
（动力>阻力）
省距离
费力
筷子、食品夹子、镊子、钓鱼竿
等臂杠杆
L1=L2 F1=F2
（动力=阻力）
既不省力也不费力
天平、定滑轮等
【经典例题考查】
1．小明用图甲装置来探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2，L1和L2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是改变F2、L1和L2，测得杠杆平衡时所需的拉力F1，来寻找F1、F2、L1和L2四个物理量之间的关系。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为0～5N，杠杆上每一格长10cm。
（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿 　竖直　方向拉杠杆，并使之在 　水平　位置平衡。
（2）小明首先保持F2和L1不变而改变L2，所获得的实验数据如表所示，第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示，则F1＝　4.4　N，此时杠杆的类型与 　筷子　（筷子/老虎钳）相同。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂L2/N
动力臂L1/N
动力F1/N
1
4
33
30
2
4
18
30
2.4
3
4
7.5
30
1.0
（3）为获得更多组数据，小明继续进行（2）中实验，则为能顺利完成实验，在改变阻力臂L2时，L2应不超过 　37.5　cm；完成上述实验后，小明接下来还应进行的实验有：①保持 　L1和L2　不变而改变F2；②保持F2和L2不变而改变L1。
（4）如图丙所示，若当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 　变大　。（选填“不变”、“变大”或“变小”）
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【解析】（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿竖直方向拉杠杆，并使之在水平方向平衡；
（2）图中弹簧测力计的分度值是0.1N，指针指在4N下面第4个小格上，因此弹簧测力计读数为4N+0.1N×4＝4.4N；
筷子是费力杠杆，动力臂小于阻力臂，目的是省距离，应用了实验中的第1次实验原理。
（3）当F2＝4N，动力臂L1＝30cm，不变时，弹簧测力计的最大拉力为5N，根据杠杆平衡条件可得在改变阻力臂L2时，L2应不超过的数值：
l2＝＝＝37.5cm；
根据控制变量法可知，探究F1与F2的关系必须保持L1和L2不变；
（4）如图丙所示，保持B点不变，当测力计从a位置转动到b位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。
【答案】（1）竖直；水平；变大；（2）4.4；筷子；（3）37.5；L1和L2；（4）变大。
2．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为600N．此时地面对手的支持力F的力臂是　1.2　m，大小为　400　N。
【解析】由图示可知，O为支点，地面对手的支持力的力臂：
L＝0.4m+0.8m＝1.2m；
由杠杆平衡条件得：FL＝GLG，即：F×1.2m＝600N×0.8m，
解得：F＝400N。
【答案】1.2；400。
3．在图所示的工具中，