1. 杠杆的分类

种 类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
概 念 动力臂
特 点 省了力,但费了
实 例 撬棒、
种 类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
概 念 动力臂
大于
阻力臂的杠杆 动力臂小于
阻力臂的杠杆 动力臂等于
阻力臂的杠杆特 点 省了力,但费了
距离
费了力,但省了距离
不省力也不省距离实 例 撬棒、
羊角锤(合理即可)
、瓶起子 钓鱼竿、镊子(合理即可)
、筷子 天平答案:1.(从左往右,从上往下)大于 小于 等于 距离 距离 羊角锤(合理即可) 镊子(合理即可)
解析:
【分析】
要解决这道题,需牢记杠杆三种分类(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆)的核心定义、特点及常见实例。首先根据动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆类型的概念,再对应每种杠杆的特点,最后结合生活实例填写对应内容即可。
【解析】
根据杠杆分类的相关知识点:
1. 省力杠杆:动力臂大于阻力臂,特点是省力但费距离,常见实例有撬棒、羊角锤、瓶起子等;
2. 费力杠杆:动力臂小于阻力臂,特点是费力但省距离,常见实例有钓鱼竿、镊子、筷子等;
3. 等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,特点是不省力也不省距离,常见实例为天平。
因此从左到右、从上到下依次填写:大于、小于、等于、距离、距离、羊角锤(合理即可)、镊子(合理即可)。
【答案】
大于 小于 等于 距离 距离 羊角锤(合理即可) 镊子(合理即可)
【知识点】
杠杆的分类、杠杆的应用
【点评】
本题是杠杆分类的基础题,主要考查对三种杠杆的定义、特点及实例的识记,属于初中物理的基础考点,难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需牢记杠杆三种分类(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆)的核心定义、特点及常见实例。首先根据动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆类型的概念,再对应每种杠杆的特点,最后结合生活实例填写对应内容即可。
【解析】
根据杠杆分类的相关知识点:
1. 省力杠杆:动力臂大于阻力臂,特点是省力但费距离,常见实例有撬棒、羊角锤、瓶起子等;
2. 费力杠杆:动力臂小于阻力臂,特点是费力但省距离,常见实例有钓鱼竿、镊子、筷子等;
3. 等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,特点是不省力也不省距离,常见实例为天平。
因此从左到右、从上到下依次填写:大于、小于、等于、距离、距离、羊角锤(合理即可)、镊子(合理即可)。
【答案】
大于 小于 等于 距离 距离 羊角锤(合理即可) 镊子(合理即可)
【知识点】
杠杆的分类、杠杆的应用
【点评】
本题是杠杆分类的基础题,主要考查对三种杠杆的定义、特点及实例的识记,属于初中物理的基础考点,难度较低。
【难度系数】
0.8
2. 使用杠杆时,若阻力和阻力臂一定,则动力臂越
长
越省力;若阻力和动力臂一定,则阻力臂越短
越省力。答案:2. 长 短
解析:
【分析】
要解决这道题,需先回忆杠杆的平衡条件公式:$F_1L_1=F_2L_2$($F_1$为动力,$L_1$为动力臂,$F_2$为阻力,$L_2$为阻力臂)。省力的本质是动力$F_1$更小,通过公式变形分析力臂对动力的影响即可:
1. 当阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定时,将公式变形为$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$,$F_2L_2$是定值,动力臂$L_1$越长,动力$F_1$越小,越省力;
2. 当阻力$F_2$和动力臂$L_1$一定时,变形公式可得$L_2=\frac{F_1L_1}{F_2}$,要省力需$F_1$更小,因此阻力臂$L_2$越短,越省力。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$:
若阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定,由$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$可知,$F_2L_2$为定值,动力臂$L_1$越长,动力$F_1$越小,越省力;
若阻力$F_2$和动力臂$L_1$一定,由$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$变形得$L_2=\frac{F_1L_1}{F_2}$,要省力需$F_1$更小,因此阻力臂$L_2$越短,越省力。
【答案】
长 短
【知识点】
杠杆平衡条件、省力杠杆判断
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的基础应用,核心是通过公式变形分析力与力臂的关系,属于初中物理力学的基础知识点,侧重对概念的理解和公式的简单运用。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需先回忆杠杆的平衡条件公式:$F_1L_1=F_2L_2$($F_1$为动力,$L_1$为动力臂,$F_2$为阻力,$L_2$为阻力臂)。省力的本质是动力$F_1$更小,通过公式变形分析力臂对动力的影响即可:
1. 当阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定时,将公式变形为$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$,$F_2L_2$是定值,动力臂$L_1$越长,动力$F_1$越小,越省力;
2. 当阻力$F_2$和动力臂$L_1$一定时,变形公式可得$L_2=\frac{F_1L_1}{F_2}$,要省力需$F_1$更小,因此阻力臂$L_2$越短,越省力。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$:
若阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定,由$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$可知,$F_2L_2$为定值,动力臂$L_1$越长,动力$F_1$越小,越省力;
若阻力$F_2$和动力臂$L_1$一定,由$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$变形得$L_2=\frac{F_1L_1}{F_2}$,要省力需$F_1$更小,因此阻力臂$L_2$越短,越省力。
【答案】
长 短
【知识点】
杠杆平衡条件、省力杠杆判断
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的基础应用,核心是通过公式变形分析力与力臂的关系,属于初中物理力学的基础知识点,侧重对概念的理解和公式的简单运用。
【难度系数】
0.8
1. 如图所示,在用杠杆撬石头的过程中,该杠杆属于

省力
(省力/等臂/费力)杠杆。在用力方向不变的情况下,若此人想用更小的力撬起石头,则他的手应该向远离
(远离/靠近)支点O的方向移动。答案:1. 省力 远离
解析:
【分析】要判断杠杆类型,需先确定支点O,再比较动力臂和阻力臂的大小:动力F₁对应的力臂l₁,阻力F₂对应的力臂l₂,从图中可知l₁>l₂,因此动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,当阻力F₂和阻力臂L₂不变时,要减小动力F₁,需增大动力臂L₁,所以手应向远离支点O的方向移动,这样动力臂变长,更省力。
【解析】1. 判断杠杆类型:支点为O,动力臂是支点到动力作用线的垂直距离(图中l₁),阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离(图中l₂),因为l₁>l₂,根据杠杆分类,动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;2. 分析省力方法:根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,阻力F₂(石头的重力)和阻力臂L₂不变,要减小动力F₁,需增大动力臂L₁,因此手应向远离支点O的方向移动,增大动力臂,从而用更小的力撬起石头。
【答案】省力;远离
【知识点】杠杆分类、杠杆平衡条件
【点评】本题结合撬石头的生活实例,考查杠杆分类及平衡条件的应用,属于基础知识点的直接应用,注重理论联系实际。
【难度系数】0.6
【解析】1. 判断杠杆类型:支点为O,动力臂是支点到动力作用线的垂直距离(图中l₁),阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离(图中l₂),因为l₁>l₂,根据杠杆分类,动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;2. 分析省力方法:根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,阻力F₂(石头的重力)和阻力臂L₂不变,要减小动力F₁,需增大动力臂L₁,因此手应向远离支点O的方向移动,增大动力臂,从而用更小的力撬起石头。
【答案】省力;远离
【知识点】杠杆分类、杠杆平衡条件
【点评】本题结合撬石头的生活实例,考查杠杆分类及平衡条件的应用,属于基础知识点的直接应用,注重理论联系实际。
【难度系数】0.6
2. 在电视剧中,有这样一个情景:一群士兵用力拉动如图所示的一个杠杆,会将石块抛向敌方阵营,它是一个

费力
(省力/等臂/费力)杠杆,使用这种杠杆的主要目的是 省距离
。要把石块抛出去,图中作用在A点沿 c
(a/b/c)方向的力最小。答案:2. 费力 省距离 c
解析:
【分析】
要解决这道题,需分三步思考:①判断杠杆类型:先确定支点O,再比较动力臂和阻力臂的大小,动力臂小于阻力臂则为费力杠杆;②明确费力杠杆的特点:费力杠杆虽费力,但能省距离,这是其使用目的;③找最小力:根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小,需判断A点各方向力的力臂长度,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,据此确定最小力的方向。
【解析】
1. 杠杆类型判断:支点为O,阻力是石块的重力,阻力臂是O到石块的水平距离;动力是作用在A点的力,动力臂是O到动力作用线的垂直距离。由图可知,动力臂小于阻力臂,因此该杠杆是费力杠杆。
2. 费力杠杆的目的:费力杠杆的特点是费力但省距离,所以使用这种杠杆的主要目的是省距离。
3. 最小力的判断:根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定时,动力臂$L_1$越大,动力$F_1$越小。在A点,沿c方向的力的力臂是OA的长度,沿a、b方向的力的力臂均小于OA,因此沿c方向的力最小。
【答案】
费力;省距离;c
【知识点】
杠杆的分类;杠杆的平衡条件
【点评】
本题考查杠杆的基础知识点,需掌握杠杆类型判断、费力杠杆的特点,以及利用杠杆平衡条件判断最小力的方法,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需分三步思考:①判断杠杆类型:先确定支点O,再比较动力臂和阻力臂的大小,动力臂小于阻力臂则为费力杠杆;②明确费力杠杆的特点:费力杠杆虽费力,但能省距离,这是其使用目的;③找最小力:根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小,需判断A点各方向力的力臂长度,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,据此确定最小力的方向。
【解析】
1. 杠杆类型判断:支点为O,阻力是石块的重力,阻力臂是O到石块的水平距离;动力是作用在A点的力,动力臂是O到动力作用线的垂直距离。由图可知,动力臂小于阻力臂,因此该杠杆是费力杠杆。
2. 费力杠杆的目的:费力杠杆的特点是费力但省距离,所以使用这种杠杆的主要目的是省距离。
3. 最小力的判断:根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定时,动力臂$L_1$越大,动力$F_1$越小。在A点,沿c方向的力的力臂是OA的长度,沿a、b方向的力的力臂均小于OA,因此沿c方向的力最小。
【答案】
费力;省距离;c
【知识点】
杠杆的分类;杠杆的平衡条件
【点评】
本题考查杠杆的基础知识点,需掌握杠杆类型判断、费力杠杆的特点,以及利用杠杆平衡条件判断最小力的方法,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆缓慢地从OA转至OB,则在转动过程中,杠杆的动力臂将

不变
,阻力臂将变大
,动力F将变大
。(变大/不变/变小)答案:3. 不变 变大 变大
解析:
【分析】
要解决本题,需结合杠杆平衡条件,先明确动力臂、阻力臂的定义,再分析杠杆转动过程中两者的变化,最后推导动力F的变化。首先,动力F始终与杠杆垂直,动力臂是支点到动力作用线的垂直距离,等于支点到动力作用点的距离,转动时该距离不变;阻力是重物重力G,阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离,杠杆转动时阻力臂会变大;再根据杠杆平衡条件即可判断动力F的变化。
【解析】
1. 动力臂的分析:力臂是支点到力的作用线的垂直距离。本题中动力F始终与杠杆垂直,因此动力臂等于支点O到动力作用点的距离,即杠杆的长度。在杠杆从OA转至OB的过程中,杠杆的长度不变,故动力臂不变。
2. 阻力臂的分析:阻力是重物的重力G,方向竖直向下,阻力臂是支点O到阻力作用线(竖直方向)的垂直距离。当杠杆从OA转至OB时,阻力作用点到支点O的水平距离逐渐增大,因此阻力臂变大。
3. 动力F的推导:根据杠杆平衡条件 $ F × L_{\mathrm{动}} = G × L_{\mathrm{阻}} $,其中阻力G不变,动力臂$ L_{\mathrm{动}} $不变,阻力臂$ L_{\mathrm{阻}} $变大,因此动力F需变大以维持平衡,故动力F变大。
【答案】
不变 变大 变大
【知识点】
杠杆平衡条件,力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,核心是正确分析动力臂和阻力臂的变化,尤其是阻力臂随杠杆转动的几何变化,是杠杆部分的典型基础题,需准确理解力臂的定义才能正确解题。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合杠杆平衡条件,先明确动力臂、阻力臂的定义,再分析杠杆转动过程中两者的变化,最后推导动力F的变化。首先,动力F始终与杠杆垂直,动力臂是支点到动力作用线的垂直距离,等于支点到动力作用点的距离,转动时该距离不变;阻力是重物重力G,阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离,杠杆转动时阻力臂会变大;再根据杠杆平衡条件即可判断动力F的变化。
【解析】
1. 动力臂的分析:力臂是支点到力的作用线的垂直距离。本题中动力F始终与杠杆垂直,因此动力臂等于支点O到动力作用点的距离,即杠杆的长度。在杠杆从OA转至OB的过程中,杠杆的长度不变,故动力臂不变。
2. 阻力臂的分析:阻力是重物的重力G,方向竖直向下,阻力臂是支点O到阻力作用线(竖直方向)的垂直距离。当杠杆从OA转至OB时,阻力作用点到支点O的水平距离逐渐增大,因此阻力臂变大。
3. 动力F的推导:根据杠杆平衡条件 $ F × L_{\mathrm{动}} = G × L_{\mathrm{阻}} $,其中阻力G不变,动力臂$ L_{\mathrm{动}} $不变,阻力臂$ L_{\mathrm{阻}} $变大,因此动力F需变大以维持平衡,故动力F变大。
【答案】
不变 变大 变大
【知识点】
杠杆平衡条件,力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用,核心是正确分析动力臂和阻力臂的变化,尤其是阻力臂随杠杆转动的几何变化,是杠杆部分的典型基础题,需准确理解力臂的定义才能正确解题。
【难度系数】
0.5
4. 如图所示为利用羊角锤撬钉子的情景,请画出在锤柄A点处所施加的最小动力F及其力臂l。

答案:
4. 如图所示
4. 如图所示
解析:
【分析】要画出最小动力,需结合杠杆平衡原理:当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。首先确定支点为羊角锤绕其转动的O点,最长的动力臂是支点O到动力作用点A的距离(线段OA),因此动力应垂直于OA,此时动力臂最大,动力最小,方向需使羊角锤能撬动钉子,故在A点作垂直于OA向左上方的力,即可得到最小动力。
【解析】1. 确定支点:羊角锤工作时绕O点转动,因此支点为O;2. 确定最大动力臂:根据杠杆平衡条件,最小动力对应最长力臂,最长力臂为支点O到动力作用点A的连线OA;3. 画最小动力:过A点作OA的垂线,方向向左上方(使羊角锤绕O转动撬起钉子),该力即为最小动力F;4. 画力臂:支点O到动力F作用线的垂线段(即OA)就是力臂l。
【答案】 (图中A点处有向左上方的力F,OA为垂直于F的力臂l)
【知识点】杠杆平衡条件、力臂的画法
【点评】本题考查杠杆最小动力的作图,核心是利用“阻力和阻力臂一定时,动力臂越长动力越小”的规律,关键是找到最长动力臂,属于基础作图题。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定支点:羊角锤工作时绕O点转动,因此支点为O;2. 确定最大动力臂:根据杠杆平衡条件,最小动力对应最长力臂,最长力臂为支点O到动力作用点A的连线OA;3. 画最小动力:过A点作OA的垂线,方向向左上方(使羊角锤绕O转动撬起钉子),该力即为最小动力F;4. 画力臂:支点O到动力F作用线的垂线段(即OA)就是力臂l。
【答案】 (图中A点处有向左上方的力F,OA为垂直于F的力臂l)
【知识点】杠杆平衡条件、力臂的画法
【点评】本题考查杠杆最小动力的作图,核心是利用“阻力和阻力臂一定时,动力臂越长动力越小”的规律,关键是找到最长动力臂,属于基础作图题。
【难度系数】0.6
5. 如图所示,O点是轻质杠杆AOB的支点,杠杆上的C点受到阻力$F_{2}$的作用。若使杠杆在图中所示位置静止,请在杠杆上画出所要施加的最小动力$F_{1}$的示意图,并画出动力臂$l_{1}$和阻力臂$l_{2}$。

答案:
5. 如图所示
5. 如图所示
解析:
【分析】要画出使杠杆静止的最小动力,需依据杠杆平衡条件:在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。首先确定最大动力臂:支点O到杠杆上各点的距离中,OA最长,因此动力作用在A点时动力臂最大;再确定动力方向:为使杠杆平衡,动力方向应垂直于OA向上,此时动力臂为OA,是最大的动力臂;最后根据力臂的定义,分别画出动力臂l₁(支点到动力作用线的垂线)和阻力臂l₂(支点到阻力作用线的垂线)。
【解析】1. 确定最小动力的作用点:根据杠杆平衡原理,阻力F₂和阻力臂l₂不变时,动力臂最大则动力最小,支点O到A点的距离是杠杆上最长的线段,故动力F₁作用在A点。2. 确定动力方向:阻力F₂使杠杆绕O点顺时针转动,因此动力F₁需使杠杆逆时针转动,方向垂直于OA向上。3. 画力臂:从支点O分别向F₁、F₂的作用线作垂线,垂线段即为动力臂l₁和阻力臂l₂。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件、力臂画法、最小动力确定
【点评】本题考查杠杆中最小力及力臂的作图,核心是利用“最长力臂对应最小动力”的规律,结合力臂定义作图,属于杠杆基础应用类题目,需掌握杠杆平衡条件的应用。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定最小动力的作用点:根据杠杆平衡原理,阻力F₂和阻力臂l₂不变时,动力臂最大则动力最小,支点O到A点的距离是杠杆上最长的线段,故动力F₁作用在A点。2. 确定动力方向:阻力F₂使杠杆绕O点顺时针转动,因此动力F₁需使杠杆逆时针转动,方向垂直于OA向上。3. 画力臂:从支点O分别向F₁、F₂的作用线作垂线,垂线段即为动力臂l₁和阻力臂l₂。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件、力臂画法、最小动力确定
【点评】本题考查杠杆中最小力及力臂的作图,核心是利用“最长力臂对应最小动力”的规律,结合力臂定义作图,属于杠杆基础应用类题目,需掌握杠杆平衡条件的应用。
【难度系数】0.6