下载文档原格式
九年级物理中的杠杆原理及其应用
摘要：本文主要阐述了九年级物理中杠杆原理的相关知识，包括杠杆的定义、五要素、平衡条件，以及在日常生活和工业生产中的广泛应用。
通过对实际例子的分析，展现了杠杆原理在解决实际问题中的重要性，有助于学生深入理解物理知识与生活的紧密联系。
一、引言
杠杆是一种简单机械，在我们的生活和生产中发挥着重要作用。
九年级物理中对杠杆原理的学习，不仅能帮助学生理解力学的基本概念，还能培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、杠杆的定义和五要素
杠杆是在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。
杠杆的五要素包括支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
三、杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F₁×L₁ = F₂×L₂。
四、杠杆的分类
（一）省力杠杆
动力臂大于阻力臂，省力但费距离，如撬棍、羊角锤等。
（二）费力杠杆
动力臂小于阻力臂，费力但省距离，如钓鱼竿、镊子等。
（三）等臂杠杆
动力臂等于阻力臂，不省力也不费力，如天平、定滑轮等。
五、杠杆原理的应用
（一）日常生活
剪刀、筷子、指甲刀等工具的使用都利用了杠杆原理。
（二）建筑领域
起重机、塔吊等大型设备通过杠杆原理实现重物的吊起和搬运。
（三）机械制造
各种机床、冲压设备等的设计和运作离不开杠杆原理。
六、结论
杠杆原理是九年级物理中的重要内容，它的应用广泛且贴近生活。
深入理解杠杆原理有助于我们更好地认识世界，提高解决实际问题的能力。
【杠杆的平衡条件及其应用】杠杆平衡条件【杠杆的平衡条件及其应用】杠杆平衡条件1.探究杠杆的平衡条件（1）杠杆平衡是指杠杆处于静止状态或匀速转动.（2）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：可以消除杠杆自重对实验结果的影响；实验中：应调节杠杆两端的钩码的个数或位置，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是：可以方便地从杠杆上直接量出力臂.（3）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.写成公式是：F1l1=F2l2，也可写成：F1／F2=l2／l1.2.杠杆平衡条件的应用方法（1）确认杠杆及其七要素.（2）利用公式F1l1=F2l2及变形公式F1=F2l2／l1解题.（3）要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位要统一，并不一定要用米，可以是厘米.3.典型题例（1）最小力问题例1如图1，一端弯曲的杠杆，O为支点，在B端挂一重为10N 的重物G，OB=AC=4cm，OC=3cm，在A端加一个作用力使杠杆平衡，这个力的最小值可能是（）.A.10NB.8NC.13.3ND.5N解析根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，因F2l2一定，则F1l1一定，所以l1越大，F1越小.由图2可知，OA是最长动力臂.由OA2 =OC2+AC2，AC=4cm，OC=3cm，则OA=5cm.由G·OB=F·OA，G=10N，OB=4cm，OA=5cm，则F=8N.故选项B正确.答案 B方法技巧实际生活中常遇到杠杆的最小力问题，注意要从实物中抽象出杠杆模型.解此类问题，关键是找到最长的动力臂，找到最小力的作用点和方向.解题时要明确两点：（1）明确已知条件（此题中尤其要注意动力臂和阻力臂的确定）.（2）明确解题原理（F1l1=F2l2），解题时先把已知条件列出，再将已知条件代入公式解题.（2）杠杆的再平衡问题例2如图3，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（）.A.左右砝码各向支点移一格B.左右各减少一个砝码C.左右各减少一半砝码D.左右各增加两个砝码解析根据杠杆平衡条件，原来杠杆左边是2×4，右边是4×2，左右相等，杠杆平衡.情况变化后，A项的做法使左边是2×3，右边是4×1，杠杆不再平衡；B项的做法使左边是1×4，右边是3×2，杠杆不再平衡；D项的做法使左边是4×4，右边是6×2，杠杆不再平衡；C项的做法使左边是1×4，右边是2×2，杠杆平衡.故只有选项C正确.方法技巧杠杆的再平衡问题的特点是：原来杠杆是平衡的，当动力和阻力同时增减相等的力ΔF或动力臂和阻力臂同时增减相等的力臂ΔL时，杠杆不能平衡（等臂杠杆除外）.（3）杠杆的动态平衡问题例3如图4所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，阻力G的力臂，动力F.（选填“变大”“变小”或“不变”）解析分别画出杠杆在A、B两位置的阻力G的力臂可看出，阻力臂lG将变大，由于F的方向始终与杠杆垂直，所以F的力臂始终等于杠杆长，故F的力臂lF不变.根据公式F×lF=G×lG，∵lF、G不变，lG变大，∴F变大.答案变大变大方法技巧杠杆的动态平衡是较为复杂的问题，实质在于考查杠杆的平衡条件和力臂的物理意义.解决的关键是明确哪些量变化，哪些量不变，先假设杠杆在某处静止，再用变动为静的处理方法.（4）杠杆与滑轮的组合问题例4如图5所示，质量为m的人站在轻质木板AB的中点，木板可以绕B端上下转动，要使木板静止于水平位置，人拉轻绳的力的大小为（摩擦阻力忽略不计）.解析本题由于将杠杆与滑轮进行了组合，所以增加了分析思考问题的难度，木板可绕B端转动，说明B点为杠杆的支点，设人拉绳子的力为F，则由于天花板上的两个滑轮均为定滑轮，它们只能改变力的方向，不能改变力的大小，故A端所受绳子的拉力为F，方向竖直向上.人对杠杆的压力是G人-F.根据杠杆的平衡条件有：F·AB =（G人-F）·A B／2，F·AB=（mg-F）·AB／2，F=mg／3.答案mg／3方法技巧首先必须正确分析出作用在杠杆上的动力和阻力的大小，然后才能用杠杆平衡的条件得出答案.（5）实验探究过程中的经典问题例5在“研究杠杆平衡条件”的实验中，为了，应让杠杆在水平位置平衡.若实验前杠杆的位置如图6（甲）所示，欲使杠杆在水平位置平衡，则杠杆左端的平衡螺母应向（选填“左”或“右”）调.该实验得出的结论是：.某同学进一步用图6（乙）装置验证上述结论，若每个钩码重0.5N，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的读数将4N（选填“＜”“＞”或“=”）.解析经典实验通常是作为大的实验题来考的，问题多、分值大.今后中考也可能这样变化，为提高实验的覆盖面，一些重点实验将瘦身，问题减少，分值变小.但无论如何变形，其中的经典问题依然是命题的热点.杠杆不在水平位置平衡的话，杠杆本身的重力G杆对支点的力臂就不为零，这样会影响实验结论的正确得出.图甲所示的杠杆，左端下沉，右端上翘，说明左边偏重，应将平衡螺母向右调.若弹簧测力计竖直向下拉，则根据杠杆平衡的条件有：4G 钩·4l=F·2l，F=8G钩=8×0.5N=4N.弹簧测力计斜过来拉，力臂变短，力变大，应大于4N.答案消除杠杆自重对实验结果的影响（或使杠杆本身的重力对支点的力臂为0）；右；动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1·l1=F2·l2）；＞.方法技巧探究杠杆平衡条件的题型，往往考查实验器材、过程、数据分析、结论以及对实验的反思.本题考查对实验注意事项的理解，要反思不注意这些事项的后果.许多同学只知道杠杆要在水平位置平衡，不清楚杠杆为什么要在水平位置平衡，阅读了这道题的解析后应该明白问题的答案了.（6）生产与生活中的杠杆问题例6商店里常用案秤称量货物质量，如图7所示，称量时，若在秤盘下粘一块泥，称量的结果比实际质量（选填“大”或“小”）；若砝码磨损了，称量的结果比实际质量（选填“大”或“小”）；若调零螺母的位置比正确位置向右多旋进了一些，称量的结果比实际质量.（选填“大”或“小”）解析案秤是一不等臂的杠杆，若秤盘下粘一块泥，相当于物体质量增大，此时就要增加砝码来平衡增加的物体，则读数就要比物体的实际质量大；若砝码磨损了，则砝码的质量比它实际的质量要小，用它去平衡物体时仍按其上标的示数进行读数，则结果比物体的实际质量大；若调零螺母的位置比正确位置向右多旋进了一些，则左侧的力与力臂的乘积减小，由于右侧的力臂不变，只有砝码的质量减小，此时称量的结果比实际量小.答案大大小方法技巧案秤的使用实质为教材中天平的使用的迁移，同学们一定要灵活运用所学的知识去解决实际问题.。
备战2020年中考物理学考练之20个重要规律:专题13 杠杆平衡条件专题学啥一、与杠杆有关的几个概念1.杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
（1）支点：杠杆绕着转动的点；（2）动力：使杠杆转动的力；阻力：阻碍杠杆转动的力；（3）动力臂：从支点到动力作用线的距离；（4）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
2．杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂即F1L1＝F2L23．杠杆的应用：（1）省力杠杆：L1 ＞L2 F1＜F2省力费距离；（2）费力杠杆：L1＜L2 F1＞F2费力省距离；（3）等臂杠杆：L1=L2F1=F2不省力不省距离，能改变力的方向。
二、杠杆平衡条件考法常考类型一：判断是省力杠杆还是费力杠杆问题解决这类问题应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆；当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。
三种杠杆的判定的依据是杠杆的平衡条件，即F1L1=F2L2，若L1>L2，则F1<F2；同理可得出其它结论。
三种杠杆的划分与比较见下表。
常考类型二：能确认并画出杠杆的力臂学习杠杆的关键点是知道杠杆的五要素。
五要素包括支点、动力、动力臂、阻力和阻力臂。
组成杠杆的示意图如下。
（1）支点用字母O 表示，是杠杆绕着转动的点，同一根杠杆使用方法不同，支点的位置可能不同，要能根据具体情况区分支点。
（2）画动力（用字母F1表示）或阻力（用字母F2表示）时应注意力的作用点和方向。
动力和阻力都是杠杆受到的力，其作用点都在杠杆上。
有同学认为同一根杠杆上动力和阻力的方向一定相同，有同学认为一定不同，这都是错误的。
正确的认识是：动力和阻力能使杠杆转动的方向一定是相反的。
即一个力能使杠杆向顺时针方向转动，则另一个力一定是能使杠杆向逆时针方向转动。
（3）动力臂用字母l1表示，阻力臂用字母l2表示。
力臂不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离。
初三物理杠杆和杠杆平衡条件知识精讲杠杆和杠杆平衡条件1. 杠杆（1）定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这种硬棒叫做杠杆。
（2）杠杆的七要素：二力、三点、两臂2. 杠杆的平衡条件F1L1=F2L23. 杠杆的分类和应用：（1）省力杠杆特点：动力臂大于阻力臂省力费距离实例：钳子、撬棍、刹车踏板、铡刀、瓶盖起子、独轮车等。
（2）费力杠杆特点：动力臂小于阻力臂费力省距离实例：镊子、钓鱼杆、缝纫机脚踏板、人的前臂、理发剪子等。
（3）等臂杠杆特点：动力臂等于阻力臂不省力也不费力实例：天平例1. （1999年全国物理竞赛试题）地面上有一条大木杆，抬起A端需用力300N，抬起B 端需用力200N。
这条木杆的______端较粗，整个木杆的重量（所受的重力）为_____N。
分析：在抬动木杆的过程中，抬的力是动力，大木杆所受的重力是阻力，。
两次支点不同，但是动力臂大小相等，阻力重力不变。
抬A时用力大，所以重心离B远，也就是A端粗。
列出两次的平衡条件：L=L1+L2F1L=GL2(1)F2L=GL1(2)(1)+(2) G=F1+F2=500N答案：A 500N例2. 如图所示，O为杠杆的支点，为了提高重物G，用一个跟杠杆保持垂直的力F使杠杆由竖直位置转动到水平位置，在这个过程中（）A.杠杆始终保持是省力的B.杠杆始终是费力的C.先是省力的，后是费力的D.先是费力的，后是省力的分析：G是阻力，开始时阻力臂为零，逐渐增大到L。
F是动力，动力臂始终不变，所以先是动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
后是动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
答案为C。
例1：（1992年全国应用物理竞赛试题）为了避免杆秤损坏，制秤时在杆秤两端各包上质量相等或相近的两块小铜片。
现在秤尾的铜片脱落丢失，主人怕影响秤的准确性，把另一端的铜片也取了下来。
用这样的杆秤来称量，结果是（）A. 称量时的读数比实际质量大B. 称量时的读书比实际质量小C. 不论两铜片的质量是否完全相等，都可以恢复秤的准确性D. 只有在两铜片的质量完全相等的情况下，才能恢复秤的准确性分析：将秤杆两端的铜包皮取去，秤的平衡将被破坏，由于秤尾距提扭（相当于转轴）较远，则该处铜包皮对提扭产生的力矩较大，估量端的铜包皮取走后，秤尾将向上翘起。
