一、什么是杠杆
你能用手直接将钉在木板上的钉子拔出来吗?人们往往会借助工具来完成,右图所示是借助羊角锤拔钉子的过程。此时的羊角锤可以看作杠杆。
生活中有很多任务是用类似的方法完成的。如图所示为开启瓶盖的扳手和剪纸用的剪刀,它们在工作时也都可以看作杠杆。


你能指出这些工具在使用时有什么共同特点吗?结合教科书,说说什么是杠杆。
杠杆就是
。
根据杠杆的定义想一想,生活中还有哪些工具可以看作杠杆?请画图说明。
答案:解:
在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒
生活中可看作杠杆的工具还有撬棍、镊子、托盘天平、钓鱼竿等。
以撬棍撬动石块为例画图说明:绘制一根长硬棒,硬棒下方垫有小石块的接触点为固定支点O,在硬棒远离石块的一端标注人施加的向下的动力$F_1$,硬棒和待撬大石块的接触点标注石块对撬棍的阻力$F_2$,即可体现该工具符合杠杆的工作特征。
解析:
【分析】
要解决这道题,需先观察题目中羊角锤、扳手、剪刀等工具的使用特点,提炼出它们的共同特征,进而总结杠杆的定义;再联系生活中类似的工具,列举杠杆实例,画图时需明确标注杠杆的支点、动力、阻力,体现其核心特征。具体思路:第一步,分析工具的共同属性——绕固定点转动、硬棒、受力作用;第二步,根据这些属性归纳杠杆的定义;第三步,结合生活经验列举杠杆实例;第四步,按要求画图说明杠杆的工作特征。
【解析】
1. 分析工具共同特征:羊角锤拔钉子时绕某一固定点转动,扳手开瓶盖、剪刀剪纸时也绕各自的固定点转动,且这些工具都是硬棒,在力的作用下完成工作,由此归纳杠杆的定义:在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒。
2. 列举生活中的杠杆实例:撬棍、镊子、托盘天平、钓鱼竿等。
3. 画图说明(以撬棍为例):绘制一根长硬棒,硬棒下方垫小石块的接触点为支点O,硬棒远离小石块的一端标注人施加的向下的动力$F_1$,硬棒与待撬大石块的接触点标注石块对撬棍的阻力$F_2$,清晰体现杠杆的工作特征。
【答案】
在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒;生活中可看作杠杆的工具还有撬棍、镊子、托盘天平、钓鱼竿等;画图说明:绘制一根长硬棒,硬棒下方垫有小石块的接触点为固定支点O,在硬棒远离石块的一端标注人施加的向下的动力$F_1$,硬棒和待撬大石块的接触点标注石块对撬棍的阻力$F_2$。
【知识点】
杠杆的定义、生活中的杠杆应用
【点评】
本题通过生活实例考查杠杆的定义,将抽象的物理概念与日常工具结合,帮助学生理解物理源于生活的理念,是初中物理的基础概念题,难度不大,适合巩固基础。
【难度系数】
0.7
二、杠杆的五要素
若想进一步认识杠杆,就必须熟知杠杆的五要素。右图所示是用螺丝刀撬图钉的情形。请你阅读教科书,完成以下内容。
(1)支点:杠杆
的点,即定义中的“固定点”,用字母
表示。

(2)动力:使
的力,用字母
表示。
(3)阻力:
的力,用字母
表示。
(4)动力臂:从支点到
的距离,用字母
表示。
(5)阻力臂:从支点到
的距离,用字母
表示。
下面是关于力臂画法的几点建议,请阅读并尝试理解它们。
(1)画力臂的三个步骤:找支点、画力的作用线、作支点到力的作用线的垂线(有时需要将力的作用线进行正向或反向延长)。
(2)力臂是指支点到力(动力或阻力)的作用线的距离,而不是支点到力的作用点的距离。
(3)当作用在杠杆上的力的方向改变时,其力臂的大小一般也发生改变。
(4)力臂不一定在杠杆上,如右图所示。
(5)若某个力的作用线(或它的延长线)经过支点,则这个力的力臂为零。

答案:解:
(1)支点:杠杆绕着转动的点,即定义中的“固定点”,用字母O表示。
(2)动力:使杠杆转动的力,用字母$F_1$表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用字母$F_2$表示。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离,用字母$l_1$表示。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用字母$l_2$表示。
解析:
【分析】
本题考查杠杆五要素的基本定义,解题思路是回忆教科书上关于杠杆五要素的标准概念,依次对应每个小题的描述,准确填写每个要素的定义和对应的符号,确保概念表述准确、符号使用规范,这是学习杠杆相关知识的基础内容。
【解析】
(1)支点是杠杆绕着转动的固定点,用字母O表示;
(2)动力是使杠杆转动的力,用字母$F_1$表示;
(3)阻力是阻碍杠杆转动的力,用字母$F_2$表示;
(4)动力臂是从支点到动力作用线的距离,用字母$l_1$表示;
(5)阻力臂是从支点到阻力作用线的距离,用字母$l_2$表示。
【答案】
(1)绕着转动,O;(2)杠杆转动,$F_1$;(3)阻碍杠杆转动,$F_2$;(4)动力作用线,$l_1$;(5)阻力作用线,$l_2$
【知识点】
杠杆五要素、力臂
【点评】
本题为基础识记类题目,考查对杠杆五要素核心概念的掌握,是学习杠杆知识的入门内容,难度较低,学生只要熟记教科书上的标准定义即可正确作答。
【难度系数】
0.8