零五网 全部参考答案 伴你学答案 2026年伴你学江苏九年级物理上册苏科版 第5页解析答案
三、杠杆原理的应用——三种杠杆
请观察下图。人们在撬石头的时候,手在不同的位置用力,省力情况一样吗?哪种情形更省力?为什么?

你能利用$F_1 l_1 = F_2 l_2$分析得出三类杠杆的特点及优缺点吗?

答案:解:
人们撬石头时手在不同位置用力,省力情况不一样。
甲情形更省力。
由杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知,撬石头过程中阻力$F_2$和阻力臂$l_2$的大小保持不变,甲图中动力臂$l_1$最大,因此所需动力$F_1$最小,所以甲情形更省力。
三类杠杆的特点及优缺点填写如下:
|三种杠杆|特 点|优缺点|
| ---- | ---- | ---- |
|省力杠杆|动力臂大于阻力臂($l_1>l_2$)|动力小于阻力,省力,但费距离|
|费力杠杆|动力臂小于阻力臂($l_1<l_2$)|动力大于阻力,费力,但省距离|
|等臂杠杆|动力臂等于阻力臂($l_1=l_2$)|动力等于阻力,既不省力也不费力,既不省距离也不费距离|
解析:
【分析】
首先,解题需围绕杠杆平衡条件$F_1 l_1 = F_2 l_2$展开:第一步,分析撬石头的省力情况时,确定阻力和阻力臂不变,动力大小由动力臂决定,动力臂越大越省力;第二步,分析三类杠杆时,通过公式变形$F_1 = \frac{F_2 l_2}{l_1}$,根据动力臂与阻力臂的大小关系推导不同杠杆的特点和优缺点。
【解析】
人们撬石头时手在不同位置用力,省力情况不一样。由杠杆平衡条件$F_1 l_1 = F_2 l_2$可知,撬石头过程中,阻力$F_2$(石头对杠杆的作用力)和阻力臂$l_2$(支点到阻力作用线的垂直距离)的大小保持不变,甲图中手的位置离支点更远,动力臂$l_1$更大,根据公式变形得$F_1 = \frac{F_2 l_2}{l_1}$,$l_1$越大则$F_1$越小,因此甲情形更省力。
三类杠杆的特点及优缺点分析如下:根据杠杆平衡条件变形$F_1 = \frac{F_2 l_2}{l_1}$,①当动力臂$l_1>阻力臂l_2$时,$F_1<F_2$,为省力杠杆,优点是省力,缺点是费距离;②当动力臂$l_1<阻力臂l_2$时,$F_1>F_2$,为费力杠杆,优点是省距离,缺点是费力;③当动力臂$l_1=阻力臂l_2$时,$F_1=F_2$,为等臂杠杆,既不省力也不费力,既不省距离也不费距离。
【答案】
人们撬石头时手在不同位置用力,省力情况不一样。甲情形更省力。由杠杆平衡条件$F_1 l_1 = F_2 l_2$可知,撬石头过程中阻力$F_2$和阻力臂$l_2$的大小保持不变,甲图中动力臂$l_1$最大,因此所需动力$F_1$最小,所以甲情形更省力。三类杠杆的特点及优缺点如下:
|三种杠杆|特 点|优缺点|
| ---- | ---- | ---- |
|省力杠杆|动力臂大于阻力臂($l_1>l_2$)|动力小于阻力,省力,但费距离|
|费力杠杆|动力臂小于阻力臂($l_1<l_2$)|动力大于阻力,费力,但省距离|
|等臂杠杆|动力臂等于阻力臂($l_1=l_2$)|动力等于阻力,既不省力也不费力,既不省距离也不费距离|
【知识点】
杠杆平衡条件,三种杠杆
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用及三类杠杆的特点,是力学中杠杆部分的基础题型,核心是利用杠杆平衡公式分析力和力臂的关系,学生需掌握公式变形及杠杆分类的判断方法,属于对基础知识点的常规考查。
【难度系数】
0.7
1. 下表是小明在“探究杠杆的平衡条件”时记录的部分测量结果,请在空格中填入适当的值。(每个钩码的质量为50 g,g取10 N/kg)

答案:1. 4 2
解析:
【分析】本题考查杠杆的平衡条件,核心是利用公式$F_1l_1=F_2l_2$进行计算。解题时,先明确杠杆平衡条件的内容,再针对两个实验分别代入已知量,通过公式变形求出对应的未知量即可。
【解析】根据杠杆平衡条件:$F_1l_1=F_2l_2$。
1. 实验序号①:已知$F_1=0.5\ \mathrm{N}$,$l_1=8\ \mathrm{cm}$,$F_2=1\ \mathrm{N}$,求阻力臂$l_2$。
变形公式得:$l_2=\frac{F_1l_1}{F_2}=\frac{0.5\ \mathrm{N}×8\ \mathrm{cm}}{1\ \mathrm{N}}=4\ \mathrm{cm}$。
2. 实验序号②:已知$l_1=6\ \mathrm{cm}$,$F_2=1.5\ \mathrm{N}$,$l_2=8\ \mathrm{cm}$,求动力$F_1$。
变形公式得:$F_1=\frac{F_2l_2}{l_1}=\frac{1.5\ \mathrm{N}×8\ \mathrm{cm}}{6\ \mathrm{cm}}=2\ \mathrm{N}$。
【答案】4;2
【知识点】杠杆平衡条件
【点评】本题是杠杆平衡条件的基础应用,直接利用公式变形计算即可,属于杠杆部分的基础题型,主要考查学生对公式的掌握和简单计算能力,难度较低。
【难度系数】0.3
2. 如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍,当杠杆平衡时,动力是阻力的
1/5
倍。
答案:1/5
解析:
【分析】
要解决这个问题,需利用杠杆的平衡条件。首先回忆杠杆平衡的核心公式:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即$F_1L_1=F_2L_2$。题目已知动力臂是阻力臂的5倍,即$L_1=5L_2$,我们需要通过公式变形求出动力与阻力的倍数关系。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,将已知的$L_1=5L_2$代入公式,可得:
$F_1×5L_2=F_2× L_2$
两边同时除以$5L_2$($L_2≠0$),化简后得到:
$F_1=\frac{1}{5}F_2$
即动力是阻力的$\frac{1}{5}$倍。
【答案】
$\frac{1}{5}$
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题是杠杆平衡条件的基础应用题型,核心考察对杠杆平衡公式的掌握与简单变形能力,只要牢记公式并准确代入力臂关系即可快速解答,属于杠杆章节的基础送分题。
【难度系数】
0.8
3. 如图所示是生活中一些常见的杠杆,其中属于省力杠杆的是
,属于费力杠杆的是
乙、丙、丁
。(填相应的序号)
丙 丁
(第3题图)
答案:3. 甲 乙、丙、丁
解析:
【分析】要判断杠杆类型,需比较动力臂和阻力臂的大小:动力臂大于阻力臂为省力杠杆,动力臂小于阻力臂为费力杠杆。逐个分析图中杠杆的动力臂与阻力臂关系即可得出结论。
【解析】1. 甲(开瓶器):使用时,支点为开瓶器与瓶盖顶部的接触点,动力作用在开瓶器末端,阻力作用在开瓶器前端与瓶盖边缘的接触点,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;2. 乙(筷子):使用时,支点为筷子与手接触的上端,动力作用在筷子中部,阻力作用在筷子前端夹物体处,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;3. 丙(扫帚):使用时,支点为扫帚与手接触的上端,动力作用在扫帚中部,阻力作用在扫帚下端扫地处,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;4. 丁(钓鱼竿):使用时,支点为钓鱼竿与手接触的上端,动力作用在鱼竿中部,阻力作用在鱼竿末端的鱼线处,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。因此省力杠杆是甲,费力杠杆是乙、丙、丁。
【答案】甲;乙、丙、丁
【知识点】杠杆的分类、省力杠杆、费力杠杆
【点评】本题考查杠杆类型的判断,核心是通过动力臂与阻力臂的大小关系区分省力和费力杠杆,属于初中物理基础题型,难度较低。
【难度系数】0.5
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