Question

在研究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学的数据如表：

动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
6	4	4	6
5	6	10	3
3	20	15	4

（1）该组同学因粗心大意漏了一个数据，请你帮他在表格上补上；
（2）分析实验数据，得出杠杆的平衡条件是：

F ₁L₁=F₂L₂

（3）解决实际问题：小云在家在做手工时，需要将木板上钉错的一枚钉子拔掉，他想到了物理课上提到的羊角锤．于是他很快解决了问题．如图2是他拔钉子的示意图，请你在确定出了支点O，阻力F₂、阻力臂L₂和动力臂L₁后．判断羊角锤是一个

省力

杠杆，它的特点是动力臂

大于

阻力臂；为了更省力的拔出钉子，你认为可以（说出一种合理的建议）

将手向手柄末端移动

，理由是：

阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小

．
（4）如图1是某建筑工地上正在运行的一台起重机中吊臂上的滑轮组（不计一切摩擦和绳子和动滑轮重），在拉力F的作用下把重为2.7×10³N的重物匀速提起，则拉力F=

900

N．若动滑轮和吊钩共重300N，则拉力F=

1000

N．
（5）电工老李师傅的工具箱里有很多螺丝刀，螺丝刀上所用到的物理知识有
①

轮轴

；
②

绝缘体

．

Answer 1

分析：（1）通过分析数据可得出杠杆平衡的条件，并根据杠杆平衡的条件可填上表格所缺数据．
（2）动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆；动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆．为了省力需增加动力臂的长度．
（3）从图中可以看出有三段绳子在拉重物，故在不计一切摩擦和绳子和动滑轮重的情况下，拉力为重物的三分之一．如果考虑动滑轮和吊钩总重，拉力为动滑轮、吊钩和物重的三分之一．
（4）要解决此题，需要掌握轮轴的概念、绝缘体和摩擦力大小的影响因素．由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴．不容易导电的物体叫做绝缘体．接触面越粗糙，摩擦力越大．

解答：解：（1）分析表中数据关系可知：6×4=4×6，5×6=10×3，所以，空格=

15×4

3

=20，
（2）可得杠杆平衡条件：F ₁L₁=F₂L₂；
（3）拔钉子时羊角锤是绕O点转动的，即O点是支点；如图所示：

由图可知，羊角锤的动力臂大于阻力臂，所以羊角锤是省力杠杆；为了更省力，必须使动力臂增大，因此可将手向后移动，来增大动力臂的长度．
（4）不计一切摩擦和绳子和动滑轮重时，拉力F=

1

3

×G物=

1

3

×2.7×10³N=900N；
考虑动滑轮和吊钩总重时，拉力F^′=

1

3

×（G_动+G_物）=

1

3

×（300N+2.7×10³N）=1000N．
（5）螺丝刀柄比头部要粗一些，所以螺丝刀相当于轮轴，比较省力．
螺丝刀柄外部包了一层橡胶，是绝缘体，防止导电．同时上面有花纹，是为了增大摩擦力．
故答案为；（1）20；（2）F ₁L₁=F₂L₂；（3）省力；大于；将手向手柄末端移动；阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小；（4）900；1000；（5）轮轴；绝缘体．

点评：此题知识点较多，考查了杠杆的平衡条件的运用、省力杠杆的判断和运用、滑轮组公式的运用和螺丝刀中的物理知识，是一道力学综合题．