（1）杠杆
一、杠杆相关作图
（1）指定力的力臂：此类题目已知某个力，作其力臂。如图甲所示，只需找准支点O，从支点作这个力的垂线段，标上垂足和力臂的符号即可。
（2）作最小的力：如图乙所示，在杠杆上找离支点O最远的点A，连接OA（最大力臂），垂直OA根据实际用力方向在杠杆上画力的示意图。（不在B点施加力）
二、杠杆平衡条件的应用
利用杠杆平衡条件 即可进行相关计算。
注意：看清题目中是否考虑杠杆自重，杠杆受多个力的平衡方程 计算效率时根据题目要求判断动力和阻力，分清有用功和总功，也可通过效率小于1来判断效率计算是否正确。
三、受力分析
支点在一端（反向），支点在中间（同向），杠杆在竖直方向受力分析：图乙中， ；图丙中， ；图丁中，
知能练：
一、选择题
1.建筑工人用独轮车搬运砖头，如图所示。推车时人手向上的作用力小于车厢和砖头的总重力，对此分析正确的是（ )
A.以轮子轴心为支点，动力臂大于阻力臂
B.以轮子轴心为支点，动力臂小于阻力臂
C.以人手握车杆的点为支点，动力臂大于阻力臂
D.以人手握车杆的点为支点，动力臂等于阻力臂
2.某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆，”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析不合理的是（ )
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处 B.肱二头肌给桡骨的力是动力
C.重物给前臂的力是阻力 D.前臂是一根省力杠杆，缺点是费距离
3.如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力，阻力臂，测力计示数，则动力臂为（ )
A.15cm B.8cm C.50cm D.80cm
4.杠杆处于平衡状态时，下列说法中正确的是（ )
A.动力和阻力的大小一定相同
B.动力臂一定等于阻力臂
C.若动力为阻力的，则动力臂为阻力臂的2倍
D.支点一定在动力作用点和阻力作用点之间
5.甲弹簧受拉力作用，伸长1cm需要2N的力；乙弹簧受拉力作用，伸长1cm需要3N的力。若把两弹簧平行悬挂，下端通过不计重力和摩擦的滑轮用细线连接（如图所示），要使滑轮下移1cm需要的力为（ )
A.2.4N B.2.5N C.4.8N D.5.0N
6.人体中很多部位具有杠杆的功能。如图从左到右分别是抬头，踮脚，曲臂中的杠杆的示意图。下列有关说法中正确的是（ )
A.抬头过程中动力方向向上
B.向上踮起脚后跟的过程可视为动力臂大于阻力臂的省力杠杆
C.曲臂时肱二头肌收缩的过程省力但费距离
D.使用杠杆不仅能省力、省距离还能省功
7.如图甲、乙所示，是某人分别用两种方式挑着同一物体行走时的情景，小强看后感到疑惑：改变物体的位置，人用的力更大了吗？于是想用实验的方法一探究竟。他要探究的问题是：在杠杆平衡的情况下（ )
A.动力和阻力一定时，动力臂和阻力臂的关系
B.动力臂和阻力臂一定时，动力和阻力的关系
C.动力和阻力臂一定时，动力臂和阻力的关系
D.阻力和动力臂一定时，动力和阻力臂的关系
8.如图所示的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，要使杠杆平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是（ )
A.在水平方向施加的力最小 B.在竖直方向施加的力最小
C.在与垂直方向上施加的力最小 D.三个方向施加的力都一样大
9.从电动自行车的结构和使用来看，下列解释正确的是（ )
A.车把装置相当于省力杠杆
B.车把手和车轮子有花纹，是为了增大与人体的接触面积，以增大摩擦力
C.车尾的直角反射器应用了光的折射知识
D.电动自行车在充电的过程中是将化学能转化为电能
10.一拉杆箱在水平路面上被缓慢推行，若箱内物品质量分布均匀，当轮子遇到固定障碍物时，拉杆箱最容易被推倒的是（ )
A. B.
C. D.
二、作图题
11.图甲是一种常用的移动指示牌，图乙是它的模型，图丙是被风刮倒的指示牌，请在图丙中画出：将指示牌扶起的最小力及其力臂。
12.如图，请画出在P点施加保持杠杆平衡的最小动力F的示意图。
13.图甲是小奇用食品夹夹肉饼时的情景，食品夹看作可以绕O点转动的两个杠杆，其中OAB是上方杠杆，图乙是OAB的简化图，为作用在点B的阻力。请在图乙中画出：
（1）在A点施加的最小动力及动力臂；
（2）阻力臂。
三、计算题
14.身高1.7米，质量为70千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆，如图所示，他的重心在A点。则：
（1）画出支持力的力臂和重力的力臂；
（2）若将身体撑起，地面对手的支持力至少要多大；
（3）若将身体撑起，肩膀上升的距离为0.2米，求小明做一个俯卧撑支持力所做的功。
15.在开展“搬运建筑材料”的项目化学习过程中，甲、乙两同学利用一根质量分布均匀的圆柱形轻质木棒搬运一重物。已知：重物的质量是50kg，搬运时将重物提升1.2m的高度，重物到甲同学的距离，重物到乙同学的距离。（g取10N/kg进行计算）
（1）将重物抬起过程中，对重物做功多少？
（2）搬运重物过程中，乙同学对木棒的作用力大小？（木棒质量忽略不计）
（3）搬运至目的地，两位同学将重物放置在水平地面上，若重物与地面的接触面积为，则此时重物对地面的压强是多少？
答案以及解析
1.答案：A
解析：建筑工人用独轮车搬运砖头时，独轮车绕轮子轴心转动，则支点是轮子轴心，人手向上的作用力是动力，车厢和砖头的总重力是阻力；已知推车时人手向上的作用力小于车厢和砖头的总重力，即动力小于阻力，所以根据杠杆平衡条件可知，动力臂大于阻力臂，故选项A正确、BCD错误。故选：A。
2.答案：D
解析：ABC.用手向上举物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，重物给前臂的力是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处，故ABC不符合题意；
D.用手向上提物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，费力省距离，故D符合题意。
故选D。
3.答案：B
解析：根据杠杆的平衡条件得动力臂为
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4.答案：C
解析：AB.杠杆处于平衡状态，是因为动力动力臂=阻力阻力臂，动力和阻力、动力臂和阻力臂不一定相同，故AB错误；
C.若动力为阻力的，据杠杆的平衡条件知，动力臂为阻力臂的2倍，故C正确；
D.如图，支点可以不在动力作用点和阻力作用点之间，故D错误。
故选C。
5.答案：C
解析：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半的力费1倍的距离。因为要费1倍距离，要使滑轮下移1cm，甲、乙弹簧一共要伸长2cm，甲弹簧受拉力作用，伸长1cm需要2N的力；乙弹簧受拉力作用，伸长1cm需要3N的力，甲乙伸长相同距离，用力之比为2:3，那么如果甲乙受力相同，伸长距离之比为3:2，所以使滑轮下移时，两个弹簧受力一样时，甲乙伸长的长度之比为
甲、乙弹簧一共要伸长2cm，可知
解得
所以甲弹簧此时弹力增加
乙弹簧此时弹力增加
所以要使滑轮下移1cm需要的力
故选C。
6.答案：B
解析：A.人抬头是肌肉的拉力产生的力是动力，方向向下，故A错误；
B.向上踮起脚后跟的过程，由图示可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B正确；
C.曲臂时肱二头肌收缩的过程动力臂小于阻力臂，费力但省距离，故C错误；
D.使用杠杆时有的可以省力，有的可以省距离，但是不能省功，故D错误。
故选B。
7.答案：D
解析：小强想探究的是改变物体的位置，人用的力变化情况，其中改变物体的位置，就会改变阻力臂的大小，人用的力就是动力的大小，所以他要探究的问题是阻力和动力臂一定时，动力和阻力臂的关系，故D正确，ABC错误。
故选：D。
8.答案：C
解析：因为A为动力作用点，O为支点，故为最长的动力臂，根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长动力越小。因此在A点施力F，当F的方向与垂直时最省力，即跟连线垂直的方向最小。
故选C。
9.答案：A
解析：A.车把装置在使用过程中，动力臂大于力臂，是省力杠杆，故A正确；
B.车把手和车蹬子有凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故B错误；
C.车尾的角反射器是利用互成直角的平面镜，当光无论从哪个方向射过来经两次反射后总会按原方向返回，应用了光学反射知识，故C错误；
D.电动自行车在充电的过程中相当于用电器，是将电能转化为化学能，故D错误。
故选A。
10.答案：D
解析：当遇到相同的障碍物时，可将行李箱看作是杠杆，行李箱最易倾倒，说明动力最小；各种情况中，杠杆的五要素如下图所示，
根据杠杆的平衡条件可知，动力为，其中G不变，当越小、越大时，F越小，因此D图中的动力最小，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
11.答案：
解析：要将指示牌扶起，支点为C，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小，AC为最长动力臂时，动力最小，从A点作垂直于AC向上的线段的示意图，如图所示。
12.答案：
解析：图中O为支点，动力作用在P点时，以OP长为力臂是最长的动力臂，作用在P点的力最小，从P点作垂直于OP向上的动力F即可，如图所示：
13.答案：见解析
解析：
14.答案：（1）见解析
（2）420N
（3）84J
解析：（1）人所受的重力的作用点在重心A上，方向竖直向下，过点A，沿竖直向下的方向画一条有向线段，用G表示，即为重力示意图；地面对手的支持力的作用点在手上，方向垂直于地面向上，过支持力的作用点，沿垂直于地面向上的方向画一条有向线段，用F表示，即为地面对手的支持力：由图可知，支点为O，过支点作支持力作用线的垂线段，即为支持力的力臂，过支点作重力作用线的垂线段，为重力的力臂，如图所示：
；
（2）小明同学的重力：；
由图可知，O为支点，动力臂，阻力臂，
阻力等于人的重力，即，
由杠杆平衡条件可得：，
即：，
解得；
（3）小明同学将身体撑起一次所做的功：。
15.答案：（1）600J；（2）200N；（3）
解析：（1）重物重力
抬起重物过程中对重物做功
（2）根据题意，可将木棒看成一根杠杆，与甲同学的接触点A为支点，则动力是乙同学对杠杆的作用力，动力臂为AB的长度，阻力等于重物的重力，阻力臂为AO的长度。根据杠杆的平衡条件，可得乙同学对杠杆的作用力
（3）由题知，受力面积
重物对地面的压强
