强调力臂是一个距离，是一个点到一条线的距离，是从支点到力的作用线的距离。如上图所示，它的起点是杠杆的支点，它的终点是从支点O所作力的作用线的垂线的垂足。

典例 如图所示，一根粗细均匀的木棒，在力F的作用下可绕O点转动。请在图中画出木棒所受重力的示意图及力F对O点的力臂。

解析：均匀木棒,重心在其几何中心,作F的力臂需将力的作用线反向延长。

答案：如图所示。

【杠杆的平衡条件】

(1)杠杆平衡的含义

在力的作用下,如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动,我们就认为杠杆平衡了。

(2)杠杆的平衡条件

动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为F 1 l 1 =F 2 l 2 , 这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。

即阻力/动力=动力臂/阻力臂或。F 2 /F 1 =l 1 /l 2

(3)利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题,一般遵循以下步骤：

①确定杠杆支点的位置。

②分清杠杆受到的动力和阻力,明确其大小和方向,并尽可能地作出力的示意图。

③确定每个力的力臂。

④根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。

典例如图所示,一轻质杠杆,以O为支点,OA长0.4m,CO长0.3m,CB长0.4m,A端挂的铝块质

量为5.4kg,欲使杠杆平衡,在B点应至少施加多大的力?并请画出力的方向。(g=10N/kg)

解析：A端的阻力F 2 等于铝块重力G,铝块重力大小不变,力臂l2 =OA,大小也一定不变;所以阻力与阻力臂l 2 的乘积大小一定。

由杠杆平衡条件F 2 /F 1 =l 1 /l 2 ,可判断出,F 1 l 1 的大小也一定，要使动力F1 最小,则必须使动力臂最大。

对于杠杆,最大的动力臂是：连接支点到动力作用点的线段,则最小的动力就是以支点到动力作用点的连线为力臂的力。

根据上面的方法作图。

作动力臂l 1 :连接O、B,以OB为动力臂。

画动力F 1 :过B点作OB的垂线,作出动力F 1 .

OB为动力臂,可以用勾股定理求出l 1 =0.5m，再利用平衡条件求出动力F 1 =43.2N

答案：43.2N 如图所示。

【杠杆的分类】

点拨

省力杠杆还是费力杜杆,并无好坏之分,在实际中根据不同需要选择不同类型的杠杆。

典例 (中考)如图所示,所使用的杠杆属于费力杠杆的是( )。

A.钓鱼竿B.开瓶器C.灭火器压把D.钢丝钳

解析：区分省力杠杆和费力杠杆,要比较动力臂和阻力臂大小,开瓶器、灭火器压把、钢丝钳等都是省力杠杆,故B、C、D错误。钓鱼竿的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确。

答案：A

02

滑轮

【定滑轮】

(1)定义:轴固定不动的滑轮(如图所示)。

(2)实质:等臂杠杆。

(3)特点:不能省力,但能改变力的方向。

典例 使用定滑轮沿不同方向将物体匀速拉起时,拉力分别为F1、F2、F3,如图所示,则三个力之间的关系是( )。

A. F1F2>F3 C. F1=F2=F3 D.F1>F2=F3