活动三 寻找生活中的杠杆
互动展示:生活中哪些物体可以看作杠杆? 它们分别属于哪一类呢?

羊角锤（省力杠杆）、筷子（费力杠杆）、天平（等臂杠杆）、撬棍（省力杠杆）、钓鱼竿（费力杠杆）、镊子（费力杠杆）、瓶起子（省力杠杆）、跷跷板（等臂杠杆）。

结合杠杆定义（能绕固定点转动的硬棒）及分类标准（动力臂与阻力臂大小关系：省力杠杆动力臂大于阻力臂，费力杠杆动力臂小于阻力臂，等臂杠杆动力臂等于阻力臂）分析生活实例。

1. 在探究杠杆平衡条件的实验中.
(1) 先把杠杆放在支架上,再调节杠杆的,使杠杆,这样做的好处是.
(2) 若在 A 点挂 5 个 30 g 的钩码,在 B 点应该挂个同样的钩码,杠杆可水平平衡;若在 C 处用弹簧测力计拉,则拉力的方向应该是,拉力的大小为.(g 取 10 N/kg)

(1) 平衡螺母；在水平位置平衡；便于测量力臂；(2) 2；竖直向上；0.6N

(1) 探究杠杆平衡条件时，需先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于直接从杠杆上测量力臂。
(2) 每个钩码重力 $ G = mg = 0.03\,kg × 10\,N/kg = 0.3\,N $，A点挂5个钩码，总重力 $ F_A = 5 × 0.3\,N = 1.5\,N $。设杠杆每小格长为 $ L $，由图知A点距支点 $ l_A = 2L $，B点距支点 $ l_B = 5L $。根据杠杆平衡条件 $ F_A l_A = F_B l_B $，得 $ 1.5\,N × 2L = n × 0.3\,N × 5L $，解得 $ n = 2 $。
在C处拉时，为使力臂最大且杠杆水平平衡，拉力方向应竖直向上（C在支点左侧）。C点距支点 $ l_C = 5L $，由 $ F_A l_A = F_C l_C $ 得 $ F_C = \frac{1.5\,N × 2L}{5L} = 0.6\,N $。

2. 两个小孩坐在跷跷板上恰好平衡在水平位置,此时 ()
A.两个小孩的重力相等
B.两个小孩到支点的距离一定相等
C.两个小孩的质量一定相等
D.两小孩的重力与支点到两个小孩重力作用线的距离的乘积相等

D

根据杠杆的平衡条件，杠杆平衡时，动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。在本题中，小孩的重力就是作用在杠杆上的力，支点到小孩重力作用线的距离就是力臂。因此，当跷跷板恰好平衡在水平位置时，说明两边的力矩（重力与力臂的乘积）相等。
A选项，两个小孩的重力不一定相等，因为还取决于力臂的长度。
B选项，两个小孩到支点的距离（力臂）不一定相等，因为还取决于重力的大小。
C选项，两个小孩的质量也不一定相等，因为质量和重力之间还有重力的加速度这个因素，而且即使重力相等，力臂也可能不同。
D选项，描述的是杠杆平衡条件的正确表述，即两个小孩的重力与支点到两个小孩重力作用线的距离的乘积相等。

3. 下列属于省力杠杆的是 ()
A.扫地用的笤帚
B.吊车上的起重臂
C.拔铁钉的羊角锤
D.往锅炉里送煤的铁锹

C

本题可根据杠杆的分类标准，结合各选项中工具的动力臂和阻力臂的大小关系来判断杠杆类型。杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，省力杠杆的特点是动力臂大于阻力臂，费力杠杆的特点是动力臂小于阻力臂，等臂杠杆的特点是动力臂等于阻力臂。
选项A：扫地用的笤帚
使用笤帚扫地时，手施加动力的位置到支点的距离（动力臂）小于笤帚与地面接触点到支点的距离（阻力臂），动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，所以该选项错误。
选项B：吊车上的起重臂
吊车起重臂在工作时，动力作用点到支点的距离（动力臂）小于阻力作用点到支点的距离（阻力臂），动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，所以该选项错误。
选项C：拔铁钉的羊角锤
用羊角锤拔铁钉时，手施加动力的位置到支点的距离（动力臂）大于铁钉对羊角锤的阻力作用点到支点的距离（阻力臂），动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，所以该选项正确。
选项D：往锅炉里送煤的铁锹
使用铁锹送煤时，手施加动力的位置到支点的距离（动力臂）小于煤对铁锹的阻力作用点到支点的距离（阻力臂），动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，所以该选项错误。

4. 下面举出的是几种根据杠杆原理制成的工具:A. 钳子;B. 铡刀;C. 镊子;D. 理发剪子;E. 剪铁皮剪子;F. 天平;G. 定滑轮;H. 起钉锤;I. 指甲刀;J. 起子;K. 缝纫机踏板.其中是省力杠杆,是费力杠杆,等臂杠杆.

省力杠杆：A B E H I J；
费力杠杆：C D K；
等臂杠杆：F G

省力杠杆：动力臂大于阻力臂，能轻松省力但会费距离；费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力但省距离；等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力也不费力。
A. 钳子：动力臂大于阻力臂，省力杠杆。
B. 铡刀：动力臂大于阻力臂，省力杠杆。
C. 镊子：动力臂小于阻力臂，费力杠杆。
D. 理发剪子：动力臂小于阻力臂，费力杠杆。
E. 剪铁皮剪子：动力臂大于阻力臂，省力杠杆。
F. 天平：动力臂等于阻力臂，等臂杠杆。
G. 定滑轮：动力臂等于阻力臂，等臂杠杆。
H. 起钉锤：动力臂大于阻力臂，省力杠杆。
I. 指甲刀：由多个杠杆组成，整体是省力杠杆。
J. 起子：动力臂大于阻力臂，省力杠杆。
K. 缝纫机踏板：动力臂小于阻力臂，费力杠杆。

5. 如图,轻质均匀杆 OB 长 70 cm,能绕 O 点转动,B 端用细绳 BC 悬于 C 点,有一重 49 N 的铁块挂在 A 点,OA 长 20 cm.
(1) 此时绳 BC 的拉力多大?
(2) 若绳 BC 能承受的最大拉力为 42 N,移动铁块到某一位置,绳 BC 恰好断裂,求铁块悬挂点到支点 O 的距离.

(1) 根据杠杆平衡条件 $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$
设绳 BC 的拉力为 $F_{BC}$，铁块重力 $G = 49\ N$，$OA = 20\ cm$，$OB = 70\ cm$，则动力臂 $l_1 = OA = 20\ cm$，阻力臂 $l_2 = OB = 70\ cm$
$F_{BC} \cdot OB=G \cdot OA$
$F_{BC}=\frac{G \cdot OA}{OB}=\frac{49\ N×20\ cm}{70\ cm}=14\ N$
(2) 设铁块悬挂点到支点 O 的距离为 $x\ cm$
已知 $F_{BC最大}=42\ N$
由杠杆平衡条件 $F_{BC最大} \cdot OB = G \cdot x$
$x=\frac{F_{BC最大} \cdot OB}{G}=\frac{42\ N×70\ cm}{49\ N}=60\ cm$
综上，(1) 绳 BC 的拉力为 $14\ N$；(2) 铁块悬挂点到支点 O 的距离为 $60\ cm$。