知识体系构建
脉络梳理，构建知识体系
简单机械
杠杆
定义—在力的作用下可绕①转动的硬棒称为杠杆。
五要素—支点(O)、动力($F_1$)、阻力($F_2$)、动力臂($l_1$)、阻力臂($l_2$)。
杠杆的平衡条件—②。
分类
省力杠杆—$l_1 ＞ l_2, F_1 ＜ F_2$。
费力杠杆—$l_1 ＜ l_2, F_1 ＞ F_2$。
等臂杠杆—$l_1 = l_2, F_1 = F_2$。
滑轮
定滑轮
实质—③杠杆。
特点—不能④,但可以⑤, $s=h$。
动滑轮
实质—动力臂是阻力臂⑥的杠杆。
特点—最多可以省⑦的力,但费⑧的距离, $s=2h$。
滑轮组
实质—由定滑轮和动滑轮组合而成的机械。
特点—既可省力,又可改变施力的方向,但费距离, $s=nh$。
斜面
是一种⑨力机械。
常见的斜面有盘山公路等。

① 一固定点
② 动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$)
③ 等臂
④ 省力
⑤ 改变施力的方向
⑥ 两倍
⑦ 一半
⑧ 两倍
⑨ 省

【分析】本题考查简单机械（杠杆、滑轮、斜面）的基础概念，需回忆各知识点的定义、平衡条件、特点等内容，逐一对应填空。①杠杆的定义是在力的作用下绕固定点转动的硬棒；②杠杆平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂；③定滑轮的实质是等臂杠杆；④定滑轮不能省力；⑤但可以改变施力的方向；⑥动滑轮的动力臂是阻力臂的两倍；⑦动滑轮最多省一半力；⑧费两倍的距离；⑨斜面是省力机械。
【解析】根据简单机械的基础知识，依次填写各空：①杠杆定义中，转动的固定点，故填“一固定点”；②杠杆平衡条件为$F_1l_1=F_2l_2$（或动力×动力臂=阻力×阻力臂）；③定滑轮实质是等臂杠杆；④定滑轮特点是不能省力；⑤但能改变施力的方向；⑥动滑轮动力臂是阻力臂的两倍；⑦最多省一半力；⑧费两倍的距离；⑨斜面属于省力机械。
【答案】①一固定点；②动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$)；③等臂；④省力；⑤改变施力的方向；⑥两倍；⑦一半；⑧两倍；⑨省
【知识点】简单机械、杠杆、滑轮
【点评】本题为基础概念填空题，考查简单机械相关的核心知识点，需准确记忆各部分定义、平衡条件及特点，是构建简单机械知识体系的基础内容，难度较低。
【难度系数】0.7

1 [2025泰州兴化期中]如图所示是小明用力$F_1$将鱼钓出水面的场景,请在图中作出阻力$F_2$及动力$F_1$的力臂$l_1$。

1. 如图所示

【分析】
要完成该作图，需明确两个核心：一是阻力的确定，钓鱼时鱼对鱼竿的拉力为阻力，方向竖直向下，作用点在鱼竿末端与鱼线的连接点；二是动力臂的画法，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先确定支点O，再过O作动力F₁作用线的垂线，垂线段即为动力臂l₁。
【解析】
步骤1：画阻力F₂：鱼对鱼竿的拉力是阻力，方向竖直向下，作用点在鱼竿右端与鱼线的连接点，沿竖直向下方向画出F₂；
步骤2：画动力臂l₁：确定支点为O点，过O点作动力F₁作用线的垂线，支点O到垂足的垂线段就是动力臂l₁，标注为l₁。
【答案】
如图所示
【知识点】
杠杆力臂、阻力作图
【点评】
本题考查杠杆作图中阻力和动力臂的画法，属于基础作图题，需掌握力臂的定义及阻力的判断方法。
【难度系数】
0.5

2 [2025泗阳二模]如图所示，杠杆的B端挂一重物，在A点施加一个最小的力F，使杠杆平衡在图中所示的位置上，试作出这个力的示意图。

2. 如图所示

【分析】要使杠杆平衡时施加的力最小，依据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力和阻力臂固定的情况下，动力臂越长，所需动力越小。因此需找到最长的动力臂：支点为$O$，$A$点到支点$O$的连线$OA$是最长的动力臂，所以施加的力$F$应垂直于$OA$，方向向下，这样对应的力最小。
【解析】根据杠杆平衡原理，当阻力、阻力臂一定时，动力臂最大则动力最小。本题中，最长动力臂为$OA$，因此在$A$点作垂直于$OA$、方向向下的力$F$，即为使杠杆平衡的最小力。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件、最小力作图
【点评】本题考查利用杠杆平衡条件确定最小力的作图，核心是找到最长动力臂，属于杠杆应用的基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6

3 如图所示是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形，下列操作可能使杠杆在水平位置平衡的是（）

A.增加钩码的个数
B.向左调节平衡螺母
C.向右移动钩码
D.减小弹簧测力计的拉力

3. C

【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路是：先明确杠杆平衡的条件为$F_1L_1=F_2L_2$，再结合实验操作的规则（实验过程中不能调节平衡螺母），逐一分析各选项操作对杠杆两侧力与力臂乘积的影响，判断是否能使杠杆水平平衡。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，对各选项分析如下：
1. 选项A：增加钩码个数，左侧力增大，左侧力与力臂的乘积进一步增大，杠杆左端更下沉，无法平衡，该操作不可行；
2. 选项B：平衡螺母仅在实验前用于调节杠杆水平平衡，实验过程中不能再调节平衡螺母，只能通过改变力或力臂使杠杆平衡，该操作错误；
3. 选项C：向右移动钩码，钩码在左侧，向右移动会减小左侧力臂，左侧力与力臂的乘积减小，当左侧乘积减小至与右侧力和力臂的乘积相等时，杠杆可在水平位置平衡，该操作可行；
4. 选项D：减小弹簧测力计的拉力，右侧力减小，右侧力与力臂的乘积减小，左侧乘积更大，杠杆更不平衡，该操作不可行。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、力与力臂的关系
【点评】
本题属于杠杆平衡条件的基础应用题目，需明确实验操作规则（实验中不调平衡螺母），核心是利用杠杆平衡条件分析力和力臂变化对平衡的影响，难度适中。
【难度系数】
0.5