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第十一章 简单机械
第1节 探究：杠杆的平衡条件 课时1
为了方便研究，人们将机械的各种构件归并为杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等，并把它们称为简单机械。
人的力量是有限的，但是人的智慧是无穷的。人们在劳动中经常使用各种机械，使工作更省力、更方便。有的机械很简单，例如，钳子、扳手、螺丝刀等等；有的机械比较复杂，例如，缝纫机、车床、收割机等等。
观察思考
新知导入
“给我一个立足点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。”
——阿基米徳
1.知道杠杆的概念。
2.知道杠杆是一种模型，能准确找出杠杆的五要素。
3.知道根据题目要求，作出杠杆的力臂。
学习目标
下图中的工具工作时有什么共同特点？
一、认识杠杆
观察思考
新知学习
这些工具在使用时，有什么共同特点？
1. 受力的作用
2. 绕固定点转动
3. 比较坚硬
共同特征
铡纸刀
开瓶器
树枝剪
抽水机
观察思考
1.定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒称为杠杆。
注意:
（1）“硬棒” 是指在力的作用不发生形变。
（2）杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？
开瓶器
剪刀
扳手
铁钳
独轮车
指甲刀
观察思考
O
l1
2.杠杆五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用O表示。
（2）动力：使杠杆转动的力，用F1表示。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用F2表示。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，用l1表示。
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用l2表示。
l2
F1
F2
l2
l1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
1. 找出支点的位置
3. 从支点作动力、阻力作用线的垂线
2. 确定动力、阻力作用线
4. 标垂足，定力臂
二、力臂的画法
例1：如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力，线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB，AC⊥OB，线段______表示力F的力臂。
OA
O
L１
L２
Ｆ１
Ｆ2
例2：请画出下面各图中的力的力臂。
F2
F1
O
L1
L2
O
F1
L2
L1
F2
杠杆可以是直的，也可以是弯的
F1
F2
l1
l2
O
F1
F2
l1
O
l2
杠杆可以是直的，也可以是弯的
F1
F2
l1
l2
O
F1
F2
l1
l2
O
支点也可能在两力之外
F1
L1
o
F2
L2
l1
F1
l2
F2
Ｏ
第十章 机械与人
例3：如图所示，杠杆OA处于静止状态，l2是力F2的力臂，请在图中画出力F1的力臂L1和力F2的示意图。
认识杠杆
杠杆
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒
支 点(O)
动 力(F1)
阻 力(F2)
动力臂(l1)
阻力臂(l2)
杠杆的五要素
课堂总结
1.关于杠杆的五个要素,下列说法中正确的是( )
D
A.力臂一定在杠杆上
B.作用在杠杆上的动力、阻力的方向一定相反
C.力臂是从支点到力的作用点的距离
D.力的作用线通过支点时其力臂为零
课堂练习
2.如图所示，轻质杠杆在力、 的作用下（未画出）处于平衡状
态.为支点，为 的力臂，请在图中画出的力臂和 的示意图。
第十一章 简单机械
第1节 探究：杠杆的平衡条件 课时2
生活中的杆秤就是一个杠杆，是怎样使用的？
观察思考
新知导入
1.能完成“探究杠杆的平衡条件”的实验，能猜想杠杆平衡条件，并能通过
实验来验证猜想。
2.能分析生产生活中不同类别的杠杆，并能根据实际需要选择合适的杠杆。
3.体会我国古代在杠杆使用方面的智慧。
学习目标
知点
什么是杠杆的平衡？
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。
一、实验：探究杠杆的平衡条件
新知学习
杠杆的平衡条件：
杠杆平衡 杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。
【猜想】杠杆在满足什么条件下会保持平衡？
探究杠杆平衡的条件
【实验器材】
带有刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。
【实验过程】
1.调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
思考：为什么要调节在水平位置平衡？
保证力臂沿杠杆，便于测量力臂
2.杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。
3.改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验，并把数值记录在表中。
次数 动力F1 （钩码）/个 阻力F2 （钩码）/个 动力臂l1/格 阻力臂l2/格
1
2
3
4
3
4
4
3
6
4
2
3
4
2
2
4
2
2
2
2
【实验数据记录】
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
舂米
汲水
我国古代对杠杆的应用
二、杠杆的应用
我们身边有很多杠杆。例如，瓶盖起子、羊角锤、钓鱼竿等，观察这些杠杆，它们的动力臂和阻力臂有什么关系？
观察思考
羊角锤
瓶盖起子
钓鱼竿
1.省力杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。（L1>L2， F1大于
小于
(3)常见的省力杠杆：瓶盖起子、羊角锤起钉子、独轮车、钳子等。
省力杠杆的实例分析
F1
F2
o
o
F2
F1
剪刀相当于两个杠杆组合在一起
l2
l1
生活中的一些省力杠杆：
2.费力杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。动力作用点移动较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离。（L1F2）
大于
小于
(3)常见的费力杠杆：镊子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿、筷子夹菜、皮划艇的桨、扫帚扫地等。
费力杠杆的实例分析
o
F1
F2
F2
l1
l2
l2
l1
筷子相当于两个杠杆组合在一起。
人的右手与钓鱼竿接触处为支点。
o
F1
生活中的一些费力杠杆：
扫把
镊子
船桨
3.等臂杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。这样的杠杆既不省力也不费力。（L1=L2， F1=F2）
等于
等于
(3)常见的等臂杠杆：天平、定滑轮。
生活中的等臂杠杆：
托盘天平
跷跷板
杠杆的平衡条件
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
杠杆的应用
课堂总结
1．下列工具中，属于省力杠杆的是( )
A．夹邮票用的镊子
B．理发师修剪头发用的剪刀
C．剪铁丝用的钢丝钳
D．钓鱼用的鱼竿
C
课堂练习
2．如图所示，ＡＢ为一根质量不计的细棒，用绳在Ｏ处吊起，当Ａ、Ｂ两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡．若ＯＡ=0.8m，ＯＢ=0.4m，甲的重力为10N，则乙的重力为 N．
20
3.某实验小组在“研究杠杆平衡条件”实验中：
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂
l2/cm
1 2 5 1 10
2 3 10 2 15
3 2 30 3 20
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆右端的平衡螺母向 　左　 （选填“左”或“右”）调节；使杠杆在水平位置平衡的目的是 　便于测量力臂　 。
左
便于测量力臂
（2）实验探究：实验前将杠杆中点置于支架上，明明同学调节杠杆在水平位置平衡后，通过加挂不同数量的钩码分别改变力的大小，仍使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示。多次实验记录的数据如表所示。分析表中数据可得出杠杆平衡的条件是 　F1l1＝F2l2　 （用字母表示）。
F1l1＝F2l2
（3）本实验中多次测量的目的是　得到普遍结论　 。
得到普遍结论

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