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(共30张PPT)
第十二讲　简单机械
第1节　杠　杆
新课标·考点通
本讲主要考点 课标要求 安徽考情分析
1.杠杆作图 2.探究杠杆的平衡条件 3.杠杆平衡条件的应用 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件 ◆2025年：杠杆平衡条件的应用，2分
◆2024年：杠杆平衡条件的应用，2分
◆2023年：杠杆平衡条件的应用，2分
◆2022年：探究杠杆的平衡条件，4分
◆2021年：杠杆平衡条件的应用，8分
1.定义：在力的作用下能绕　 　点转动的硬棒。
2.杠杆五要素
杠杆
　固定　
杠杆绕着转动的固定点叫做　 　，用字母O表示；使杠杆转动的力叫做　 　，用字母F1表示；阻碍杠杆转动的力叫做　 　，用字母F2表示；从支点到　 　的距离叫做动力臂，用字母l1表示；从支点到　 　的距离叫做阻力臂，用字母l2表示。
　阻力作用线　
　动力作用线　
　阻力　
　动力　
　支点　
考点1
考点知识梳理
易错警示　支点一定在杠杆上，但力臂不一定在杠杆上。动力和阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆转动的方向相反。
1.杠杆平衡
(1)杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力的作用下处于 __　状态或　 　状态。
(2)平衡条件：　 (用字母表示)。
　匀速转动　
杠杆的平衡条件 (5年5考)
静止
考点2
F1l1＝F2l2　
2.杠杆的分类
(1)省力杠杆(l1　 　l2，F1＜F2；省力费距离)。
(2)费力杠杆(l1　 　l2，F1＞F2；费力省距离)。
(3)等臂杠杆(l1　 　l2，F1＝F2；不省力，不费距离)。
　＝　
　＜　
　＞　
教材变式练
垃圾分类，从你我做起。图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，图乙是该垃圾桶上两个杠杆组合的示意图。由图乙可知，桶中有两根杠杆在起作用，以 为支点的杠杆是省力杠杆，以　 　为支点的杠杆是费力杠杆。(均填字母)
　E　
B
例1　[2025·山东]小明使用筷子夹菜时，发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析，如图所示。以下选项错误的是( )
理解杠杆实质
D
重难考点精讲
考点1
A.F1为动力 B.l1为动力臂
C.F2为阻力 D.l2为阻力臂
例2　[2025·四川凉山州]如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全地取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
答案：如图所示
画出最小力的示意图的方法
(1)如何找
到最长的
力臂
(2)如何确
定最小力
的方向
(3)画出最小
力示意图
考点2
杠杆平衡条件的应用
例3　[2025·天津]下图为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板，连着踏板的金属杆绕O点转动，推动活塞挤压刹车油，此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。不计金属杆自重及摩擦，请解答下列问题：
(1)图中画出了杠杆的动力F1和阻力F2，其中正确的是图
　 　。
(2)若动力F1为300 N，动力臂与阻力臂之比为5∶1，则阻力F2＝　 　N。
　1500　
　乙　
【解析】(1)动力F1是驾驶员踩踏板的力，垂直踏板向下；阻力F2是活塞对金属杆的作用力，方向与活塞运动方向相反，即向右，故正确的是题图乙。(2)根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得，F2＝＝1500 N。
变式训练　[2025·合肥包河区一模]如图1所示，甲、乙两同学用长1.6 m粗细均匀的轻质木杆抬水。水和水桶总重为300 N，水桶挂在视为水平木杆的A处且距离甲同学的肩膀(B处)为1.0 m，则甲同学抬水时所用力的大小为　 　N。(不计木杆重力，两位同学各自对木杆的力的作用点之间的距离可近似认为是1.6 m，且可将轻质木杆看成图2中的杠杆)
　112.5　
利用杠杆平衡条件解决实际问题的步骤
(1)分析受力情况，构建杠杆模型。
(2)画出杠杆示意图，在图中标明支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
(3)根据已知条件，利用杠杆平衡条件分析求解。
例4　如图甲所示，轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的中点处悬挂重物G，在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F，使杠杆保持水平平衡。
(1)如图甲中a所示，保持力F方向始终垂直于杠杆，将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，则力F将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图甲中b所示，保持力F方向始终竖直向上，将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，则力F将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
　不变　
　变小　
(3)如图乙所示，重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施加一水平力F，将木棒沿逆时针方向缓慢转动，则力F将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
　变大　
【解析】(1)转动过程中，G的大小不变，G的力臂变小，F的力臂不变，由FlF＝GlG可得，F＝，变小。(2)转动过程中，G的大小不变，G的力臂变小，F的力臂变小[根据数学知识(相似三角形)可知，的值不变]，由FlF＝GlG可得，F＝，不变。
(3)转动过程中，G的大小不变，G的力臂变大，F的力臂变小，由FlF＝GlG可得，F＝，变大。
杠杆的动态分析步骤
(1)分析动力臂的变化。
(2)分析阻力和阻力臂的变化。
(3)根据杠杆平衡条件，分析动力变化，从而得出动力大小的变化情况。
例5　[2025·合肥瑶海区一模]如图所示，质量分布均匀的长方体，高AD＝0.8 m，底面宽AB＝0.6 m，重G＝800 N，竖直放在水平地面上。若在C点用一个力F使A点稍微离开地面，则在C点施加最小的力F为　 　N。
　300　
实验突破·分层
实验　探究杠杆的平衡条件
(2022版课标必做实验；2022.19)
考点串 — 实验前的调节 — 实验时的操作 — 数据处理
— 得出结论 — 拓展应用
1.实验目的：探究杠杆平衡时力和力臂的关系。
2.实验器材：杠杆、钩码若干、铁架台、细线。
3.实验操作：
(1)将杠杆悬挂在铁架台上，调节杠杆两端平衡螺母，使杠杆处于　 　位置平衡(左高左调，右高右调)。
(2)在支点两侧悬挂适当数量的钩码，并调整钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡，记录动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2。
(3)改变钩码数量和它们离支点的距离，使杠杆重新在水平位置平衡，并记录得到的数据。
　水平　
4.实验结论：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2。
5.实验讨论：
(1)实验前将杠杆调到水平位置平衡的目的是排除_______
_______对实验的影响。
(2)挂上钩码后将杠杆再次调到水平位置平衡的目的是便于
　 　。
(3)若实验中发现杠杆未平衡，不能通过调节平衡螺母使杠杆达到平衡。
　测量力臂　
杠杆自身重力　
能力突破练
[2025·四川乐山改编]要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程(实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等)：
◆ 基础设问 ◆
猜想与假设
(1)如图甲(a)所示的是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与　 　有关。
(2)如图甲(b)所示，用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与　 　有关。
　力臂的大小　
　力的大小　
获取与处理信息
(3)[杠杆调节]如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　 　(选填“左”或“右”)端调节。
(4)如图丙所示，调平后在A点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂　 　个钩码。若规定A点处的力为动力，则此时的杠杆属于　 　杠杆。
　省力　
　6　
　左　
分析与论证
(5)[实验结论]通过多次实验测得数据并分析数据，可以得出杠杆的平衡条件为　 　(填字母)。
A.动力×动力臂＝阻力×阻力臂
B.动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂
　A　
◆ 能力设问 ◆
交流、评估与反思
(6)[结论应用]根据实验结论，为使杠杆满足图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至　 　(填序号)位置。
　③　
谢谢观看

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