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给我一个支点，我就能撬起地球。
——阿基米德
第十二章 简单机械 第１节
杠 杆
人教版八年级物理下册
杠 杆
请观察下列图片，看看它们有哪些共同特征？
羊角锤
镊子
撬棒
跷跷板
它们为什么会动？
杠 杆
杠 杆
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。
杠 杆
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。
杠 杆
注意：硬棒可以是直的，也可
以是弯曲的，即硬棒可
以是各种各样的形状。
杠 杆
杠杆的五要素
③阻力
②动力
①支点
O
F1
F2
支点：杠杆绕着转动的固
定点，用 O 表示。
动力：使杠杆转动的力，
用 F1 表示。
阻力：阻碍杠杆转动的力，
用 F2 表示。
杠杆的五要素
③阻力
②动力
①支点
F1
F2
注意：动力、阻力都是杠杆受到的力，所以力的作用点在杠杆上。
O
杠杆的五要素
F1
O
F2
F1
杠杆的五要素
O
F2
F1
杠杆的五要素
O
F2
F1
杠杆的五要素
F1
F2
动力臂：从支点O 到动力
F1 作用线的距离，
用l1 表示。
阻力臂：从支点O 到阻力
F2 作用线的距离，
用l2 表示。
O
杠杆的五要素
O
F1
F2
动力作用线
阻力作用线
l1
l2
力的作用线：通过力的作用点，沿着力的方向所引的直线。
杠杆的五要素
画力臂的方法：
1.找支点O；
2.画力的作用线(虚线)；
3.画力臂(虚线，从支点向力的作用线作垂线)；
4.标力臂(大括号或背向箭头)。
注意：力臂不一定在杠杆上。
杠杆的五要素
O
F1
F2
l1
l2
支 点 （O ）
动 力 （F1）
阻 力 （F2）
动力臂 （l1 ）
阻力臂 （l2 ）
杠杆的五要素
杠杆的平衡条件
在使用杠杆时，杠杆处于静止状态或缓慢匀速转动状态，就说杠杆平衡了。
【提出问题】杠杆平衡时，动力、阻力、动力臂和阻力臂之间满足什么关系呢？
【猜想与假设】
（1）F1+L1=F2+L2
（2）F1–L1=F2–L2
（3）F1/L1=F2/L2
（4）F1 · L1=F2 · L2
杠杆的平衡条件
实验：探究杠杆的平衡条件
【提出问题】杠杆平衡时，动力、阻力、动力臂和阻力臂之间满足什么关系呢？
【猜想与假设】
（1）F1+L1=F2+L2
（2）F1–L1=F2–L2
（3）F1/L1=F2/L2
（4）F1 · L1=F2 · L2
杠杆的平衡条件
【设计实验】
需测量的物理量
实验器材
实验步骤
F1 L1 F2 L2
实验室杠杆
铁
架台
钩码
平衡螺母
杠杆的平衡条件
【设计实验】
F1
F2
G
G
LG=0
LG≠0
√
杠杆的支点通过杠杆的重心可以消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响。
F1`
F2`
杠杆的平衡条件
【设计实验】
杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，读出力臂的长度。
10
15
√
杠杆的平衡条件
【设计实验】
当杠杆左边抬高时，杠杆两边的平衡螺母都向左调。
当杠杆右边抬高时，杠杆两边的平衡螺母都向右调。
（哪边高往哪边调）
平衡螺母
杠杆的平衡条件
【设计实验】
实验步骤：
1.将杠杆中点挂在支架上，调节两端平衡螺母使其水平平衡。
注意：实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。
2.杠杆两侧某一位置各挂一定数目的钩码，移动位置或增减钩码个数使其水平平衡，读出此时F1 L1 F2 L2 。
注意：（1）挂钩码后，不能再动平衡螺母。
（2） 读数时，仍要求杠杆处于水平平衡状态，以便直接读出力臂长度。
3.重复步骤2两次，进行多次实验。
杠杆的平衡条件
【进行实验，收集数据】
（每个钩码质量为50g，重0.5N）
次数 动力F1 /N 动力臂l1 /m 阻力F2 /N 阻力臂l2 /m
1
2
3
…
杠杆的平衡条件
【进行实验，收集数据】
（每个钩码质量为50g，重0.5N）
次数 动力F1 /N 动力臂l1 /m 阻力F2 /N 阻力臂l2 /m
1 0.5 0.1 1 0.05
2 1 0.15 1.5 0.1
3 2 0.05 0.5 0.2
…
0.05N·m
0.05N·m
0.15N·m
0.15N·m
0.1 N·m
0.1 N·m
杠杆的平衡条件
【得出结论】
杠杆的平衡条件:
动力 X 动力臂＝阻力 X 阻力臂
这就是阿基米德发现的杠杆原理。
F1 · l1 ＝F2 · l2
生活中的杠杆
动力Ｆ１
阻力Ｆ2
羊角锤
阻力臂L2
动力臂L1
0
根据 F1L1=F2L2
因为 L1 > L2
所以 F1 < F2
即 动力 < 阻力 ，
可以省力
生活中的杠杆
羊角锤
1.若l1>l2，杠杆为省力杠杆。
特点：省力但要费距离。
l1
F1
l2
F2
Ｏ
∟
∟
镊子
生活中的杠杆
根据 F1L1=F2L2
因为 L1 < L2
所以 F1 > F2
即 动力 > 阻力 ，
会费力。
生活中的杠杆
镊子
1.若l1>l2，杠杆为省力杠杆。
特点：省力但要费距离。
2.若l1特点：省距离但要费力。
l1
F1
l2
F2
Ｏ
∟
∟
天平
生活中的杠杆
根据 F1L1=F2L2
因为 L1 = L2
所以 F1 = F2
即 动力 = 阻力
生活中的杠杆
天平
1.若l1>l2，杠杆为省力杠杆。
特点：省力但要费距离。
2.若l1特点：省距离但要费力。
3.若l1=l2，杠杆为等臂杠杆。
特点：不省力也不费力。
判断杠杆的类型，实际就是比较力臂的大小关系。
生活中的杠杆
在实际使用时，应根据具体要求来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆；当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆；又省力又省距离的杠杆是不存在的。
杠杆平衡条件的应用
开瓶时使用的开瓶器，可以简化成不计重力的杠杆，O为支点。若动力F1 和阻力F2 都与杠杆垂直，且AO=6cm，BO=1cm，F1=25N，求F2的大小并判断此杠杆属于什么杠杆？
F2
F1
Ｏ
B
A
已知： AO=6cm，BO=1cm，F1=25N，求F2 。
解：根据杠杆平衡条件得： F1 L1=F2 L2
即 F1 ×AO=F2 ×BO
25N×6cm=F2×1cm
F2=150N
因为动力臂大于阻力臂，判断杠杆为省力杠杆。
l1
l2
学到了什么？
什么是杠杆？
杠杆平衡时，需满足什么条件？
杠杆平衡条件的应用
知识应用
实践作业
找一找：身边都有哪些物体是杠杆？它们是省力杠杆？等臂杠杆？还是费力杠杆？
再 见

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