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第十二章 简单机械
第1节 杠杆
人教版 物理 八年级 下册
1、认识杠杆，通过学习能准确找出杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
学习目标
2、通过实验探究，掌握杠杆的平衡条件，并能进行简单的计算
3、能够区分等臂杠杆、省力杠杆、费力杠杆
课前导入
一
杠 杆
观察下面图形，找出它们的共同特征。
它们的共同特征：都是绕着某一固定点转动
当你使用这些工具时，你就在使用杠杆了。
杠杆是最简单的机械之一。
1、定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
2、杠杆的特点：
① 硬
② 支点
③没有固定形状
一
杠 杆
杠 杆
O
l1
3、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
一
杠 杆
新知探究
判断下面画的力臂是否正确，错误的指出原因。
l
F
l
F
不是作用点到支点的距离
不是支点到作用线端点的距离
×
×
l
F
×
不是垂足到作用点的距离
l
F
√
4、力臂的画法：
①找支点O
②画力的作用线（力所在那条直线）
③作垂线 ，标垂足
④画括号，标符号
试一试：画出图中杠杆各力的力臂。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
新知探究
你还能举出杠杆的其他实例吗？并标出支点O、动力F1和阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2。
开瓶器
思考与讨论
F1
L1
o
F2
L2
新知探究
你还能举出杠杆的其他实例吗？并标出支点O、动力F1和阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2。
思考与讨论
L1
F1
L2
F2
Ｏ
杠杆
新知探究
你还能举出杠杆的其他实例吗？并标出支点O、动力F1和阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2。
思考与讨论
新知探究
羊角锤
1、杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止时，或做缓慢地匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。
在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态时一种非常重要的状态。
杠杆在满足什么条件时才会平衡？
二
杠杆的平衡条件
思考
杆 秤
设计实验：当杠杆平衡时，分别测出动力F1、阻力F2，动力臂l1、阻力臂l2。并多次改变力和力臂，获取多组数据，从而分析总结出杠杆的平衡条件。
实验器材：
带等分刻度的均质木尺、钩码、铁架台、弹簧测力计。
二
杠杆的平衡条件
实验操作：
（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
（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。
目的：①使杠杆的重力作用线通过杠杆支点，避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响。
②保证力臂沿杠杆，便于测量力臂。
（3）将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
调节方法：左低右调，右低左调。
（4）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。
（5）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
目的：使实验结论具有普遍性。
二
杠杆的平衡条件
二
杠杆的平衡条件
3、杠杆的平衡条件：
动力 X 动力臂 = 阻力 X 阻力臂
公式：
F1l1 = F2l2
例题 据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了根长度为12m的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数F1为200N。测得l1为6m，l2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。
O
l1＝6m
l2＝4cm
F1＝200N
F2
例题：
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×6m
0.04m
＝3×104N
m
=
F2
g
=
10N/kg
3×104N
=3×103kg＝3t
=
G
g
三
生活中的杠杆
请仔细观察，我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？
1、省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。即：
l1＞l2 F1＜F2
羊角锤
核桃夹
特点：省力但费距离。
省力杠杆
三
生活中的杠杆
若克服的阻力较大时，要用省力杠杆。
省力杠杆
2、费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。即：
l1＜l2 F1＞F2
火钳
镊子
特点：费力但省距离。
费力杠杆
三
生活中的杠杆
物体离支点远
费力杠杆
3、等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆。即：
l1=l2 F1=F2
天平
跷跷板
三
生活中的杠杆
等臂杠杆
三
生活中的杠杆
下列哪些是费力杠杆？哪些是省力杠杆？
如图，赛艇中的船桨也是一种杠杆，但属于费力杠杆。
划船时船桨的轴是不动的，轴的位置是支点。手加在桨上的动力比水对桨的阻力大，但是手只要移动较小的距离，就能使桨在水中移动较大的距离。
赛艇的桨是杠杆
三
生活中的杠杆
本节小结
杠杆能
杠杆
生活中的杠杆
定义： 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒
等臂杠杆：l1=l2 F1=F2
杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止时，或做缓慢地匀速转动时，我们就说杠杆平衡
杠杆五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
杠杆的平衡条件：动力 X 动力臂 = 阻力 X 阻力臂
省力杠杆：l1＞l2 F1＜F2
杠杆的平衡条件
公式：F1 l1 = F2 l2
费力杠杆：l1＜l2 F1＞F2
巩固练习
1.如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长为40cm，AC长为30cm。室外机的质量为36kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处钉受到的水平拉力F为________N（支架重力忽略不计）。为了安全，从力学角度分析，室外机的位置应尽量________（填“靠近”或“远离”）墙壁。
2、如图是吊车起吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起。下列说法正确的是（ ）
D
A、吊臂是一 省力杠杆，但要费距离
B、吊臂是一 费力杠杆，但可以省功
C、匀速提起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小
D、匀速提起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小
巩固练习
3.如图所示，轻质杠杆AOB以O为支点，AB=3OB，物体C重800N，底面积为 ，在杠杆A端与物体C的上表面中点用一根轻质硬棒连接。当在B端用50N的动力F竖直向上拉时，杠杆在水平位置平衡，该杠杆为______杠杆，此时物体C对水平地面的压强是______Pa。
巩固练习
4、如图所示，一轻质杠杆OB可以绕O点无摩擦转动，B段用绳子系在竖直墙面上，在杠杆的A点悬挂一重为20N的物体，杠杆处于水平静止状态，已知OB长为50cm，OA长为30cm，∠B=30°。
巩固练习
（1）请在图中画出绳子对杠杆拉力F1的力臂
（2）拉力F1的大小是多少
（1）如图，绳子对杠杆拉力F1的力臂为l1 。
巩固练习
答：拉力F1的大小是24N。
（2）根据几何知识知：
动力OD=OB/2=50cm/2=25cm
阻力臂OA=30cm
根据杠杆的平衡条件： F1 l1 = F2 l2得：F1X25cm=20NX30cm
得：F1 =24N
5.探究杠杆的平衡条件。
（1）杠杆静止时如图甲所示，将平衡螺母向______调节，让杠杆在水平位置平衡；（2）如图乙所示，在A处悬挂三个钩码，用弹簧测力计在B处竖直向下，将杠杆拉至水平平衡，测力计的拉力为______N（每个钩码重为0.5N）；（3）如果将弹簧测力计沿图乙中的虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，测力计拉力和对应力臂的乘积将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
巩固练习

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