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第十一章 简单机械和功
杠杆
滑轮
功
功率
机械效率
1.知道什么是杠杆
2.理解力臂的概念，会画力臂
3. 通过实验探究杠杆的平衡条件，会用杠杆平衡条件解决问题
4.了解杠杆的应用，能对杠杆进行分类
你能借助于上面工具将它拔出来吗？
用什么方法最省力，方便？
一块木板上钉了一根铁钉，你能用手将它拔出来吗？
杠杆
在力的作用下绕某一固定点转动的硬棒,在物理学中叫做杠杆。
杠杆的五要素
支点：
动力：
阻力：
动力臂：
阻力臂：
杠杆绕着转动的点 O
使杠杆转动的力 F1
阻碍杠杆转动的力 F2
从支点到动力作用线的距离 L1
从支点到阻力作用线的距离 L2
F1
F2
L1
L2
O
关于杠杆五要素的几点说明：
① 支点一定在杠杆上，力臂不一定在杠杆上；
② 动力、阻力一定作用在杠杆上，且力的作用效果正好相反；
——支点在中间，两个力反向；
——支点在一端，两个力同向
③ 动力臂与阻力臂之和可以大于、小于或等于杠杆长。
例：关于杠杆，下列说法中正确的是（　　）
A．杠杆一定是一根直的硬棒
B．杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C．作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反
D．力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
D
A B
C D
瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，小明用所学知识画了四幅杠杆示意图，正确的是（　　）
C
画力臂的步骤:
1 找“点”
2 画“线”
3 作垂线段
4 标符号
如何画力臂？
例. 杠杆AO在力F1、F2的作用下处于静止状态，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。
例. 已知轻质杠杆AB 在水平位置静止，作出物体C 所受重力的示意图以及拉力F 的力臂 L。
例. 下列关于杠杆的说法中，正确是（ ）
A、杠杆只可以是直的
B、杠杆一定有支点
C、杠杆的支点可以不在杠杆上
D、杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和
B
例. 作出图中铡刀使用中的两个力臂，并标明L1和L2。
“只要给我一个支点，我就可以撬动地球.”
杠杆的平衡：
杠杆处于静止状态或匀速转动状态
探 究 杠 杆 的 平 衡 条 件
1.需要哪些实验器材？
铁架台、杠杆、钩码、弹簧测力计、刻度尺
使杠杆在水平位置平衡，
便于在杠杆上直接读出力臂的大小
2.实验时A、B两图中的杠杆处于静止状态, 采用哪个？
3.在实验前,是否也要调节杠杆在水平位置平衡
实验前，使杠杆在水平位置平衡，为了避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响。
A
B
实验步骤：
1.调节杠杆在水平位置平衡.
2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数.
3.（1）保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量;
（2）保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置;
（3）保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置.
探究杠杆的平衡条件
实验序号 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 2 5 1 10
2 2 10 2 10
3 4 5 1 20
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
F1 × L1=F2 × L2
杠杆的平衡条件
实验前避免杠杆自身重力对实验的影响
注意:通常杠杆要在 平衡
水平位置
好处：
实验时便于从杠杆上直接测量力臂
若实验中，若杠杆右端下降，则应将左端的平衡螺母向 调节，右端的平衡螺母向 调节。
平衡螺母的作用？
左
左
（1）
（2）
调节杠杆在水平位置平衡
例.如图所示，是“探究杠杆平衡条件”的装置图。
（1）实验前为方便测量力臂长度，应将杠杆调节到　 　平衡，如果杠杆的左端向下倾斜，平衡螺母应向　 　端调节。
（2）实验记录的数据如表所示，收集多组数据的目的是　 　；实验得到的结论是　　 （用字母表示）．
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 0.5 10 1 5
2 0.5 15 1.5 5
3 1.5 20 3 10
4 2 20 4 10
水平位置
右
避免偶然性，得到普遍规律
F1 l1＝F2 l2
（3）图中杠杆处于平衡状态，每个钩码受到的重力是0.5N，则弹簧测力计竖直向下的拉力是 N；拉着弹簧测力计，逐渐向右倾斜，并保持杠杆平衡，弹簧测力计的示数将 。
2
变大
例.有一根米尺,在中点支起,两边挂上砝码后,恰能平衡在水平位置,如图．那么,在下列几种情况下,还能使米尺保持平衡的是 （ ）
A．左右两边的砝码各减少一个
B．左、右两边的砝码各向里移动1格
C．左右两边的砝码各减少一半
D．左右两边的砝码各向外移动1格
C
例.如图所示的轻质杠杆，OA = 2OB，物重为 40N，在力F作用下，杠杆保持平衡。那么F 大小是多少？
如图所示为使杠杆平衡，F1、F2、F3 三次分别作用在A点，其中______最小。
最小力的作图与计算
如何找最小的力
力臂最长时 对应力最小
F2
F1 × L1 = F2 × L2
例：如图所示，一根粗细均匀的轻质长棒AB，用细绳在O点处将其悬挂起来，在C点处挂一重物，若要在杠杆上施加一最小力F，使杠杆在图示位置平衡，应怎样做？画出F的示意图。
题型1：在指定点施加力，使这个力最小
题型2：没有明确在哪一点施加力
如图所示，O为杠杆的支点，在杠杆的右端挂一重为 G 的物体，第一次在力 F1 的作用下，杠杆在水平位置平衡。第二次在力 F2 的作用下，杠杆仍在原位置保持平衡。则（　　）
A．F2＞F1＞G
B．F1＝F2＝G
C．F1＜F2＝G
D．F1＞F2＝G
A
若L1＞L2，则 F1 F2
＞
＝
＜
省力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
小结：
判断杠杆的类型，就是比较动力臂和阻力臂的大小
杠杆的分类
若L1= L2，则 F1 F2
若L1＜L2，则 F1 F2
杠杆的分类
省力杠杆
省力、费距离
费力杠杆
费力、省距离
等臂杠杆
不省力、不省距离
思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？
使用费力杠杆有什么好处？
生活 物理 社会
理发
修树枝
剪刀
裁衣
剪铁皮
生活 物理 社会
人体中的杠杆：
人的头颅 ——等臂杠杆
人的手臂 ——费力杠杆
走路时的脚——省力杠杆
省力杠杆
等臂杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
O
l1=9m
l2=7cm
F1=200N
F2
杠杆的平衡条件应用
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.07m
= 2.57×104 N
m
=
F2
g
=
10N·kg—1
2.57×104 N
=2.57×103kg = 2.57t

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