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第十二章 简单机械
第1节 杠杆
义务教育教科书 物理 八年级 下册
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
一、杠杆的概念
钢丝钳
杆秤
瓶盖起子
道钉撬
火钳
独轮车
杠杆是最简单的机械之一
动力
阻力
支点
动力
阻力
支点
二、杠杆五要素
O(支点)
F1(动力)
F2(阻力)
l2(阻力臂)
l1(动力臂)
杠杆绕着转动的固定点
支点到动力作用线
的垂直距离
支点到阻力作用线
的垂直距离
使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
动力作用线
阻力作用线
l2
l1
B
F2
O
F1
A
作力臂的方法：
1.找支点
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.垂足，画力臂
F2
B
O
A
F1
三、画杠杆力臂
画出图中杠杆各力的力臂。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
例
1.如图所示，用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆，如果不计自重，在图中，能正确表示瓶起子工作示意图的是（　　）
A
B
C
D
B
练一练
2.画出动力臂和阻力臂。
支 点(O )：杠杆绕着转动的点。
动 力(F1)：促使杠杆转动的力。
阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力。
动力臂(l1)：从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂(l2)：从支点到阻力作用线的垂直距离。
(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线)
F1
F2
l1
o
l2
小结
【提出问题】
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？
【猜想假设】
假设一：
假设二：
F1 · l1=F2 · l2
四、探究杠杆的平衡条件
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。
F1
=
l1
F2
l2
次数 动力F1 /N 阻力F2 /N 动力臂l1/m 阻力臂l2 /m
1
2
3
4
5
6
【设计表格】
【实验步骤】
调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
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。
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。
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记录在表格中。
实验要点：
1.实验前调节平衡螺母使杠杆在__________位置平衡，左边高向_____调，右边高向_____调；实验过程中__________(选填“能”或“不能”)调节平衡螺母
2.实验前使支点处于杠杆中点的目的(避免_________________对实验结果产生影响)
3.实验中，调节杠杆在水平位置平衡的目的(_________________)
4.进行多次实验的目的：
减小偶然性对实验结果的影响，使__________________________________
水平
左
右
不能
杠杆自重
便于测量力臂
结论具有普遍性
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
结论：
F1 · l1=F2 · l2
一位物理老师利用杠杆定理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如右图）。测量是利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。吊钩固定点O为支点。弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂l1为9m，阻力臂l2为6cm。若不计槽钢和铁笼的质量，请你估算大象的质量。(g取10N/kg)
例
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.06m
=3×104N
m
=
F2
g
=
10N/kg
3×104N
=3×103kg = 3 t
如图所示，杠杆处于水平位置平衡。若将两边所挂的钩码各减去一个，杠杆将（　　）
A．仍继续保持水平平衡
B．右端上升，左端下降
C．右端下降，左端上升
D．无法确定杠杆的运动状态
C
练一练
1．如图所示，轻杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。现将动力的方向改为沿虚线方向，若仍使杠杆在水平位置保持平衡，则（　　）
A．动力臂增大，动力增大
B．动力臂增大，动力减小
C．动力臂减小，动力减小
D．动力臂减小，动力增大
D
随堂训练
2.活塞式抽水机是农村经常使用的取水设备，图中AOB部分工作时可以看做杠杆，请你画出F1的力臂。
l1
活动：请每个小组3名同学每人画一个图，标出图中杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
你认为图中的杠杆可以分成几类？每一类杠杆分别有什么特点？
F1
O
l1
l2
F2
F2
O
F1
l2
F2
F1
l2
l1
O
F1
F2
动力臂l1
阻力臂l2
由 F1l1=F2l2
∵l1 ＞l2
∴F1＜ F2
动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆。
O
省力杠杆
使用省力杠杆，虽然省了力，但却费了动力作用点移动的距离。
由 F1l1=F2l2
∵l1 ＜ l2
∴F1 ＞ F2
动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，是费力杠杆。
费力杠杆
使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。
动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，是等臂杠杆。
托盘天平
物理天平
等臂杠杆
杠杆的分类 特点概念 实 例
省力杠杆 省力费距离，l动 大于 l阻 1、用开瓶器开瓶盖
2、用钳子夹钢丝
3、用羊角锤拔钉子
费力杠杆 费力省距离，l动 小于 l阻 4、用镊子夹砝码
5、用筷子夹东西
等臂杠杆 不费力也不省距离， l动 等于 l阻 6、天平
7、跷跷板
小结
下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（ ）
A．启瓶器
B．切纸铡刀
C．食品夹
D．羊角锤
C
练一练

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