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第六章 力和机械
第5节 杠杆
人类很早以前就学会使用杠杆了。丽辉煌的咸阳宫曾蔚然矗立于八百里秦川。司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。下图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。你能讲出其中的道理吗？
新知导入
1.认识杠杆，了解关于杠杆的五要素。
2.通过实验，探究杠杆的平衡条件。
3.知道杠杆的分类及作用。
学习目标
1.杠杆的定义：
物理学中，把在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆。
生活中还有哪些例子用到了杠杆呢？
知识点一：杠杆
新知学习
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
2.杠杆五要素
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)
杠杆五要素
动力F1
阻力F2
O
动力臂
阻力臂
（1）确定支点。
（2）确定动力作用线以及阻力作用线。
（3）由支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离即为力臂。
3．力臂的画法
练一练：画出图中杠杆各力的力臂。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
杠杆的平衡条件：
杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。
【猜想】杠杆在满足什么条件下会保持平衡？
探究杠杆平衡的条件
【实验器材】
带有刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。
知识点二：探究杠杆的平衡条件
【实验过程】
1.调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
思考：为什么要调节在水平位置平衡？
保证力臂沿杠杆，便于测量力臂
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。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。
3.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。
4.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。
次数 动力F1 （钩码）/个 阻力F2 （钩码）/个 动力臂l1/格 阻力臂l2/格
1
2
3
4
3
4
4
3
6
4
2
3
4
2
2
4
2
2
2
2
【实验数据记录】
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
例题
假如图中大人所受的重力大小为 750 N，小朋友所受的重力大小为250 N。当大人坐在离跷跷板的转轴0.5 m 处时，小朋友应该坐在哪里才能使跷跷板水平平衡？
根据杠杆平衡的条件F1l1＝F2l2 ，得
解：
l1
=
F2l2
F1
=
750N×0.5 m
250N
=1.5m
答：小朋友应该坐在离跷跷板的转轴1.5 m处。
F1
O
l1
l2
F2
F2
O
F1
l2
F2
F1
l2
l1
O
l1
仔细观察这些杠杆的动力臂和阻力臂有什么不同？
动力臂、阻力臂的长短不同
知识点三：杠杆的分类及应用
特点：动力臂大于阻力臂，省力费距离。
动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。
l1 ＞ l 2 F1＜F2
1.省力杠杆
省力杠杆的实例分析
F1
F2
o
o
F2
F1
剪刀相当于两个杠杆组合在一起。
l2
l1
特点：费力但省距离。
l1 ＜ l2 F1＞F2
动力臂小于阻力臂的杠杆是省力杠杆。
2.费力杠杆
o
F1
F2
F2
l1
l2
l2
l1
筷子相当于两个杠杆组合在一起
人的右手与钓鱼竿接触处为支点
o
F1
费力杠杆的实例分析
l1= l2 F1 =F2
动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆。
3.等臂杠杆
o
F1
F2
特点：既不省力也不费力。
4. 人体中的杠杆
F1
F2
O
抬头
杠杆的支点在脊柱顶端。
杠杆
杠杆
在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒）
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
F1l1=F2l2
杠杆的分类
省力杠杆
l1 ＞l2 ，F1＜ F2
费力杠杆
l1 ＜l2 ，F1＞ F2
等臂杠杆
l1 =l2 ， F1= F2
课堂小结
1.如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、AC⊥OB。线段______表示力F的力臂。（选填“OA”或“AC”）
OA
课堂练习
l
G
2.作图，图中力 F 作用在杠杆的 A 端，画出它的力臂和石块所受重力的示意图。
3.现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂（　　）个钩码。
A．1
B．2
C．3
D．4
C
4.如图所示的杠杆，在水平位置上处于平衡状态，不计杠杆自重，物体M重80 N，lOA = 0.8 m，lOB = 0.4 m，求：物体N受到的重力。
答：物体N受到的重力为160 N。
O
B
A
M
N
根据杠杆平衡条件可得：GM×lOA = GN×lOB
代入数据可得：GN = 160 N
解：杠杆受到的拉力大小等于物体受到的重力。

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