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第2课时
杠杆的分类及应用
第11章 机械与功
第1节 杠杆
教科·八年级物理下册
预习检测
1. 省力杠杆的动力臂______阻力臂，____省力，但____距离。
2. 费力杠杆的动力臂______阻力臂，______省力，但____距离。
3. 等臂杠杆的动力臂______阻力臂，不省力也不不省距离。
大于
能
费
小于
不能
省
等于
交流导入
这些杠杆在正常使用时，哪个省力？哪个费力？
费力
省力
省力
分析这些杠杆的五要素，你发现了什么？
你能否根据杠杆的平衡条件，比较简便地判断出一个杠杆是省力还是费力？
探究新知
知识点1 杠杆的分类
根据支点相对于动力与阻力作用线的位置关系，杠杆可以分为三类。
杠杆的分类
省力杠杆：动力臂>阻力臂
费力杠杆：动力臂<阻力臂
等臂杠杆：动力臂=阻力臂
省力杠杆：动力臂>阻力臂
力臂的大小关系：L1 > L2
力的大小关系：F1 < F2
力的作用点移动距离的关系：动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离
特点：省力费距离
应用：撬棒、开瓶器、钢丝钳、羊角锤等
费力杠杆：动力臂<阻力臂
力臂的大小关系：L1 < L2
力的大小关系：F1 > F2
力的作用点移动距离的关系：动力作用点移动的距离小于阻力作用点移动的距离
特点：费力省距离
应用：镊子、筷子、钓鱼竿、划船等
等臂杠杆：动力臂=阻力臂
力臂的大小关系：L1 = L2
力的大小关系：F1 = F2
力的作用点移动距离的关系：
动力作用点移动的距离等于阻力作用点移动的距离
特点：既不省力也不省距离
应用：天平、定滑轮等
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂的 大小关系
力的大小关系
特点 省力但费距离 费力但省距离 既不省力也不省距离
（1）根据力臂的大小关系判断；
（2）从使用目的和效果进行判断：阻力很大时，通常使用省力杠杆；有时阻力不大，使用杠杆是为了省距离，就要使用费力杠杆。
归纳小结
L1
L2
>
F2
F1
<
L1
L2
<
F2
F1
>
L1
L2
=
F2
F1
=
人体中的杠杆
点击播放
人的许多动作都是通过人体中精妙的杠杆来完成的。
我国古代的杠杆
杠杆在我国古代有许多巧妙的应用。
点击画面播放
舂
桔槔
练习
某学校劳动教育课堂上，四位同学用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示，其中属于使用费力杠杆的是（ ）
A. 锄地时举起锄头
B. 羊角锤拔钉子
C. 园艺剪修剪树枝
D. 钢丝钳剪铁丝
A
例1 如图，轻质杠杆处于平衡状态，将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（ ）
A. 杠杆仍能平衡
B. 杠杆不能平衡，右端下沉
C. 杠杆不能平衡，左端下沉
D. 无法判断
知识点2 杠杆的综合应用
判断杠杆的状态
C
<
<
>
左
杠杆平衡的判断方法
例2 如图所示，一根质地均匀的木杆可绕 O 点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力 F，使木杆从 OA 位置匀速转到 OB 位置的过程中，力 F 的大小将（ ）
先变大，后变小
先变小，后变大
一直是变大的
D.一直是变小的
判断动力大小的变化
A
变大
变小
解答此类题的关键是明确动力臂和阻力臂的变化。可以选取杠杆转动过程中的几个特殊位置，分别作出转动前、后的动力臂和阻力臂然后根据杠杆的平衡条件进行比较和判断。以杆的自重为阻力的杠杆模型较为常见，在杆转动过程中，重力不变，但其力臂通常是变化的。
解题通法
研究指甲剪
仔细观察如图所示的指甲剪，可以发现它是由几个杠杆组合起来的，你能画出指甲剪的杠杆结构示意图吗？请试试看。
指甲剪是由三个杠杆组成的，如图所示。
杠杆ABC中，C是支点，动力臂大于阻力臂，
所以是省力杠杆。
杠杆OBD 中，O是支点，阻力作用于
D点，动力作用于B点，因此动力臂小于阻力臂，
是费力杠杆。
杠杆OED 中，O是支点，阻力作用于D点，动力作用于E点右侧，因此动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
1. 比较图中普通剪刀、铁皮剪刀和理发剪刀的不同，请说明各自的特点。
自我评价
三把剪刀的支点均在中轴上。
普通剪刀前后段等长，所以它是一个等臂杠杆，既不省力也不省距离；
铁皮剪刀前短后长，是一个省力杠杆，费距离；
理发剪刀前长后短，是一个费力杠杆，省距离。
普通剪刀
铁皮剪刀
理发剪刀
2. 如图，用一个始终水平向右的力 F，把杠杆 OA 从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力 F 的大小将（ ）
变大
不变
变小
不能确定
A
3. 如图所示，用细线将质量可忽略不计的杠杆
悬挂起来，把质量为 0.3 kg 的物体 A 用细线悬挂在杠杆的 C 处，质量为 0.5 kg 的物体 B（B不溶于水）用细线悬挂在杠杆的 D 处。当物体 B 浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此时 C、D 到 O点的距离分别为 20 cm、30 cm。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取 10 N/kg）求：
（1）物体 A 的重力。
（2）细线对物体 B 的拉力。
解：（1）物体 A 的重力：
GA = mAg = 0.3 kg×10 N/kg = 3 N
（2）由杠杆平衡条件 F1L1 = F2L2 可得，
细线对杠杆上 D 点的拉力
则细线对物体 B 的拉力 F拉 = FD = 2N
解：物体 B 的重力GB = mBg = 0.5 kg×10 N/kg =5 N，对物体 B 进行受力分析得，物体 B 受到的浮力
F浮 = GB-F拉 = 5 N－2 N = 3 N，由阿基
米德原理可知，物体 B 排开水的体积
因为物体 B 浸没在水中，所以物体 B 的体积
VB= V排 = 3×10-4m3
（3）物体 B 的体积。
4. 下图是锅炉上的安全阀门示意图。
请说明它是怎样控制锅炉内气体的压强的。
重锤的拉力和水蒸气对出口的压力是一对施加于杠杆上的力，当水蒸气对出口的压力较大时，安全阀门才会被打开，排出水蒸气使锅炉内气压降低。
重锤向里移动时，其拉力的力臂减小，水蒸气压力的力臂不变，故锅炉内的气压减小；
重锤向外移动时，锅炉内的气压增大。
课堂小结
F1 L1=F2 L2
1. 杠杆的分类
2. 杠杆的应用

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