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第5节 杠杆
第六章 力和机械
沪粤版（2024）八年级下册同步课件
1.认识杠杆，并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；会杠杆作图；
2.通过实验探究，能正确得出杠杆的平衡条件并利用 F1l1=F2l2 进行相关计算；
3.知道杠杆在生活中的应用，知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点。
哲学家、数学家、物理学家——阿基米德曾说过这样的豪言壮语：“给我一个立足点和一根足够长的棒，我可以撬动地球”。
他为什么会这样说，你认为阿基米德的愿望能实现吗？
知识点一：认识杠杆
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：在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒、（直棒或曲棒），叫做杠杆。
方法点拨
“硬”是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。
F2
F1
固定点O
F2
固定点O
F1
F1
固定点O
F2
F2阻力
l1动力臂
l2阻力臂
（动力作用线）
（阻力作用线）
O支点
杠杆绕着转动
的固定点
使杠杆转动的力
阻碍杠杆
转动的力
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
F1动力
2. 杠杆五要素
（1）支 点（O）：杠杆绕着转动的点
（2）动 力（F1）：促使杠杆转动的力
（3）阻 力（F2）：阻碍杠杆转动的力
（4）动力臂（l1）：从支点到动力作用线的垂直距离
（5）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 ）
杠杆是一种常用的简单机械，由以下五个要素组成：
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
画出图中杠杆各力的力臂。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
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
l
F
不是垂足到作用点的距离
×
知识点二：探究杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件：
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。
【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。
思考：怎么调？调到水平平衡的目的是什么？
（1）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
调节方法：杠杆哪端高，就向哪端调节平衡螺母。
（1）保证力臂沿杠杆，便于测量；
（2）消除杠杆自身重力对实验结果的影响。　
目的：
【实验步骤】
（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。
目的：保证力臂沿杠杆，便于测量力臂。
注意：此时不能再调平衡螺母
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
（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，再多做几次实验。
目的：避免结论的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍性规律
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
次数 动力 F1 /N 动力臂 l1 /cm 阻力 F2 /N 阻力臂
l2 /cm
1 1 15 3 5
2 2 10 2 10
3 3 10 2 15
4 2 20 4 10
……
（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。
杠杆平衡时：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
这就是阿基米德
发现的杠杆原理。
计算公式：
注意：
（1）应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同。
（2）杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。
例题 动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大象的质量(图甲)。测量时用一根长度为12 m的槽钢作为杠杆。如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点0。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数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10 N/kg。
O
l1＝6 m
l2＝4 cm
F1＝200 N
F2
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200 N×6 m
0.04 m
＝3×104 N
=
10 N/kg
3×104 N
=3×103 kg＝3t
m
=
F2
g
=
G
g
知识点三：杠杆的应用
早在3000多年前，我国劳动人民就已经应用杠杆进行劳作，例如捣谷的舂和汲水的桔槔。
舂
桔槔
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
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
最大力臂——最小的力
杠杆上离支点（O）最远的点( A )作为作用点，且力的方向与OA垂直，此时所施加的力最小。
F最小
l最大
┴
杠杆的五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
杠杆的定义：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。
杠杆的平衡条件：动力 动力臂=阻力 阻力臂 （F1l1＝F2l2）
杠杆
杠杆的分类与应用
省力杠杆
l1 ＞l2 ，F1＜ F2
费力杠杆
l1 ＜l2 ，F1＞ F2
等臂杠杆
l1 =l2 ， F1= F2
1. 如图所示，用螺丝刀在 处用力撬图钉，但没有撬动，下列说法正确的是( )
A. 点为螺丝刀的支点
B. 螺丝刀受到的阻力方向为竖直向上
C. 撬棒处于平衡状态
D. 线段为力 的力臂
C
2.小刚做“探究杠杆的平衡条件”的实验，如图所示。
（1）实验前若杠杆分别是在如图甲和乙所示位置静止，其中杠杆处于平衡状态的是________（填“甲”“乙”或“甲和乙”）。
（2）为了______________和避免杠杆自重对实验的影响，需要调节杠杆在水平位置平衡，甲杠杆的平衡螺母应向____（填“右”或“左”） 调节。
甲和乙
便于测量力臂
右
3．搬运砖头的独轮车，车体和砖块所受的总重力G为1000N，独轮车的有关尺寸如图所示。抬起独轮车时，人手向上的力F应是多少？
根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 得：
独轮车相当于杠杆，轮子的轴心是支点O，手施加的向上的力F1为动力，车厢和砖头的总重力G为阻力F2=1000N，动力臂l1=1m，阻力臂l2=0.3m

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