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第六章 力和机械
第5节 杠杆
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。
《指环王》中白袍巫师萨鲁曼利用投石机对抗兵临城下的怪兽军团，将巨石投射到敌军的兵阵内，你知道人力投石机的原理吗？其中有什么物理奥秘呢
知识点一：杠杆
共同点是：在力的作用下能绕一个固定点转动。
思考：它们工作时有什么共同特征？
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。
一根硬棒成为杠杆的条件：
（1）要有力的作用；
（2）能绕着固定点转动；
（3）是硬的，受力不发生形变或不易发生形变。
支 点：杠杆可以绕其转动的点O。
动 力：使杠杆转动的力F1。
阻 力：阻碍杠杆转动的力F2。
动力臂：从支点O 到动力F1作用线的距离l1。
阻力臂：从支点O 到阻力F2作用线的距离l2。
F1
F2
l1
o
l2
1.力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线
2.动力和阻力都作用在杠杆上，其作用效果相反
3.支点位置可以在棒的一端，也可以在中间
2.杠杆的五要素
F1
F2
l1
l2
O
步骤
一找（找准支点、动力和阻力作用点）
二画（画出力的作用线）
三引（引垂线）
四标（标力臂---支点到垂足的距离 ）
一找点
二画线
三画垂线段
力臂的画法
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
×
首先确定动力作用线，其次确定动力作用点，最后确定动力的方向。
已知力臂画力
开瓶器
羊角锤
知识点二：杠杆的平衡条件
【猜想与假设】
【制订计划与设计实验】
实验器材：
铁架台
钩码
带刻度有平衡螺母的木尺
动力×动力臂=阻力×阻力臂？
杠杆平衡的平衡状态：
动力+动力臂=阻力+阻力臂？
静止状态
匀速转动状态
弹簧测力计
3.实验中，为什么让杠杆在水平位置平衡？
挂钩码或用弹簧测力计拉
2.实验中，如何方便地提供动力和阻力？
1.实验前，为什么让杠杆在水平位置平衡？
便于读出力臂
消除杠杆自重对实验的影响
（1）调节平衡螺母，使杠杆静止达到水平平衡状态。
（2）杠杆两端挂上不同数量钩码，移动钩码位置，使杠杆重新水平平衡。
（3）用F1 、F2表示钩码对杠杆施加的力；
用L1、L2表示钩码悬挂点到支点O距离；
（4）改变钩码数量和距支点O的距离，
使杠杆再次处于水平静止状态。
将实验记录填入表格中。
【实验步骤】
L1
L2
F2
F1
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
实验探究：杠杆平衡条件
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？
解：根据杠杆的平衡条件 F1L1 = F2L2，得
L1= ==1.5m
答：小朋友应该坐在离跷跷板的转轴1.5 m 处。
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
杠杆的类别及应用
活动：画出下列场景各杠杆的力臂，并分析其特点。
1.省力杠杆：
动力臂大于阻力臂的杠杆
F1
F2
动力臂l1
阻力臂l2
O
由F1l1＝F2l2得
当l1＞l2
得F1＜F2
特点：
省力，费距离
铡纸刀
开瓶器
修枝剪
羊角锤
生活中的一些省力杠杆
2.费力杠杆：
动力臂小于阻力臂的杠杆
O
l2
l1
F1
F2
由F1l1＝F2l2得
当l1＜l2
得F1＞F2
特点：
费力，省距离
生活中的一些费力杠杆
钓鱼竿
理发剪
裁缝剪
3.等臂杠杆：
动力臂等于阻力臂的杠杆
F1
F2
l1
l2
O
由F1l1＝F2l2得
当l1＝l2
得F1＝F2
特点：
不费力，不省距离 ，不费距离。
托盘天平
物理天平
定滑轮
生活中的一些等臂杠杆
人体内许多部位的骨骼和肌肉组织也构成杠杆。如图 所示，手上握着或托着重物时，可将手、手腕、尺骨和桡骨看作一个整体，并与肘关节（相当于支点）组成了杠杆。
人的前臂工作示意图
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，O点为杠杆的支点，拉力 F 作用在杠杆 A 点。图中的线段_________表示拉力 F 对支点 O 的力臂。（ 选填“OA”、“OB”或“AB”）
OB
2.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
3.如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点是______；（填“前轮”或“后轮”）当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时婴儿车可视为_______杠杆。（填“省力”或“费力”）
后轮
省力

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