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人教版物理8年级下册培优备课课件（精做课件）
12.1.1杠杆及其力臂作图
第十二章 简单机械
授课教师： Home .
班 级： 8年级（---）班 .
时 间： .
“来自东方的神秘力量”
　　思考：人为什么可以轻松地吊起小汽车？
视频 吊起小汽车
课堂导入
观察图中的跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，你认为这些机械有什么共同的特点呢?
甲 跷跷板
乙 用羊角锤拔钉子
丙 开瓶器
特点：一根硬棒；在力的作用下能绕一个固定点转动。
跷跷板
羊角锤
开瓶器
问题导入
这些机械有什么共同的特点？
都会绕着一个点转动
探究新知
知识点1 杠杆
1. 杠杆
1. 定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆。
2. 特点：
①有力的作用
②能绕着固定点转动
③不易发生形变的硬棒
硬棒不一定是直棒，也可以是弯的或其他形状，如剪刀、羊角锤等
动力的作用点
阻力的作用点
动力的方向
阻力的方向
动力的作用线
阻力的作用线
3.力的作用线
2. 杠杆的五要素
支点
O
动力 F1
阻力 F2
动力臂l1
阻力臂 l2
支点：杠杆可以绕其转动的点（O点）
动力：使杠杆转动的力（F1）
阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）
动力臂: 从支点到动力F1作用线的距离（l1）
阻力臂：从支点到阻力F2作用线的距离（l2）
1. 杠杆的支点一定在杠杆上吗？
力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，若力的作用线过支点，则力臂为零。
杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆中间的某点。
2. 力臂是支点到力的作用点的距离吗？
3. 若力的作用点不变，但改变力的方向，力臂改变吗？
会改变，力的方向改变，力的作用线也会改变，力臂也会改变。
找支点；
找力的作用线，即过力的作用点沿力的方向（或反方向）画一条直线；
过支点作力的作用线的垂线段，标上垂足；
用大括号标出支点到垂足间的线段，标字母 l1 或 l2，该线段就是力臂。
3. 力臂的画法
动力F1
阻力F2
动力臂l1
阻力臂l2
支点
O
练习
1. 关于杠杆，下列说法正确的是（ ）
杠杆必须是一根直棒
杠杆一定有支点
当力的作用线通过支点时，力臂最大
动力臂就是支点到动力作用点的距离
B
2. 如图所示，硬棒 OB 能绕支点 O 转动，A 处用绳子拉住固定在墙壁上。请画出拉力 F 的力臂。
注意：延长线、力臂要用虚线
l
知识点2 杠杆的平衡条件
在使用杠杆中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。
杠杆平衡
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
思考
杠杆在满足什么条件时才会平衡？
杠杆匀速转动也属于杠杆平衡
探究杠杆的平衡条件
【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
杠杆、铁架台、钩码等。
【实验器材】
【实验设计】利用下图的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。
【实验步骤】
1. 调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。
2. 如图所示，给杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。
3. 把右侧钩码对杠杆施的力记为动力 F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力 F2；测出杠杆平衡时的动力臂 l1 和阻力臂l2；把 F1、F2、l1、l2 的数值填入表中。
【实验步骤】
4. 保持阻力 F2 和阻力臂 l2 不变，改变动力 F1，相应调节动力臂 l1 的大小，再做几次实验，把数值填入下表。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
···
5. 保持动力 F1 和动力臂 l1 不变，改变阻力 F2，相应调节阻力臂 l2 的大小，再做几次实验，把数值填入下表。
【收集证据】
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.1
0.5
0.2
2
0.5
0.2
0.5
0.2
3
2.0
0.05
0.5
0.2
4
2.0
0.15
1.5
0.2
5
2.0
0.15
2.0
0.15
6
2.0
0.15
3.0
0.1
【交流与合作】
1. 使用时将杠杆调至水平平衡，目的是什么？
避免杠杆自身重力对实验造成影响，此时杠杆重力的作用线通过支点，重力的力臂为0。
2. 实验要多次测量，目的是什么？
避免偶然性，得到普遍规律。
【分析与论证】
根据表中记录的实验数据得出的结论是：
杠杆每次平衡时，动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积。
【结论】
杠杆平衡的条件为：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即 F1 l1 = F2 l2
杠杆平衡条件的应用
F1 l1 = F2 l2
①进行简单的计算：
已知其中3个量，就可求出第4个量
②杠杆平衡及转动的判断：
当F1 l1 = F2 l2时，杠杆平衡，静止或匀速转动
当F1 l1 > F2 l2时，杠杆沿F1的方向加速转动
当F1 l1 < F2 l2时，杠杆沿F2的方向加速转动
在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况。仔细观察图中所示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同？
实验中用的杠杆的支点在动力作用点和阻力作用点之间；而图中的杠杆支点在杠杆的一端，动力作用点和阻力作用点位于支点的同侧。
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(如图甲所示)。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 O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数 F1 为 200 N。测得 l1 为 6 m，l2为 4 cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g 取 10 N/kg。
甲
乙
解：人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力
F1 = 200 N，动力臂 l1 = 6 m；不计铁笼的质量，则大象对杠杆的拉力为阻力 F2，它等于大象所受的重力 G，阻力臂 l2 = 4 cm = 0.04 m。
根据杠杆的平衡条件 F1l1 = F2l2，有
大象的质量
大象的质量是 3 t。
用杠杆和弹簧测力计测量一个很重物体（大象）的质量时，应使弹簧测力计拉力的力臂远大于被测物体（大象）对杠杆拉力的力臂。如果用杠杆和弹簧测力计测量一个很轻物体的质量时，又应该怎么办？
如果用杠杆和弹簧测力计测量一个很轻物体的质量，可使弹簧测力计拉力的力臂远小于被测物体对杠杆拉力的力臂。
1. 如图所示，用撬棒撬石头，撬棒可以看成杠杆，那么杠杆的支点是______点，动力为______，动力臂为______，阻力为_______，阻力与动力的方向________(填“相同”或“相反”)。
O
返回
F1
l1
F2
相同
2. 如图甲是同学们常用的燕尾夹，图乙为其简化图，当用力按住C点打开该夹子口时，可把______点看作支点，动力的作用点为________点，阻力的作用点为______点。(均填“A”“B”或“C”)
返回
B
C
A
3．下列关于杠杆的说法，正确的是(　　)
A．杠杆一定是直的硬棒
B．动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆的长度
C．杠杆不一定有支点
D．杠杆受到的动力和阻力方向可能是相同的
返回
D
4．如图所示，小训用苹果和橘子来玩跷跷板。他将苹果、橘子分别放在离O点等距的水平板上，放手后，苹果一端下沉。使水平板转动的力是(　　)
A．苹果的重力
B．橘子的重力
C．板对橘子的支持力
D．苹果对板的压力
返回
D
5．如图所示的杠杆，动力F的力臂是(　　)
A．OD
B．OF
C．OA
D．OC
返回
D
6．[山东中考]小训使用筷子夹菜时，发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析，如图所示。以下选项错误的是(　　)?
A．F1为动力
B．l1为动力臂
C．F2为阻力
D．l2为阻力臂
D
返回
7. (2分)如图所示，画出用螺丝刀撬图钉的动力F1的力臂l1。
返回
8．(2分)用如图所示的杠杆提起重物。O是杠杆的支点，在A点用力，在图中画出力F的力臂，并用字母l表示。
返回
返回
9．(2分)遂宁中考如图(a)，拉行李箱时，可将行李箱视为杠杆，图(b)是其简化图，O为支点，A为行李箱的重心。请在图(b)中画出重力的示意图以及拉力F的力臂l。
10．下列说法中正确的是(　　)
A．弯曲的铁棍不能看成杠杆
B．一根有弹性的橡胶棒可以看成杠杆
C．人体骨骼可以绕着关节转动，可以看成杠杆
D．跷跷板只能往复转动一个很小的角度，不能看成杠杆
C
返回
11.如图所示，作用在A点上的4个力中，力臂最长的是(　　)
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
返回
B
12．如图所示，用力打开夹子的过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是(　　)
返回
A
13．[河南中考]如图，在植树活动中，两位同学用竹竿抬水。水桶挂在水平竹竿的P处，与前、后同学的距离分别为PM、PN，水桶对竹竿的作用力为F，其中PM、PN及F的大小均已知，竹竿的重力忽略不计。
返回
若要分析前面同学抬水的力F1的大小，下列构建的杠杆示意图正确的是(　　)
A
14．如图所示，一名同学在做俯卧撑，如果把他的躯干看成一个杠杆，该杠杆的支点是____(填字母)点，动力是__________________(填“手对地面的压力”或“地面对手的支持力”)，阻力是____________。
B
返回
地面对手的支持力
自身重力
15. 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，前轮离地，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点在____________；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，后轮离地，
这时杠杆的支点在____________。
(均填“前轮”或“后轮”)
后轮
返回
前轮
返回
16．(2分) 山西中考图甲所示是L型应急防洪板，能有效阻挡洪水。图乙所示为单个防洪板的结构简图，请你在图乙中画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂。
返回
17．(4分)如图所示是教室中的学生椅，学生坐在椅面上若用力向后靠，椅子可能会向后倾倒而发生危险。请在图中画出：
(1)学生对水平椅面的压力F1的示意图；
(2)当椅子即将向后倾倒时，支点O的位
置及靠背所受压力F2的力臂l2。
返回
C
18. 如图是一种落地式海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，支点是________(填“B”或“C”)点。
课堂小结
五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
一、杠杆
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆。
二、杠杆的平衡条件：
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
即 F1 l1 = F2 l2
力臂的画法

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