人教版八年级物理下册　第12章　第1节　杠杆

1、第十二章简单机械第十二章简单机械 一、杠杆一、杠杆活动活动111 拔图钉拔图钉木板上钉了一只图钉，你能用手把他拔出来吗？木板上钉了一只图钉，你能用手把他拔出来吗？请选用下图中的工具把图钉从木板中拔出来。请选用下图中的工具把图钉从木板中拔出来。生活中有许多任务都是用类似的方法来完成的。生活中有许多任务都是用类似的方法来完成的。认识杠杆认识杠杆思考：思考：这些工具在工作时有哪些共同的特点。这些工具在工作时有哪些共同的特点。让我想让我想一想一想? ?有力的作用有力的作用绕一固定点转动绕一固定点转动硬棒硬棒杠杆杠杆: :将一根在力的作用下可绕一将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆固定点转动

2、的硬棒称做杠杆。在物理学中在物理学中链接思考：现实生活还有哪些杠杆的实例呢？思考：现实生活还有哪些杠杆的实例呢？（a）羊角锤羊角锤（b）镊子镊子（c）钓鱼竿钓鱼竿支点支点O：杠杆绕着转动的点杠杆绕着转动的点动力动力F1：使杠杆转动的力使杠杆转动的力阻力阻力F2：阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力均作用在杠杆上均作用在杠杆上动力臂动力臂l1：从支点到动力作用线的垂直距离从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂阻力臂l2：从支点到阻力作用线的垂直距离从支点到阻力作用线的垂直距离杠杆的五要素杠杆的五要素力臂的作法力臂的作法1. .找出找出支点支点O2. .沿力的方向作出沿力的方向作出力的作用线力的作用线通过

3、通过力的作用点力的作用点沿沿力的方向力的方向所引的直线，所引的直线，叫做叫做力的作用线力的作用线。3.从从支点支点向向力的作用线力的作用线作作垂线垂线，并标出并标出垂直符号垂直符号用大括号标出动力臂的长度用大括号标出动力臂的长度l1、阻力臂的长度、阻力臂的长度l2。支点支点O动力臂动力臂l1阻力臂阻力臂l2动力动力F1阻力阻力F2力臂的作法力臂的作法1. .找找支点支点2. .作作力的作用线力的作用线3. .作作力臂力臂杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法OF1F2l1l2杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法l1F1l2F2杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法l1F1l2F2o杠杆示意图的作法杠杆示意图的

4、作法杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法F1OOF1F2F2l1l2l2l1如图所示，一个绕如图所示，一个绕O点转动的杠杆，已知阻力点转动的杠杆，已知阻力F2的方向，以及动力的方向，以及动力 F1的力臂的力臂l1 ，在图中作出，在图中作出阻力阻力F2的力臂的力臂l2以及动力以及动力F1的示意图。的示意图。 F2OF1l2l1画出下列杠杆的五要素画出下列杠杆的五要素阻力臂阻力臂动力臂动力臂支点动力阻力F1F2F1F2F1F2根据下列杠杆，找出:(支点为O)、动力F1和阻力F2OOOl2OF1F2l2l1l1l2F1F2OOF2F1l1l1F2l2OF1L2L1BF2OF1A画出图中各力的力臂画出图中

5、各力的力臂（1 1）找出支点的位）找出支点的位置置（2 2）沿动力、阻力的作用）沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出方向将力的作用线画出（3 3）从支点作动力、阻力）从支点作动力、阻力作用线的垂线段。作用线的垂线段。有关力臂的问题？2 2 杠杆是否都是直的？杠杆是否都是直的？力臂是到距离。力臂是到距离。思考讨论思考讨论：1 力臂是一定在杠杆上吗？力臂是一定在杠杆上吗？3 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？向改变，力臂是否改变？答：不是答：不是答：杠杆可以是直的，也答：杠杆可以是直的，也可以是弯的可以是弯的答：要改变答：要改变

6、支点支点力的作用线的垂直力的作用线的垂直练习练习1.1.如图所示，画出杠杆上如图所示，画出杠杆上F1、F2的力臂。的力臂。OF1F2L2L1练练 习习杠杠 杆杆分析开瓶器分析开瓶器杠杠 杆杆分析开瓶器分析开瓶器杠杠 杆杆实际应用的杠杆形状各异，可以是直的，也可以是弯的。实际应用的杠杆形状各异，可以是直的，也可以是弯的。杠杠 杆杆思考：下面的生活器材可看作杠杆吗？它们的支点思考：下面的生活器材可看作杠杆吗？它们的支点 、动力和阻力、动力臂和阻力臂在哪里？、动力和阻力、动力臂和阻力臂在哪里？OF1F2OF1F2垃圾桶中的杠杆垃圾桶中的杠杆杠杠 杆杆思考：下面的生活器材可看作杠杆吗？它们的支点思考：

7、下面的生活器材可看作杠杆吗？它们的支点 、动力和阻力、动力臂和阻力臂在哪里？、动力和阻力、动力臂和阻力臂在哪里？指甲钳中的杠杆指甲钳中的杠杆杠杠 杆杆活动：寻找人体中的杠杆活动：寻找人体中的杠杆杠杠 杆杆活动：寻找人体中的杠杆活动：寻找人体中的杠杆1、关于杠杆的下列说法中，正确的是（、关于杠杆的下列说法中，正确的是（ ）A、杠杆必须是一根直棒、杠杆必须是一根直棒B、杠杆不一定要有支点、杠杆不一定要有支点C、杠杆可以是直的，也可以是弯的、杠杆可以是直的，也可以是弯的D、作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反、作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反的方向转动的方向转动CD小结练习2、下列关于力臂的说法

8、中，正确的是（、下列关于力臂的说法中，正确的是（ ）A、动力臂是指支点到动力作用点的距离、动力臂是指支点到动力作用点的距离B、阻力臂是指支点到阻力作用线的垂直距、阻力臂是指支点到阻力作用线的垂直距离离C、动力臂与阻力臂之和等于杠杆长、动力臂与阻力臂之和等于杠杆长D、当力的作用线通过支点时，力臂最大、当力的作用线通过支点时，力臂最大B小结练习画出图中杠杆各力的力臂画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O小结练习活动活动11. .2 探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件做一做：体会杠杆的平衡做一做：体会杠杆的平衡明确：明确：1、实验步骤、实验步骤 2、注意事项、注意事项 3、探究

9、方法、探究方法议一议：议一议：分析数据，得出结论分析数据，得出结论链接探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件物体的平衡状态物体的平衡状态杠杆的平衡状态杠杆的平衡状态保持保持匀速直线运动匀速直线运动保持静止保持静止保持保持匀速转动匀速转动保持静止保持静止探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件猜想猜想: : 杠杆的平衡可能与哪些因素有关杠杆的平衡可能与哪些因素有关? ?杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件物体的平衡条件物体的平衡条件受受平衡力平衡力作用作用只与只与力的三要素力的三要素有关有关AB实验设计实验设计杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件器材

10、器材: :测量的物理量测量的物理量: : 力力力臂力臂 A、B两图中的杠杆两图中的杠杆处于静止状态，实验时采处于静止状态，实验时采用哪幅图用哪幅图？为什么为什么？讨论：讨论： 实验时，使杠杆在实验时，使杠杆在水平水平位置平衡位置平衡，便于，便于在杠杆上在杠杆上直接读出力臂的大小直接读出力臂的大小。CD探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件 在实验前在实验前，是否也要调节杠杆在水平位置是否也要调节杠杆在水平位置平衡平衡？为什么为什么？讨论讨论： 实验前实验前，使杠杆在水平使杠杆在水平位置平衡位置平衡，为了为了避免杠杆避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的自身的重力对杠杆平衡的影响影响。探究杠杆的平衡条件探

11、究杠杆的平衡条件实验步骤：实验步骤：1. .调节杠杆在水平位置平衡。调节杠杆在水平位置平衡。2. .在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在测力计在竖直方向上竖直方向上拉，使杠杆在水平拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。位置平衡，记下弹簧测力计示数。3. .改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出得出三组三组数据。数据。实验实验次数次数F1/ /N l1/ /cm F2/ /N l2/ /cm1244223223杠杆平衡条件：杠杆平衡条件：探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件F1+ +l1F2+ +l22+44+

12、23+22+334122F1l1（Ncm）F2l2 （Ncm）886644动力动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂F1l1F2l2 杠杆的应用杠杆的应用Ol19ml27cmF1200NF2杠杆的平衡条件应用杠杆的平衡条件应用例题例题：由由F1l1F2l2 得得：解解：F2= =F1 l1l2= =200N9m0. .07m2. .57104Nm= =F2g= =10Nkg12. .57104N= =2. .57103kg2. .57tP82例题：道钉橇有关尺寸如图所示，若在A点竖直向下的作用200牛的力，道钉橇对道钉会产生多大的力？F1F2OL1L21.2米米6厘厘米米 如果这个力还不能将道钉

13、拔出，在保持手的作用如果这个力还不能将道钉拔出，在保持手的作用力大小和作用点不变的情况下采用什么方法可以增大力大小和作用点不变的情况下采用什么方法可以增大道钉橇对道钉的作用力？道钉橇对道钉的作用力？1.1.有一根杠杆有一根杠杆, ,动力为动力为1000N,1000N,阻力为阻力为3000N,3000N,动力臂为动力臂为1.5m,1.5m,求求: :它的阻力臂为多少它的阻力臂为多少? ?已知：已知：F F1 11000N F1000N F2 23000N L3000N L1 11.5m1.5m 求：求：L L2 2？解：根据杠杆的平衡条件：解：根据杠杆的平衡条件：由由F F1 1L L1 1F

14、F2 2L L2 2得得L L2 2F F1 1L L1 1 / F F2 2 =(1000N X 1.5m) =(1000N X 1.5m) / 3000N3000N =0.5m =0.5m答：它的阻力臂为答：它的阻力臂为0.5m.0.5m.杠杆平衡计算杠杆平衡计算杠杆的分类杠杆的分类杠杆平衡条件杠杆平衡条件：F1l1F2l2 F1F2= =l2l1三类杠杆三类杠杆：若若l1 1l2 2，则，则F1 F2若若l1l2，则，则F1 F2若若l1l2，则，则F1 F2省力杠杆省力杠杆等臂杠杆等臂杠杆费力杠杆费力杠杆小结：小结：判断杠杆的类型，实际就是比较动力判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻

15、力臂的大小臂和阻力臂的大小链接链接1如图所示，曲杆如图所示，曲杆AOBC自重不计，自重不计，O为支点，为支点，AO60cm，OB40cm，BC30cm，要使，要使曲杆在水平位置平衡，请在曲杆在水平位置平衡，请在C处作出施加最小处作出施加最小的动力的动力F1的示意图及其力臂的示意图及其力臂l1。F2l2F1l1分析分析：根据杠杆的平衡根据杠杆的平衡条件条件F1l1F2l2可知可知2121FllF因为因为F2l2不变不变，当当F1最小时最小时，所以所以l1最长最长。注意注意：杠杆上的杠杆上的支点支点与与力的作用点力的作用点的连线为力的连线为力臂臂时，力臂最长时，力臂最长。如图所示，曲杆如图所示，曲

16、杆AOBC自重不计，自重不计，O为支点，为支点，AO60cm，OB40cm，BC30cm，要使曲，要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力杆在图示位置平衡，请作出最小的力F的示意的示意图及其力臂图及其力臂l。杠杆的分类杠杆的分类请对下列应用的杠杆请对下列应用的杠杆进行分类进行分类：等臂杠杆等臂杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆F F1 1F F2 2动力臂动力臂l l1 1阻力臂阻力臂l l2 2O O由由 F F1 1l l1 1=F=F2 2l l2 2 l l1 1ll2 2 F F1 1 F F2 2这是省力杠杆这是省力杠杆省力杠杆省力杠杆h hS=4h

17、S=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1AABB可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离省力杠杆的特点省力杠杆的特点杠杆的分类杠杆的分类请对下列应用的杠杆进行分类：请对下列应用的杠杆进行分类：省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O

18、 O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2这是省力杠杆这是省力杠杆省力杠杆省力杠杆h hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1AABB可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离省力杠杆的特点省力杠杆的特点省力杠杆省力杠杆F F2 2F F1 1动力臂动力臂l l1 1阻力臂阻力臂

19、l l2 2O O由由 F F1 1l l1 1=F=F2 2l l2 2 l l1 1 F F2 2这是费力杠杆这是费力杠杆费力杠杆费力杠杆F F2 2F F1 1h hS=4hS=4hAABBA AB BF F2 2F F1 1O Oh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4h可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离费力杠杆的特点费力杠杆的特点费力杠杆费力杠杆F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2

20、2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2这是费力杠杆这是费力杠杆费力杠杆费力杠杆F F2 2F F1 1h hS=4hS=4hAABBA AB BF F2 2F F1 1O Oh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4h可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离费力杠杆的特点费力杠杆的特点F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2LL1 1 = = L L2 2FF1 1 = = F F

21、2 2这是省力杠杆这是省力杠杆等臂杠杆不省力，也不省距离等臂杠杆不省力，也不省距离等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点小结小结省力杠杆的特点省力杠杆的特点 A A 动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂 B B 省力但是费距离省力但是费距离费力杠杆的特点费力杠杆的特点 A A 动力臂小于阻力臂动力臂小于阻力臂 B B 费力但是省距离费力但是省距离等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点 A A 动力臂等于阻力臂动力臂等于阻力臂 B B 不省力也不省距离不省力也不省距离链接 如图所示杠杆，在杠杆如图所示杠杆，在杠杆B点挂上一个重点挂上一个重为为8 N的物体，要使杠杆平衡，在的物体，要使杠杆平衡，在A 端至少端至少要加要加

22、_N的力，力的方向是的力，力的方向是_. 4竖直向下竖直向下 练习练习如图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边的钩码下面，如图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边的钩码下面，再各挂一个同样的钩码，再各挂一个同样的钩码， 则则( )A.杠杆仍保持平衡杠杆仍保持平衡 B.杠杆杠杆B端下降端下降C.杠杆杠杆A端下降端下降 D.无法判断无法判断B练习练习1.1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡, ,则则( )( ) A. A.这两个力的大小必须相等这两个力的大小必须相等 B.B.这两个力的力臂长必须相等这两个力的力臂长必须相等 C.C.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大

23、D.D.力臂较长的那个力比较小力臂较长的那个力比较小2.2.要使右图杠杆保持平衡要使右图杠杆保持平衡, ,最省力的方向是最省力的方向是( )( )ABCDoDA随堂练习随堂练习3.判断：动力和阻力可以人为规定。（判断：动力和阻力可以人为规定。（ ） 4.把重为把重为4N和和12N的物体分别挂在杠杆的两的物体分别挂在杠杆的两端端,杠杆平衡时杠杆平衡时,两端的长度之比是两端的长度之比是.5 5、各式各样的剪刀都是一对杠杆要剪开较硬、各式各样的剪刀都是一对杠杆要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适的物体，使用哪种剪刀最合适? ?( )( )ABCDB随堂练习随堂练习6 6 一根轻质杠杆，在左右两端分别

24、挂在一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在200200牛和牛和300300牛的重物时，杠杆恰好平衡若将两边牛的重物时，杠杆恰好平衡若将两边物重物重同时减少同时减少5050牛，则杠杆（牛，则杠杆（）A A左端下沉左端下沉 B B右端下沉右端下沉C C仍然平衡仍然平衡 D D无法确定无法确定随堂练习随堂练习练习一练习一A AB BC CD DAB CD下列个杠杆是省力的（下列个杠杆是省力的（ ）AA A练习二练习二B BC CD DABC下列哪个杠杆是省距离的（下列哪个杠杆是省距离的（ ）DD 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B B端绳子的拉力端绳子的拉力F F与与A

25、 A端重力端重力G G相比（相比（ ）A. F=GA. F=G；B. FB. FG G；C. FC. FG G；D. D. 无法比较。无法比较。练习三练习三A AO OB BF FG GA AB BC CD DC生活生活物理物理社会社会生活中的剪刀生活中的剪刀思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？ 使用费力杠杆有什么好处？使用费力杠杆有什么好处？ 当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离，很方便。使用费力杠杆会省距离，很方便。链接生活中的剪刀生活中的剪刀人人体体中中的的杠杠杆杆怎么分呀？怎么分呀？哈哈哈哈

26、我知道！我知道！OF1G1F2G2l1l2G1G2即即G1l1 G2l2又又l1l2F1l1 F2l2杠杠 杆杆活动：分析下面这些杠杆是什么杠杆？活动：分析下面这些杠杆是什么杠杆？杠杠 杆杆活动：分析下面这些杠杆是什么杠杆？活动：分析下面这些杠杆是什么杠杆？问题：下面的剪刀分别是什么杠杆？它们为什么问题：下面的剪刀分别是什么杠杆？它们为什么 要这样设计？要这样设计？杠杠 杆杆问题：赛艇的桨是什么杠杆？这样设计有什么问题：赛艇的桨是什么杠杆？这样设计有什么 好处？好处？杠杠 杆杆例题：如图所示的是铁道检修工用的道钉撬，有关尺寸例题：如图所示的是铁道检修工用的道钉撬，有关尺寸 见图。若在见图。若在A点竖直向下作用点竖直向下作用200200牛的力，道钉撬牛的力，道钉撬 对道钉会产生多大的力？如果还不能将道钉撬出对道钉会产生多大的力？如果还不能将道钉撬出 ，在保持手的作用力大小和作用点不变的情况下，在保持手的作用力大小和作