新人教版八年级物理下册：第12章第1节__杠杆

1、4第十二章 简单机械第1节 杠杆5 1. 1.认识杠杆，认识有关杠杆的几个概念。认识杠杆，认识有关杠杆的几个概念。 2. 2.能从常见工具和简单机械中识别杠杆。能从常见工具和简单机械中识别杠杆。 3. 3.知道杠杆的平衡条件及其应用。知道杠杆的平衡条件及其应用。6它们工作时有什么共同特征？它们工作时有什么共同特征？78思考：思考：杠杆有什么共同特征杠杆有什么共同特征有力的作用有力的作用绕固定点转动绕固定点转动硬棒硬棒1.1.杠杆杠杆: :在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒. .一。一。认识杠杆认识杠杆让我想让我想一想一想? ?这些用具是杠杆吗？这些用具

2、是杠杆吗？钢丝钳钢丝钳 杆秤杆秤 瓶盖起子瓶盖起子道钉撬道钉撬 火钳火钳 独轮车独轮车注意：硬棒可以是直注意：硬棒可以是直,也可以是弯曲的也可以是弯曲的,即硬棒可即硬棒可以是各种各样的形状以是各种各样的形状.11支点O动动力力1阻阻力力F2杠杆绕着转杠杆绕着转动的固定点动的固定点使杠杆转使杠杆转动的力动的力阻碍杠杆阻碍杠杆转动的力转动的力杠杆示意图杠杆示意图:12阻力臂（L2）：从支点到阻力作用线的距离-L2。 动力臂（L1）：从支点到动力作用线的距离-L1；支支点点O1力的作用线：过作用点沿力方向的直线力的作用线：过作用点沿力方向的直线2L1L2F1/L1/F1/L1/2、杠杆的五要素：、杠

3、杆的五要素：1 .支点支点(O)：杠杆绕着转动的点。：杠杆绕着转动的点。 2 .动力（动力（F1） ：使杠杆转动的力。：使杠杆转动的力。3 .阻力（阻力（F2） ：阻碍杠杆转动的力。：阻碍杠杆转动的力。4 .动力臂（动力臂（L1） ：从：从支点支点到动力到动力作用线作用线的的距离距离。5 .阻力臂（阻力臂（L2） ：从：从支点支点到阻力到阻力作用线作用线的的距离距离。 支点支点O动力动力L1L2动力臂动力臂阻力臂阻力臂阻力阻力F2F114观察支点、力的作用点和力的方向任意一因素的改变都可观察支点、力的作用点和力的方向任意一因素的改变都可通过哪一个因素反映出来。通过哪一个因素反映出来。15观察支

4、点、力的作用点和力的方向任意一因素的改变观察支点、力的作用点和力的方向任意一因素的改变都可通过哪一个因素反映出来都可通过哪一个因素反映出来16观察支点、力的作用点和力的方向任意一因素的改变观察支点、力的作用点和力的方向任意一因素的改变都可通过哪一个因素反映出来都可通过哪一个因素反映出来（1 1）先确定杠杆的支点）先确定杠杆的支点和画动力、阻力的方向。和画动力、阻力的方向。（2 2）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线（注意：（注意： 画的时候要用虚线将力的作用线延长。）画的时候要用虚线将力的作用线延长。）（）（）用用实线或虚线实线或虚线作从作从支点支点向向

5、力的作用线力的作用线引垂引垂线，画出线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂。（）最后用（）最后用大括号大括号勾出力臂，并在旁边写上字母勾出力臂，并在旁边写上字母L1或或L。3.画力臂的方法是：画力臂的方法是：1819杠杆杠杆的五的五要素要素支点支点动力动力阻力阻力动力臂动力臂阻力臂阻力臂2.2.沿力的方向作沿力的方向作出出力的作用线力的作用线1.1.找出找出支点支点O O3.3.从支点向力的作从支点向力的作用线作用线作垂线段，垂线段，并并标出标出符号。符号。2021杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法l1F1l2F222杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法l1F1

6、l2F223杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法Ol1F1l2F21.1.找找支点支点2. 2. 作作力的作用线力的作用线3. 3. 作作力臂力臂OF1F2L2L126B BA AO OF FO OB BA AL L2L L2L L1L L1画出动力臂画出动力臂L L1 1和阻力臂和阻力臂L L2 2271.我国古代的杠杆我国古代的杠杆捣谷的舂捣谷的舂(chong)28汲水的桔槔汲水的桔槔292.古埃及金字塔的建设古埃及金字塔的建设30金字塔金字塔埃及金字塔是世界七大奇迹之一。其中埃及金字塔是世界七大奇迹之一。其中法老胡夫的陵墓最大，建于公元前二十七世法老胡夫的陵墓最大，建于公元前二十七世纪，高纪

7、，高146.5米相当于米相当于40层高的摩天大厦，层高的摩天大厦，由由230万块重约万块重约2.5吨的大石块叠成，最大的吨的大石块叠成，最大的一块重约一块重约16吨！全部工程历时吨！全部工程历时30余年。余年。313.生活中的杠杆生活中的杠杆垃圾桶盖自行车刹把35今天我们用塔吊建成现代化城市！今天我们用塔吊建成现代化城市！提问：什么是力臂？2 杠杆是否都是直的？回答：力臂是支点到力的作用线的 垂直距离。思考讨论：1 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 作用方向改变，力臂是否改变？答：不是答：杠杆可以是直的，也可以是弯的答：要改变想一想?37F1=25NF2=25N不胖

8、和不瘦体重都是不胖和不瘦体重都是25N，跷，跷跷板恰好静止在水平面上跷板恰好静止在水平面上BAo不胖不瘦不瘦杠杆的平衡状态杠杆的平衡状态保持匀速转动保持匀速转动保持静止保持静止2.杠杆平衡与哪些因素有关？ 动力，阻力，动力臂，阻力臂。 二、杠杆平衡的条件1.杠杆平衡：杠杆平衡：指杠杆指杠杆静止不动静止不动或作或作缓慢缓慢匀速转动匀速转动时的状态。时的状态。 实验探究：杠杆的平衡条件1 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？2 猜想与假设：假设一：假设二：假设三：假设四：F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L240杠杆杠

9、杆平衡平衡螺母螺母作用作用:调节杠杆调节杠杆自身的平衡自身的平衡41F1F2Ol1l2倾斜状态时力臂倾斜状态时力臂不好测量不好测量便于测量力臂便于测量力臂42探究杠杆的平衡条件探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.在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡位置，使杠杆在水平位置重新平衡.记录记录F1、L1 、F2 、L23.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出出四组四组数据。数据。44探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件45杠杆平衡的

10、条件是杠杆平衡的条件是:_;:_;它的公式是它的公式是_;_;或是或是_;_;也称作也称作_._.动力动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2杠杆原理杠杆原理结结 论：论：1221FFll二。二。杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：动力动力 X 动力臂阻力动力臂阻力 X 阻力臂阻力臂用字母表示为用字母表示为: F1L1=F2L2或或结论：当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的结论：当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一几倍，动力就是阻力的几分之一例：一根杠杆动力臂与阻力臂之比是例：一根杠杆动力臂与阻力臂之比是3:2,要使杠杆要使杠杆平衡平衡,则动力

11、与阻力之比是则动力与阻力之比是_. 实验注意事项：实验注意事项： 1、在实验前要通过调节杠杆两端的平、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。衡螺母，使杠杆水平平衡。 2、挂钩码后，不能再动平衡螺母。、挂钩码后，不能再动平衡螺母。 3、读数时，杠杆仍要求是处于水平平、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。衡状态，以便直接读出力臂的长度。48O Ol1 1=9 m=9 ml2 2= =6 6 cm cmF F1 1=200 N=200 NF F2 2例题：例题：49由由F F1 1l1 1F F2 2l2 2 得：得：解析：解析：F F2 2= =F F1

12、1l1 1l2 2= =200 N200 N9 m9 m0.00.06 6 m m= =3 310104 4 N Nm m= =F F2 2g g= =10 Nkg10 Nkg113 310104 4 N N= =3 310103 3 kg = kg = 3 3 t t50F2 例例2 2、如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端端B B端，其中端，其中AOAO0.1m0.1m，ABAB1m1m，OCOC0.7m0.7m，要撬起，要撬起对对杠杆压力杠杆压力为为1400N1400N的石头，需要在的石头，需要在B B端竖直端竖直向下向下用多少用多少N N的力才

13、能撬起石头？的力才能撬起石头？已知：已知：L2=A0=0.1m L1=0C=0.7m F2=G=1400NNNmmFllF20014007 . 01 . 02121解：由杠杆平衡条件：解：由杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得：可得：答：需要在答：需要在B端竖直向下用端竖直向下用200N的力才的力才能撬起石头。能撬起石头。求：求：F1=?AOBCF1有一根杠杆，动力为有一根杠杆，动力为1000N，阻力为，阻力为3000N，动力臂为动力臂为1.5m，求：它的阻力臂为多少？，求：它的阻力臂为多少？已知：已知：F11000N F23000N L11.5m求：求：L2？解：根据杠杆的平衡条件：解：根据

14、杠杆的平衡条件：F1L1F2L2L2F F1 1L1 / F F2 2 =(1000N X 1.5m) / 3000N =0.5m答答 ：它的阻力臂为：它的阻力臂为0.5m.想一想一根轻质扁担长一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上，前后两端分别挂上重重600N和和200N的货物，问：人肩应挑在离前端的货物，问：人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡？多远处才能使扁担平衡？分析：人肩挑处是扁担的支点O，前后两货物的重分别为动力和阻力，要求的肩处离前端的距离是动力臂。F1=G1600NF2=G2200N想一想OL1L2L=1.8m已知：已知：L L = 1.8m F1 600N F2200N求：

15、求：L L1=?解：根据解：根据L L1L L21.8m得出得出L L2=1.8mL L1 根据杠杆的平衡条件：根据杠杆的平衡条件：F1L L1F2L L2得得600N X L L1200N X (1.8mL L1） 解之得：解之得：L L1=0.45m答答 ：人肩应挑在离前端：人肩应挑在离前端0.45m处才能使扁处才能使扁 担平衡。担平衡。54例例1 1：在已平衡的杠杆两边分别挂上在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，杠杆仍然平衡，如图，则如图，则：左右力臂左右力臂L1:L2=_?L L1 1L L2 2在两边钩码下同时加在两

16、边钩码下同时加挂一个同样的钩码，挂一个同样的钩码，杠杆杠杆_（填（填“能或能或不能不能”）平衡？）平衡？ _边下降边下降? ?1:2不能右55例例1 1：在已平衡的杠杆两边分别在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，等），杠杆仍然平衡，如图，则如图，则：若使杠杆再次水若使杠杆再次水平平衡，可在平平衡，可在 _边的钩码下再边的钩码下再挂挂 _ 个钩码？个钩码？左156例例1 1：在已平衡的杠杆两边分别在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，等），杠杆仍然平衡，如图，则如图，

17、则：若使再次平衡的若使再次平衡的杠杆两边同时去杠杆两边同时去掉一个钩码，则掉一个钩码，则 _ _ 边将下降，边将下降，-“极端判断法极端判断法”左57例例1 1：在已平衡的杠杆两边分别在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，等），杠杆仍然平衡，如图，则如图，则：(5)(5)利用本装置探究利用本装置探究杠杆平衡条件时需杠杆平衡条件时需要记录多组数据要记录多组数据, ,这这样做的目的是在于样做的目的是在于_。58思考与练习 1、一根蜡烛截、一根蜡烛截成长度不同的两段成长度不同的两段竖立在杠杆的两边，竖立在杠杆的两边，如图且杠杆平衡，如图

18、且杠杆平衡，若同时点燃蜡烛若同时点燃蜡烛（设燃烧速度相（设燃烧速度相同），则杠杆的同），则杠杆的 _端将翘起。端将翘起。右59 2、一根均匀铜丝，在中、一根均匀铜丝，在中点处支住它刚好平衡，现将点处支住它刚好平衡，现将其右端从中对折起来，如图其右端从中对折起来，如图所示，则杠杆所示，则杠杆A) 仍平衡；仍平衡； B)左端下降；左端下降； C)右端下降；右端下降； D)无法判断无法判断。 思考与练习思考与练习请你做一做请你做一做B60怎么分呀？怎么分呀？哈哈哈哈我知道！我知道！ 杠杆的应用杠杆的应用61O OG G1 1G G2 2l1 1l2 2G G1 1G G2 2即即G G1 1l1 1

19、 G G2 2l2 2又又l1 1l2 2F F1 1l1 1 F F2 2l2 262F 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 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三、杠杆的应用三、杠杆的应用63h hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1A AB B省力省力，费距离费距离省力杠杆的特点省力杠杆的特点举例生活中省力标杆（举例生活中省力标杆（4 4种以上）？种以上）？64常见省力杠杆常见省力杠杆65F

20、 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 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66F F2 2F F1 1S=h/4S=h/4h hA AB BA AB BF F2 2F F1 1O O费力杠杆的特点费力杠杆的特点费力，省距离67常见费力杠杆常见费力杠杆68F 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这是等臂杠杆这是等臂杠杆等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点不省力，不省距离70OF1F2L1L271OF1F2L1L272杠杆平衡条件：杠杆平衡条件：三类杠杆：三类杠杆： 若若l1 1l2 2，则，则F F1 1 F F2 2若若l1 1= = l2 2，则，则F F1 1 F F2 2若若l1 1l2 2，则，则F F1 1 F F2 2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，实际就是比较动力臂和阻力臂判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。的大小。F F1 1l1 1F F2 2l2 2F F1 1F F2 2= =l2 2l1 1杠杆的分类杠

22、杆的分类73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：思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？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？ 当当阻力比较小阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会使用费力杠杆会省距离省距离，很方便。，很方便。小资料小资料 很多机器上都有杠杆，可是你很多机器上都有杠杆，可是你知道吗？人体中也有很多的杠杆在知道吗？人体中也有很多的杠杆在起作用呢？当我们拿起一件东西，起作用呢？当我们拿起一件东西，点一点头，弯一弯腰或者翘一下脚点一点头，弯一弯腰或者翘一下脚尖，这时都得依靠人体的杠杆才能尖，

23、这时都得依靠人体的杠杆才能起作用呢！起作用呢！OF2F1F2F1L1L2O O小资料小资料 点一下头或抬一下头是靠杠杆点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用的作用(如图如图)，杠杆的支点在脊柱，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长，就形成起来，有的收缩有的拉长，就形成低头仰头动作，从图中可以看出来低头仰头动作，从图中可以看出来低头比仰头要省力。低头比仰头要省力。小资料小资料 如果你弯一下腰，肌肉就要如果你弯一下腰，肌肉就要付出大约付出大约1200牛顿的拉力。这是牛顿的拉力。这是

24、由于在腰部肌肉和脊骨之间形成由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆是一个费力杠杆（如图的杠杆是一个费力杠杆（如图)。 我们长期弯腰工作时，往往感到我们长期弯腰工作时，往往感到腰部酸疼，就是肌肉被拉伤的缘腰部酸疼，就是肌肉被拉伤的缘故。故。小资料小资料 当你把脚尖翘起来的时候，是当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这实际支点，体重落在两者之间。这实际上是一个省力杠杆上是一个省力杠杆(如图如图)，这时肌，这时肌肉的拉力比体重要小。肉的拉力比体重要小。80等臂杠杆等臂杠杆费力杠杆费力杠杆请对下列器具应用的杠杆进行分类：请对下列器具

25、应用的杠杆进行分类：81费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆82省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆83费费力杠杆力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆84比较下列杠杆的动力臂和阻力臂的大小比较下列杠杆的动力臂和阻力臂的大小在下列工具中省力的是哪一组（ ）A. 铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子；B. 镊子、钓鱼杆、剪子；C. 铡刀、天平、钓鱼杆；D. 镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。练习一练习一A AB BC CD DA A练习二练习二下列说法中哪些是正确的（ ）A. 使用杠杆一定会省力；B. 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂；C. 动力臂是支点到动力作用点的距离；D.

26、等臂杠杆不省力也不省距离。B BC CD D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端端绳子的拉力绳子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（ ）A. F=GA. F=G；B. FB. F G G；C. F C. F G G；D. D. 无法比较。无法比较。练习三练习三提示提示A AO OB BF FG GA AB BC CD D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端端绳子的拉力绳子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（ ）A. F=GA. F=G；B. FB. F G G；C. F C. F G

27、 G；D. D. 无法比较。无法比较。练习三练习三L L2 2L L1 1A AB BC CD DA AO OB BF FG G先画出力臂，先画出力臂，再进行判断再进行判断2、下列杠杆中，哪一个与其它三个不属于同类？ （ ）A、正在撬道钉的道钉撬 B、正在拔铁钉的羊角锤C、正在起瓶盖的起子 D、正在掀土的铁锨。 练习：练习：D1、人体的前臂可视作（填“省力”或“费力”）杠杆，当曲肘将重物举起时，阻力臂大小将（填“增大”或“减小”）O费力费力减小减小3、一根直杆可绕轴O转动，在直杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力，如图示，在力F使直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置的过程中，

28、力F大小的变化情况应是（）A、一直在增大B、一直在减小C、先增大后减小D、先减小后增大AL L1 1L L2 21 1、找出杠杆的、找出杠杆的五要素五要素；2 2、判断动力臂、判断动力臂L L1 1、阻力臂、阻力臂L L2 2的变化情况；的变化情况；3 3、由杠杆平衡条件（、由杠杆平衡条件（ F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 ）进行分析。）进行分析。分析：分析：4、如图，O是杠杆的支点，为了提高重物G，用与杠杆始终垂直的力F使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中 （ ）A、杠杆始终是省力的；B、杠杆始终是费力的；C、杠杆先是省力的，后是费力的；D、杠杆先是费力的后是省

29、力的。 CF FL L1 1分析：分析：F F始终垂直杠杆，始终垂直杠杆，L L1 1保持保持 ；杠杆在缓慢提升过程中，杠杆在缓慢提升过程中，L L2 2逐渐逐渐 ；开始时，；开始时，L L1 1L L2 2，是，是； 最终状态，最终状态，L L1 1L L2 2，是，是。不变不变增大增大省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆L L2 292 5 5、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ( )( ) A A两杠杆均为省力杠杆两杠杆均为省力杠杆 B B两杠杆均为费力杠杆两杠杆均为费力杠杆 C CABCABC为省力杠杆为省力杠杆 D DABABC C为省力杠杆为省力杠杆C例题分例题分析析 【例例1】如图所示，弯曲的杠杆如图所示，弯曲的杠杆AOD，O为杠杆为杠杆的支点，的支点，A点处挂一个重物。为了使杠杆保持平衡，点处挂一个重物。为了使杠杆保持平衡，力的作用点选在力的作用点选在B、C、D中哪个点最省力？力的方向中哪个点最省力？力的方向如何确定？如何确定？AOBCD解析：根据杠杆的平衡条解析：根据杠杆的平衡条件：件：动力动力