1、第第1 1节节 杠杆杠杆 第十二章第十二章 简单机械简单机械 这些工具在使用时，有什么共同特点？这些工具在使用时，有什么共同特点？ 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根 硬棒就是杠杆。 （杠杆可以是直的，也可以是弯的 杠杆的五要素：杠杆的五要素： 1.1.支点支点( (O) )：杠杆绕着转动的点。：杠杆绕着转动的点。 2.2.动力（动力（F1）：使杠杆转动的力。）：使杠杆转动的力。 3.3.阻力（阻力（F2 2）：阻碍杠杆转动的力。）：阻碍杠杆转动的力。 4.4.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。 5.5.阻力臂（阻力臂（l2 2）：从）：从
2、支点支点到阻力到阻力作用线作用线的的距离距离。 强调强调: : 力的作用线：力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所通过力的作用点，沿力的方向所 画的一条直线。画的一条直线。 距离：距离：点到直线的垂线段的长度。点到直线的垂线段的长度。 o F1 F2 支点支点 动力动力 阻力阻力 F1 F2 L1 L2 O 试着画出各力和力臂 O F1 F2 L1 L2 杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法 1.1.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 羊角锤拔钉子羊角锤拔钉子 l1 F1 l2 F2 o o 洪山嘴中学詹振亚 F1 F2 l1 l2 F1 F2 l1 l
3、2 1 1、画出图中杠杆各力的力臂、画出图中杠杆各力的力臂 l1 1 l2 2 o 2关于力臂，下列说法正确的是( ) A力臂一定在杠杆上 B从支点到动力作用点的距离叫动力臂 C从支点到力的作用线的距离叫力臂 D力臂不可能为零 C 3杠杆是否都是直的？杠杆是否都是直的？ 2力臂是一定在杠杆上吗？力臂是一定在杠杆上吗？ 答：不是答：不是 答：杠杆可以是直的，也可以是弯的答：杠杆可以是直的，也可以是弯的 想 一 想? 1支支点一定在杠杆上吗？一定在杠杆上吗？ 答：答：一定一定 4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：改变答：改变 物体的平衡状态物体的平衡状态 杠杆的平
4、衡状态杠杆的平衡状态 匀速直线运动匀速直线运动 静止静止 匀速转动匀速转动 静止静止 物体的平衡状态物体的平衡状态 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 四个条件四个条件 实验探究：杠杆的平衡条件 1 提出问题： 杠杆平衡时，动力、动力臂动力、动力臂、阻力、阻力、 阻力臂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： F1+L1=F2+L2 F1/L1=F2/L2 F1 L1=F2 L2 实验操作：实验操作： （1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
5、）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。 调节方法：调节方法：左高左调左高左调 右高右调右高右调 F1 F2 O l1 l2 倾斜状态时力倾斜状态时力 臂不好测量臂不好测量 F1 F2 O l1 l2 方便测量力方便测量力 臂臂 F2 F1 L2 L1 实验时，使杠杆中点放在支点上的目的实验时，使杠杆中点放在支点上的目的 是：是： 。 忽略杠杆自重对实验的影响忽略杠杆自重对实验的影响 （2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，）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。使杠杆水平平衡。将动力将动力F1、阻力、阻力F2、动力臂、动力臂l1、阻力臂、阻力臂 l2记录表格中。记录
6、表格中。 （3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂 的大小，再做几次实验。的大小，再做几次实验。 （4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他他位置位置 上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力将动力F1、 阻力阻力F2、动力臂、动力臂l1、阻力臂、阻力臂l2记录表格中。记录表格中。 进行实验与收集证据进行实验与收集证据 (当杠杆平衡时，动力当杠杆平衡时，动力 臂是阻力臂的几倍，动臂是阻力臂的几倍，动 力就是阻力的几分之一力就是阻力的几分之一) F F1
7、 1LL1 1=F=F2 2LL2 2 公式变形：公式变形： 1 2 2 1 l l F F 动力动力臂=阻力阻力臂 F1 F2 试一试：试一试：用弹簧用弹簧 测力计沿不同方向测力计沿不同方向 拉杠杆拉杠杆,当杠杆平衡当杠杆平衡 时拉力不同。时拉力不同。 提示：提示： 不是任何时候力臂都等于支点不是任何时候力臂都等于支点 到力的作用点的距离到力的作用点的距离 1、如上图中的男孩重500N，女孩重350N，当男孩离跷 跷板的转轴70Cm时，女孩应该坐在哪里才时跷跷板平衡。 已知：阻力F2=500N，阻力臂L2=70cm=0.7m，动力 F1=250N 求：动力臂=？ 解：根据杠杆平衡条件F1L1
8、=F2L2，得 L1=F2L2/F1=500NX0.7m350N=1m 答：女孩应该坐在离转轴1m处。 3.如图所示，杠杆处于平衡状态如果杠杆 两侧的钩码各减少一个，杠杆将( ) A左端下降 B右端下降 C仍然平衡 D无法判断 B 4用细绳系住厚度不均匀的木板的O处，木 板恰好处于静止状态，且上表面保持水 平如图所示，两玩具车同时从O点附近分 别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过 程始终保持平衡，必须满足的条件是( ) A两车的质量相等 B两车的速度大小相等 C质量较小的车速度较大 D两车同时到达木板两端 C 5如图所示的杠杆(自重和摩擦不计)，O是 支点，A处挂一重为50 N的物体，为保证
9、杠杆 在水平位置平衡，在中点B处沿_(选填 “F1”“F2”或“F3”)方向施加的力最小，为 _N. F2 100 生活中的杠杆生活中的杠杆 请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力 臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时， 是省力了？还是费力了呢？是省力了？还是费力了呢？ F F1 1 F F2 2 O O 由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 LL1 1 L L2 2 FF1 1 F F2 2 省力省力 L L1 1 1 1、省力杠杆：、省力杠杆： L L2 2 动力臂大于阻力臂的杠杆动力臂大于阻力
10、臂的杠杆 1省力杠杆：省力杠杆： 动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。 在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？ 我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益， 同时我们又付出了怎样的代价呢？同时我们又付出了怎样的代价呢？ 省力省力，费距离费距离 常见的省力杠杆常见的省力杠杆 道钉撬道钉撬 羊角锤羊角锤 起子起子 钳子钳子 手动抽水机手动抽水机 F F1 1 F F2 2 O O 由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 LL1 1 F F2 2 费力费力 L L 1 1 2
11、2、费力杠杆：、费力杠杆： L L2 2 动力臂小于阻力臂的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆 2费力杠杆：费力杠杆： 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。 在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？ 使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作 用点移动的距离。用点移动的距离。 费力，省距离费力，省距离 常见的费力杠杆常见的费力杠杆 缝纫机脚踏板缝纫机脚踏板 起重机吊臂起重机吊臂 理发剪刀理发剪刀 镊子镊子 人的胳膊人的胳膊 筷子筷子 钓鱼竿钓鱼竿 托盘天平托盘天平 F F1 1 F F2 2 O
12、O 由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 LL1 1 = = L L2 2 FF1 1 = = F F2 2 等臂等臂 L L1 1 3 3、等臂等臂杠杆：杠杆： L L2 2 动力臂等于阻力臂的杠杆动力臂等于阻力臂的杠杆 3等臂杠杆：等臂杠杆： 动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。 物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆。物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆。 托盘天平托盘天平 物理天平物理天平 既不也不省力也不费力；既不也不省力也不费力； 既不省距离也不费距离；既不省距离也不费距离； 天平、 定滑轮 不省力也不 费力 平衡时F1=F2
13、L1=L2 等臂 杠杆 船桨、 镊子 费了力但省 距离 平衡时F1F2 L1L2 费力 杠杆 钳子 羊角锤 用小的力产 生了大的力 平衡时F1L2 省力 杠杆 应用 范例 特点 力的比较 力臂 关系 杠杆 分类 特别提示：（1）既省力又省距离的杠杆是没有的 （2）不同杠杆有不同的作用，杠杆的选择应根据实际需 要决定。 生活中的杠杆 1【2019湖北襄阳中考，改编】下列杠杆 中属于省力杠杆的是( ) A镊子 B筷子 C钳子 D钓鱼竿 C 2 2下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是 （ ） A启瓶器启瓶器 B切纸铡刀切纸铡刀 C食品夹食品夹 D羊角锤羊角锤
14、C 3【四川宜宾中考】指甲刀是生活中常用的 小工具，如图所示，它包含三个杠杆，关于 这三个杠杆的说法正确的是( ) A一个省力杠杆，两个费力杠杆 B一个费力杠杆，两个省力杠杆 C三个都是省力杠杆 D三个都是费力杠杆 A 5如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆 垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置 B，在这个过程中，力F的大小将( ) A不变 B变小 C变大 D先变大后变小 C 6【2019四川广安中考】如图所示，请画 出作用在杠杆B端上最小的动力F1和阻力F2的 力臂l2. 7【辽宁辽阳中考】图甲是一款水管扳手钳， 用它夹水管时，AOB部分可视为一个杠杆， 其简化示意图如图乙所示请在乙图中画出： (1)阻力F2的力臂l2. (2)杠杆平衡时，作用在B点的最小动力F1及其 力臂l1.
