第1節

探究：杠桿的平衡條件課時1杠桿及其平衡條件1.認識杠桿，并能準確找出支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。2.通過實驗，探究杠桿的平衡條件。3.利用

F1l1=F2l2進行相關計算。

在生產生活中，人們常常需要借助機械來完成一些特定的任務。從天上飛行的飛機、大海中航行的輪船到公路上行駛的汽車，從工廠中的機床、建筑工地上的起重機到家里的剪刀，這些都是人類發明的機械。本節我們學習一種簡單機械——杠桿。人類很早以前就學會使用杠桿了。麗輝煌的咸陽宮曾蔚然矗立于八百里秦川。司馬遷在《史記》中有關于這座宮殿的描述。下圖就是我們的祖先在建造宮殿時的情景。你能講出其中的道理嗎？這些工具在使用時，有什么共同特點？1.受力的作用2.繞固定點轉動3.比較堅硬共同特征抽水機核桃鉗01認識杠桿剪刀天平1.定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動，這根硬棒就是一個杠桿。

注意:

（1）“硬棒”是指在力的作用不發生形變。（2）杠桿可以是直的，也可以是彎曲的。Ol12.杠桿五要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂（1）支點：杠桿繞著轉動的固定點，用O表示。（2）動力：使杠桿轉動的力，用F1表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力，用F2表示。（4）動力臂：從支點到動力作用線的距離，用l1表示。（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用l2表示。l2F1F23.力臂的畫法l2l1BF2OF1AF2BOAF11.找出支點的位置3.從支點作動力、阻力作用線的垂線2.確定動力、阻力作用線4.標垂足，定力臂F1F2l1l2F1F2l1Ol2O

在杠桿的使用中，杠桿的平衡狀態是一種非常重要的狀態。杠桿在滿足什么條件時，才會平衡呢？畫出圖中杠桿各力的力臂杠桿的平衡條件：

當杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉動時，我們就說此時杠桿處于平衡狀態。【猜想】杠桿在滿足什么條件下會保持平衡？探究杠桿平衡的條件【實驗器材】帶有刻度的杠桿、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺。02杠桿的平衡【實驗過程】1.調節平衡螺母，使杠桿水平平衡。思考：為什么要調節在水平位置平衡？保證力臂沿杠桿，便于測量力臂2.杠桿兩端掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中。3.改變阻力和阻力臂的大小，相應調節動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。4.在杠桿的一側掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。次數動力F1（鉤碼）/個阻力F2（鉤碼）/個動力臂l1/格阻力臂l2/格12343443642342242222【實驗數據記錄】杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂F1l1＝F2l2據《杭州日報》報道，2001年6月22日，在杭州動物園內，一位物理老師利用杠桿原理，僅用小小的彈簧測力計就測出了一頭大象的質量（如圖甲所示）。測量時利用了一根長度為12m的槽鋼作為杠桿，如圖乙所示，吊鉤固定于槽鋼的中點O。當槽鋼水平靜止時，彈簧測力計示數F1為200N。測得L1為6m，L2為4cm。若不計鐵籠的質量，請估算大象的質量。g取10N/kg。例題解：如圖所示：F1=200N，l1=6m，l2=4cm＝0.04mOl1＝6ml2＝4cmF1＝200NF2=？由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得：=F1L1L2=200N×6m0.04m=3×104NF2大象所受的重力：G2=F2=3×104N大象的質量為：m=Gg=10N/kg3×104N=3×103kg=3t杠桿及其平衡條件杠桿在力的作用下，能繞固定點轉動的硬棒，叫做杠桿。支點（O）動力（F1）阻力（F2）動力臂（l1）阻力臂（l2）杠桿的五要素杠桿的平衡條件F1l1=F2l21.如圖所示，OB是以O點為支點的杠桿，F是作用在杠桿B端的力。圖中線段AB與力F的作用線在一條直線上，且OA⊥AB、AC⊥OB。線段__________表示力F的力臂。（選填“OA”或“AC”）OAlG2.作圖，圖中力F

作用在杠桿的A端，畫出它的力臂和石塊所受重力的示意圖。3.現有若干個規格相同的鉤碼，如圖所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應在杠桿的A點掛（）個鉤碼。A．1B．2C．3D．4C第1節

探究：杠桿的平衡條件課時2杠桿的分類及應用1.知道省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿的特點。2.知道杠桿在生活中的應用。3.利用

F1l1=F2l2進行相關計算。

我們身邊有很多杠桿。例如，蹺蹺板、羊角錘、船槳、各種剪刀，觀察這些杠桿，它們的動力臂和阻力臂有什么關系？羊角錘瓶蓋起子釣魚竿F1F2動力臂l1阻力臂l2由F1l1=F2l2∵l1＞l2

∴F1＜F2動力臂大于阻力臂，動力小于阻力，是省力杠桿。O1.省力杠桿

杠桿的分類及應用在生活中，你還發現了哪些工具是省力杠桿？雖然省力，但卻費了距離。我們在使用省力杠桿時，得到了省力的利益，同時我們又付出了怎樣的代價呢？請注意觀察，賽艇的船槳在劃水時，它的動力臂和阻力臂，哪個更長呢？我們在使用時，是省力了？還是費力了呢？使用費力的杠桿，有什么好處呢？

想想議議由

F1l1=F2l2∵l1＜l2∴F1＞F2動力臂小于阻力臂，動力大于阻力，是費力杠桿。2.費力杠桿

使用費力杠桿，雖然費了力，但卻省了動力作用點移動的距離。動力臂等于阻力臂，動力等于阻力，是等臂杠桿。托盤天平物理天平3.等臂杠桿

最大力臂——最小的力杠桿上離支點（O）最遠的點(A)作為作用點，且力的方向與OA垂直，此時所施加的力最小。F最小l最大┴●OF∟G例

畫出把圓桶滾上臺階所用的最小動力

F。

植樹活動中，兩位同學用1.2m長的輕竹竿抬水［圖（a）］。水和桶總重為120N，水桶掛在視為水平的輕竹竿的A處，距后面同學0.5m。求：后面同學抬水所用的力的大小。（竹竿的重力忽略不計，兩位同學各自對竹竿的力的作用點之間的距離近似認為是1.2m。）例

題(a)分析可將輕竹竿看成杠桿，竹竿在水平位置保持平衡。以前面同學肩膀位置B處為支點，可把水桶對竹竿的作用力（其大小等于水和桶的重力大小）看成阻力，把后面同學在肩膀位置C處豎直向上抬水的力看成動力，BC、AB分別為動力臂和阻力臂［圖（b）］。利用杠桿平衡條件，可求出后面同學抬水所用的力的大小。BACGF

當曲肘把重物舉起來的時候，手臂也是一個杠桿(如圖)。肘關節是支點，支點左右都有肌肉。這是一種費力杠桿，舉起一份的重量，肌肉要花費6倍以上的力氣，雖然費力，但是可以省距離。人體內的杠桿當你把腳尖翹起來的時候，是腳跟后面的肌肉在起作用，腳尖是支點，體重落在兩者之間。這是一個省力杠桿(如圖)，肌肉的拉力比體重要小。而且腳越長越省力。人體內的杠桿

如果你彎一下腰，肌肉就要付出接近1200牛頓的拉力。這是由于在腰部肌肉和脊骨之間形成的杠桿也是一個費力杠桿（如圖)。所以在彎腰提起立物時，正確的姿式是盡量使重物離身體近一些。以避免肌肉被拉傷。人體內的杠桿杠桿的類別與應用省力杠桿l1＞l2，F1＜F2費力杠桿l1＜l2，F1＞F2等臂杠桿l1

=l2，F1=

F21.如圖是杠桿原理在生活中的應用，能省距離的是（）

A．用羊角錘起釘子 B．用撬棒撬石頭C．用起子起瓶蓋 D．用釣魚竿釣魚D2.如圖所示，一位母親推著嬰兒車行走，當前輪遇到障礙物時，母親向下按扶把，若把嬰兒車視為杠桿，這時杠桿的支點是______；（填“前輪”或“后輪”）當后輪遇到障礙物時，母親向上抬起扶把，這時嬰兒車可視為_______杠桿