12.1 杠杠-2022-2023学年八年级物理下册同步教学综合备课资源（人教版）

第1节 杠杆 知识点1：杠杆 1.杠杆的概念∶ 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。如下图所示，开瓶扳手、筷子、压水井、跷跳板在使用过程中均能绕着某一点转动，它们都是杠杆。 （1）杠杆的形状多样，可以是直的（比如开瓶扳手等），也可以是弯的（比如压水井把手等）;杠杆可以是单一的，也可以是几个杠杆组合起来的（比如筷子、剪刀等是双杠杆的组合）。 （2）杠杆的模型必须包含三个方面∶①必须有一个固体;②要有力的作用;③能绕某固定点（轴）转动。 2.杠杆的五要素 名称 符号 定义 支点 O 杠杆可以绕其转动的点 动力 F1 使杠杆转动的力 阻力 F2 阻碍杠杆转动的力 动力臂 l1 从支点O到动力F1作用线的距离 阻力臂 l2 从支点O到阻力F2作用线的距离 对杠杆五要素的理解
 （1）杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的中间，也可以在杠杆的一端，还可以在杠杆的其他地方。 （2）动力和阻力使杠杆转动的方向相反，但动力和阻力的方向不一定相反。当动力和阻力在支点两边时，二者方向大致相同;当动力和阻力在支点的一边时，二者方向大致相反。 （3）动力和阻力都是杠杆受到的力，它们的作用点都在杠杆上。动力在杠杆上的作用点为动力作用点，阻力在杠杆上的作用点为阻力作用点。 （4）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，也不是支点到表示力的箭头的距离，下图是力臂的几种错误画法。 （5）力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如图所示，动力的方向垂直杠杆时，力臂在杠杆上，如图中l1;动力与杠杆不垂直时，力臂不在杠杆上，如图中l1'。力的作用线恰好通过支点时力臂为零，此时这个力不能使杠杆转动。 3.力臂的表示方法∶ 力臂可以用两端带箭头的实线表示;也可以用虚线表示，再用大括号勾出，如图所示。 4.力臂的画法 （1）找点∶在杠杆的示意图上确定支点O。 （2）画力的作用线;找到力的作用点和力的方向，过力的作用点沿力的方向画出力的作用线。画的时候同一个图里力的作用线要与力的大小大致成正比。 （3）作垂线∶从支点O向力的作用线作垂线，并画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂。 （4）标力臂∶用大括号或者箭头标注力臂的范围，并在旁边标上表示动力臂或阻力臂的字母。 1.最大力臂与最小力臂：作用在杠杆上的某个力，若其作用点不变，但方向改变，则当力与杠杆垂直时，力臂最长;当力的作用线过支点时，力臂最短为零。 2.当力的作用线比较短，过支点无法直接作出垂直于力的作用线的垂线段时，可将力的作用线延长，延长部分用虚线表示，相当于数学作图中的辅助线，然后再作出力臂，如图所示。 应用 1 认识杠杆 【典例1】如图所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是（　　） A．苹果所受的重力 B．桔子对杆的压力 C．杆对苹果的支持力 D．苹果对杆的压力 应用 2 杠杆的五要素 【典例2】用如图所示的“开瓶起子”开瓶盖，A、B两点中___________ 点是支点，开瓶盖时在C点处施加___________ （选填“向上”或“向下”）的力，“开瓶起子”是___________ （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 【典例3】如图所示是我们常用的指甲剪，他有___________个杠杆，杠杆ABC是___________（填“省力杠杆”或“费力杠杆”）他的支点是___________ （填A、B、C、O）。 应用 3 力臂的画法 【典例4】杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡，在图中做出力F2的示意图，以及力F1的力臂L1。 知识点2：杠杆的平衡条件 1.杠杆平衡∶ 杠杆静止或匀速转动，我们就说此时杠杆处于平衡状态。 对杠杆平衡状态的理解 杠杆的平衡状态不仅包括水平静止状态，还包括倾斜静止状态和匀速转动状态。 2.杠杆的平衡条件（杠杆原理） （1）公式∶动力×动力臂=阻力×阻力臂，字母表示为∶F1l1=F2l2。这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 （2）变形式：，字母表示为∶ （3）对杠杆平衡条件的理解：由杠杆平衡条件可以看出，力与相应力臂的乘积一定时，力臂越长，力越小，力臂越短，力越大。 （4）计算时的注意事项：利用杠杆平衡条件进行计算时，要注意单位的统一，即F1和F2、l1和l2的单位要相同。 知识点3：生活中的杠杆 杠杆的分类及应用 分类 示意图 特点 应用 省力杠杆 动力臂大于阻力臂（l1＞l2），省力费距离 撬棒、刚刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、园艺剪刀等 费力杠杆 动力臂小于阻力臂（l1＜l2），费力省距离 起重臂、船奖、钓鱼竿等 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂（l1＝l2），不省力不费力，不