10.1科学探究：杠杆的平衡条件 --2023-2024学年沪科版物理八年级下学期

10.1科学探究：杠杆的平衡条件 课前预习 1．定义：能绕某一个 的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。 杠杆的相关概念:如图 （1） 支点(O)：杠杆绕着转动的固定点； （2） 动力(F1)：使杠杆转动的力； （3）阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力； （4）动力臂(L1)：从 到 的距离； （5）阻力臂(L2)：从 到 的距离。 2．杠杆的平衡条件： 3.杠杆的分类： 省力杠杆 动力臂 阻力臂 省力，但费 剪铁剪刀、起子、羊角锤、扳手、核桃夹等 费力杠杆 动力臂 阻力臂 ，但省 筷子、钓鱼竿、镊子、扫帚、船桨、吊车臂等 等臂杠杆 动力臂 阻力臂 不省力，也不省距离 天平、定滑轮等 知识精讲 知识点1 杠杆 1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点O转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。 杠杆形成的条件： （1）要有力的作用。 （2）能绕着固定点转动。 （3）“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。 2.杠杆的五要素： （1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定； （2）动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F1”表示； （3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示； （4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“l1”表示； （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“l2”表示。 知识点2 杠杆平衡条件 1.杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。 2.杠杆的平衡条件实验 实验步骤：（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。用细线在左右两端悬挂数量不同的钩码，左为动力，右为阻力。固定动力臂和动力不变，选取适当的阻力（钩码个数），移动阻力位置，直至杠杆平衡。如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，分别记录动力、动力臂和阻力、阻力臂，并计入表格。 （2）调节钩码个数并改变钩码在杠杆上的位置，重复上述步骤两次（要求每次必须改变动力和动力臂），并计入表格。 实验表格： 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 动力×动力臂/N×cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 阻力×阻力臂/N×cm 1 2 3 实验结论： 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。 知识点3 杠杆的应用 1.省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2，则平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。 2.费力杠杆：动力臂l1＜阻力臂l2，则平衡时F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。 3.等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。 【易错点】 （1） 关于动力、阻力的理解：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力（即力的作用点在杠杆上），但这两个力的作用效果正好相反。 （2）力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。 （3）不论动力和阻力，杠杆都是受力物体，作用于杠杆的物体都是施力物体。 （4）支点是相对于杠杆不动的点，但支点一定在杠杆上，支点不一定与动力作用点和阻力作用点在同一直线上，也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。若让力的作用线恰好过支点，则力臂是零，这个力不能使杠杆转动。 考点分析 考点一、杠杆力臂的作法 例1、如图所示，在杠杆OA的B点系一根细绳，细绳绕过定滑轮。在细绳的另一端施加一个拉力F，让杠杆的一端吊着的重物在水中静止，画出拉力F的力臂L。 【总结升华】 力臂作图分为三步： ① 找“一点一线”；“一点”支点，“一线”力的作用线； ② 过点作线的的垂线段（虚线）并标出垂直符号； ③ 标注；用大括号或双箭头标出力臂并标注符号L. 真题1、（22罗庄区期末30题）如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆，O为支点，动力等效为F1，请画出F1的力臂l1。 考点二、杠杆平衡条件的探究 例2、在探究“杠杆平衡条件的实验中”：  在实验前，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在_________ 位置平衡，其