12.1《杠杆》（知识框架+知识点解读+考点解析+巩固训练）-2023-2024学年八年级物理下册同步点拨与训练（人教版）

12.1杠杆 一、杠杆 1.杠杆的概念：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。 2.杠杆的五要素 用木棍撬石头，撬棍就是杠杆，杠杆是一种常用的简单机械，由五个要素组成: （1）支点：杠杆绕着转动的固定点。 （2）动力：使杠杆转动的力。 （3）阻力：阻碍杠杆转动的力。 （4）动力臂：支点到动力作用线的距离。 （5）阻力臂：支点到阻力作用线的距离。 ( 点拨 对杠杆的理解 （1）作为杠杆的物体可以是直的，也可以是弯的。即杠杆可以是各种各样的形状。 （2）支点一定在杠杆上，动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的，动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力的方向不一定相反。 （3）力臂不一定在杠杆上，当力的作用线不垂直于杠杆时，力臂与杠杆不重合。力臂包含了力的作用点和力的方向两个要素。 ) 3.力臂的画法: （1）一找点：先确定杠杆的支点和动力、阻力的方向。 （2）二画线：画出动力和阻力的作用线，必要时用虚线将力的作用线延长。 （3）三作垂线段：从支点向作用线作垂线，垂线段即为动力臂或阻力臂。 （4）四用括号来体现：最后用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母或。 二、杠杆的平衡条件 1．杠杆平衡状态：杠杆静止或匀速转动（可以倾斜平衡）。 提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 2.实验探究 （1）提出问题：动力、动力臂与阻力、阻力臂之间满足怎样的关系时，杠杆能够平衡？ （2）猜想与假设： （3）设计实验和进行实验 （4）使用的器材：弹簧测力计、钩码、带刻度的杠杆、铁架台。 （5）进行实验与收集证据： ①调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 ②在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？不能） ③把支点左边的钩码重当作动力，支点右边的钩码重当作阻力，读出动力臂和阻力臂，将各数值填入表格中。 实验次数 动力/N 动力臂/cm 动力×动力臂 阻力/N 阻力臂/cm 阻力×阻力臂 （6）结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂 。即： 3.交流讨论 （1）改变钩码的个数和钩码的位置进行多次实验的目的：避免实验出现偶然性，得出普遍适用规律。 （2）挂钩码前，如何调节平衡螺母？调节杠杆两端的螺母，哪边高向哪边调使杠杆在水平位置平衡。 （3）实验前，为什么将杠杆的中点作为支点并调节水平平衡？避免杠杆自身重力对实验的影响。 （4）实验时，为什么要使杠杆在水平位置平衡？便于测量力臂。 （5）若用弹簧测力计代替钩码，①应当沿竖直方向拉测力计，其原因是便于读出力臂数值；②当斜拉测力计时，测力计读数会偏大；③测力计由1到2再到3时，拉力大小变化是先变小，后变大；其目的是改变力的方向。 三、生活中的杠杆 1.省力杠杆 （1）示意图：如图所示 （2）特点：动力臂大于阻力臂，平衡时动力小于阻力（）。省力但是费距离。 （3）常见的省力杠杆：瓶盖起子、羊角锤起钉子、独轮车、钳子等。 2.费力杠杆 （1）示意图：如图所示 （2）特点：动力臂小于阻力臂，平衡时动力大于阻力（）。费力省距离。 （3）常见的费力杠杆：镊子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿、筷子夹菜、皮划艇的桨、扫帚扫地等。 3.等臂杠杆 （1）示意图：如图所示 （2）特点：动力臂等于阻力臂，平衡时动力等于阻力。这样的杠杆既不省力也不费力（）。 （3）常见的等臂杠杆：天平、定滑轮。 ( 点拨 判断生活中的杠杆种类 先找到支点、动力和阻力作用点，粗略判断动力臂和阻力臂的大小。 ) 1．请在图中画出F1的动力臂和F2的阻力臂。 2．快乐的寒假中，小明收拾好行李去旅行。如图，行李箱可以视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。用拉力F使拉杆旅行箱在图示位置静止，请画出拉力F的力臂l。 3．图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 （1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）侧调节，使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量 ； （2）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在下表中，由表中数据可得出杠杆平衡条件为 ； 次数 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 （3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测