12.1 杠杆 讲义-2024-2025学年人教版物理八年级下册

12.1杠杆 人类很早以前就使用杠杆了。壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然矗立于八百里秦川。司马迁在《史记•荆柯列传》中有关于这座宫殿的描述。下图就是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。你能讲出其中的道理吗？ 杠杆 当你用筷子夹菜、用剪刀剪纸、用天平称量时,你就在使用杠杆了。当你用筷子夹菜、用剪刀剪纸、用天平称量时，你就在使用杠杆。在力的作用下，可以绕固定轴转动的硬棒就是杠杆。杠杆是最简单的机械之一。伟大的物理学家阿基米德曾经说过：“给我一个杠杆，我可以撬动一整个地球！”想想他说的是可能吗？要怎么样才可以撬动地球呢？ 如图,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。了解杠杆的作用之前,我们先熟悉几个名词。 支点:杠杆可以绕其转动的点O； 动力:使杠杆转动的力F1； 阻力:阻碍杠杆转动的力F2； 动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离L1； 阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离L2。 当杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。 杠杆的平衡条件 在杠杆的使用中,杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。 杠杄在满足什么条件时才会平衡? 实验：探究杠杆的平衡条件 如图,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。 （调节螺母的方法：哪边高就向哪边调。比如右边高，就向右调节螺母） 1、给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力。 2、设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2;把F1、F2、L1、L2的数值填入表格中。 改变动力F1和动力臂L1的大小,相应调节阻力F2和阻力臂L2,再做几次实验。 （多次实验的目的：寻找普遍规律，避免偶然性） 分析表中的数据,找出它们之间的关系。 实验结果表明,杠杆的平衡条件是：动力ⅹ动力臂=阻力x阻力臂。或写为：F1L1= F2L2，这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 生活中的杠杆 我们身边有很多杠杆。例如,小朋友玩的跷跷板,拔钉子用的羊角锤,划船用的船桨……仔细观察这些杠杆,看看它们各自的动力臂和阻力臂有什么关系？ 等臂杠杆：天平的动力臂与阻力臂相等,是一种等臂杠杆，跷跷板也是一种等臂杠杆。 省力杠杆：利用图中的撬棒,只要用很小的力,就能撬动很重的石头。 这类杠杆是省力杠杆,它的动力臂比阻力臂长。这类杠杆虽然省力，但是动力作用点移动的距离却比阻力作用点移动的距离大,省了力,却费了距离。 费力杠杆：注意观察图中赛艇的船桨,它也是一种杠杆。 人坐在船上观察,划船时船桨的轴是不动的,所以,轴的位置是支点。手加在桨上的动力比水对桨的阻力大,但是手只要移动较小的距离,就能使桨在水中移动较大的距离。 这类杠杆的特点是,杠杆的动力臂比阻力臂短,动力比阻力大,所以把它叫做费力杠杆。这类杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小，虽然费力,却省了距离。 三种杠杆的比较 杠杆种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力臂关系 L1>L2 L1<L2 L1=L2 力的关系 F1<F2  F1>F2  F1=F2 特点 省力但费距离 费力但省距离 不省力不省距离 应用 铡刀,羊角锤, 撬棒,电工钳  起重机,钓鱼竿,缝纫机 踏板,理发剪,船桨 天平,定滑轮,跷跷板 【巩固练习】 1. 如图是开瓶盖的起子，可以看成是一个杠杆，能正确表示出杠杆 的支点、动力和阻力的图是（ ）A.  B.  C.  D. 2. 关于杠杆，下列说法中正确的是( ) A. 动力臂一定等于支点到动力作用点的距离 B. 动力臂不仅与动力作用点的位置有关，而且跟动力的方向有关 C. 杠杆一定是直的 D. 使用杠杆时可以省力同时又省距离 3. 如图所示，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平平衡状态，弹簧测力计的示数是5 N，OA=80 cm，AB=20 cm，则物体的重是( ) A. 20 N B. 4 N C. 1.25 N D. 条件不足，无法判断 4. 如图所示，杠杆处于平衡状态，下列说法中正确的是（ ） A. 将支点两侧钩码都向右移动一格，杠杆仍平衡 B. 在支点两边的钩码下各增加一个钩码，杠杆仍平衡 C. 将支点左边加上二个钩码，右边加上一个钩码，杠杆仍平衡 D. 将支点左边的钩码向左移动两格，将支点右侧的钩码向右移动一格，杠杆仍平衡 5. 如图所示杠杆中，动力F的力臂是（ ） A. OA B. OC C. AC D. OB 6. 如图所示，是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置和操作图，乙图中在B点悬挂3个相同的钩码，关于此实验下列说法正确的是（ ） A. 若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节，才能使杠杆水平平衡 B. 在乙图中只在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆水平平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆 C. 在乙图中若只在D点挂3个相同的钩码，也可以让杠杆水平平衡 D. 在乙图中为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，所需施加的拉力大小不变 7. 如图是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把______点看作支点，此时夹子可近似看作_________杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”）． 8. 拉杆式旅行箱给人们出行带来便捷，如图所示，使用时相当于一个_________（填“省力”或“费力”）杠杆；若箱和物品共重100 N，动力臂是阻力臂的4倍，则抬起拉杆的力F为_________N． 9. 如图所示，三角支架ABC固定在客厅墙上，已知AB长40 cm，AC长30 cm，一花瓶正好放置在AB中点处．A处螺钉能承受的最大水平拉力为40 N，为防止因A处螺钉松脱而支架绕C点倾翻，所放置花瓶的重力最大为_________N（支架重力不计）．若花瓶的重力较大，放置时应尽量_________（填“靠近”或“远离”）墙壁可确保安全． 10. 如图中ABO可看成杠杆，O为支点，请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图． 11. 在“探究杠杆平衡条件”时，使用的杠杆如图所示： （1）实验前，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平 位置平衡； （2）如果在杠杆的A处（左第四格）挂3个相同的钩码， 则在B处（右第二格）要挂______个同样的钩码，杠杆才 能仍然保持在水平位置平衡； （3）如果将A、B处的钩码都远离支点一个格，杠杆会向______端下沉．（填“左”或“右”） 12. 在探究“杠杆平衡条件的实验”中： （1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于_________或匀速转动状态．实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是______________． （2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为_________。 A．一个人无法独立操作 B．力臂与杠杆不重合 C．力和力臂数目过多，不易得出结论 D．杠杆受力不平衡 （3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是_______ N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时弹簧测力计的示数将_______（填“变大”“变小”或“不变”）． 13. 如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，杠杆长0.4米，在它的中点B处挂一重30牛的物体G．若在杠杆上A端施加竖直方向的力F，使杠杆在水平位置平衡，求F的大小为多少牛？ 参考答案1.C；2.B；3.B；4.D；5.A；6.B；7.B；等臂；8.省力；25；9.60；靠近；10.如图所示；11.6； 右；12.(1)静止状态；便于测量力臂； (2)C ；(3)1.8 ；变大；14.15N. 1 学科网（北京）股份有限公司 $$