12.1 杠杆 课件-2025-2026学年人教版物理八年级下册

该初中物理课件聚焦杠杆概念、五要素及力臂作图，通过跷跷板、羊角锤等生活实例导入，引导学生从具体到抽象建构杠杆模型，结合实验探究与即学即练，搭建从生活感知到科学认知的学习支架。 其亮点在于融合科学思维（模型建构、抽象概括）与科学态度（传统文化渗透），如用《天工开物》“舂”“桔槔”等实例增强文化自信，通过实验探究平衡条件培养科学探究能力。采用问题引导、分步作图教学，助力学生掌握力臂画法，教师可直接用于课堂提升教学效率。

知识点1 认识杠杆 1. 问题:观察下图中的跷跷板、羊角锤和开瓶器等机 械,你认为这些机械有什么共同的特点呢? 甲 跷跷板 乙 用羊角锤拔钉子 丙 开瓶器 2. 分析:一根 棒,在 的作用下能绕着 转动,这根硬棒就是杠杆。 3. 注意: “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两 个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想 情况,杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理 问题的基础。 硬 力 固 定点 【典例1】下列图片中不属于杠杆的是( D ) A. 船桨 B. 剪刀 D C. 指甲钳 D. 麻绳 【变式1】下列图片中不属于杠杆的是( B ) A. 托盘天平 B. 旋转的竹蜻蜓 B C. 筷子 D. 脚踏式翻盖垃圾桶 知识点2 杠杆的五要素 概念: (1)支点: 的点,用O表示。 (2)动力:使杠杆转动的力,用F1表示。 (3)阻力: 杠杆转动的力,用F2表示。 (4)动力臂:支点O到动力F1的作用线的距离l1。 杠杆可以绕其转动 阻碍 (5)阻力臂: 的距离 。 支点O到阻力F2的作用线 l2 【典例2】如图所示是同学们常用的燕尾夹,当用力按压 C点打开夹子时,可把 (选填“A”“B”或“C”)点看作支点,阻力的作用点是 (选填“A”“B”或“C”)点。 B A 【典例2】图 【变式2】如图所示,夹核桃时,用力向下压夹子上部的 手柄即可夹碎核桃。把上部手柄视为杠杆,用力时支点 是 ;阻力的作用点是 、动力的作用点是 点。(均选填“A”“B”或“C”) 【变式2】图 A B C 知识点3 力臂的作图 1. 方法: (1)找到支点:杠杆其他部位可以绕其转动的点; (2)找力的作用线:沿着力的方向做一条延长线(延长 线属于辅助线,要用虚线画); (3)画垂线,标垂足:过支点作力的作用线的垂线,标 出垂足; (4)用大括号或一条两端带箭头的线段标识出垂线段, 那就是力臂; (5)写出力臂的符号。 2. 解读: (1)“支点”一定在杠杆上。同一杠杆,使用方法不 同,支点位置可能改变。 (2)“动力、阻力”的作用点都在杠杆上。它们分别使 杠杆向相反方向转动。 (3)“力臂”是指支点到力的作用线的距离,不是支点 到作用点的距离;力臂不一定在杠杆上。 【典例3】请在图上画出F1和F2的力臂。 【典例3】图 【变式3】如图甲所示的是一个拔草工具。拔草时,可以 将其看成一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,O为杠 杆的支点,F2是草对拔草工具的阻力,人在B点施加动力 F1。请在图乙上画出F1和F2的力臂。 甲 乙 【变式3】图 1. 一根硬棒,在力的作用下能 , 这根硬棒就是杠杆。 2. 杠杆五要素包括: 。 3. 力臂的作图方法: 。 绕着固定点O转动 支点、动力、阻力、动力臂、阻 力臂 ①找支点;②找力的作用线;③ 画垂线,标垂足;④标识出垂线段;⑤写出力臂的符号 基础评价 1. 如图是超市用的手推车,车前行时需经过障碍物,当 前轮遇到障碍物,应该是 (选填“压”或“抬”)车把,支点是点 ;当后轮遇到障碍物,应该是 (选填“压”或“抬”)车把,支点是点 。 压 C 抬 B 第1题图 方法点拨 杠杆绕着转动的点为支点,支点一般固定 不动。 2. 爱学习爱劳动的小张常帮妈妈做家务。如图甲是小张 用笤帚在水平地面扫地,如图乙是简化图,以O为支 点,作用在A点的动力为F1。请在图乙中画出F1的力臂l1 及作用在笤帚上阻力F2的示意图。 甲 乙 第2题图 3. 如图甲所示是个核桃钳子,其中一个杠杆OAB的简化 示意图如图乙所示,O点是支点,A点是阻力的作用点, B点是动力的作用点,请在图中画出压核桃时,作用在A 点的阻力F2的阻力臂l2。 甲 乙 第3题图 素养评价 4. 如图所示是家用水龙头的示意图,作用在A点的力 F1向上抬起把手可打开水龙头就流出自来水。若将 “把手”视为绕O点转动的杠杆,请在图中画出动力 F1的力臂。 第4题图 方法点拨 力的力臂是指支点到力的作用线的距离, 动力臂的作法是过支点O作动力F1作用线的垂线,这条 垂线段就是动力臂。力臂与力的作用线始终是垂直的。 5. 如图所示,使用羊角锤拔钉子,点A为动力的作用 点。 第5题图 (1)标出杠杆的支点,用O点表示; (2)画出钉子对羊角锤的阻力F2的示意图和阻力臂l2; (3)找出其中一个动力F1,并画出动力臂l1。 $ 2022课程标准 学习目标 探究并了解杠杆的 平衡条件。 1.【重点】通过实验，探究杠杆的 平衡条件。 2.【难点】能利用杠杆平衡条件对 杠杆进行分类，并根据实际需要选 择合适的杠杆。 知识点1　认识杠杆的平衡状态 1. 概念：当杠杆在动力和阻力作用下处于 ⁠ 或 时，我们就说杠杆 了。 静止　 匀速转动状态　 平衡　 2. 判断：下列情况中，杠杆处于平衡状态的有 ⁠。 A. 静止的 倾斜杠杆 　 ACDE　 D. 汽车发 动机做检 修时把引 擎盖抬起　 E. 用食品 夹夹肉饼 C. 静止的 手臂 B. 上下摆 动的跷跷板 知识点2　探究杠杆的平衡条件 提出 问题 在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种非常重 要的状态。杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 实验 目的 探究杠杆的平衡条件 实验 器材 支架、一根均匀的杠杆（杠杆上带有刻度尺）、 若干钩码 实验 步骤 1.调节杠杆两端的 ，使杠杆保 持 （选填“水平”或“倾斜”）位置静 止，达到平衡状态。 平衡螺母　 水平　 实验 步骤 2.如图所示，给杠杆两侧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的大小等于各自钩码 所受的重力的大小。 3.把右侧钩码对杠杆施加的力记为动力F1，左侧 钩码对杠杆施加的力记为阻力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 值填入表中。 实验 步骤 4.保持阻力F2和阻力臂不变，改变动力F1，相 应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数值 填入表中。 5.保持动力F1和动力臂不变，改变阻力F2，相 应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数值 填入表中。 数据 记录 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 10 2 3 4 5 6 … 实验 结论 要使杠杆平衡，需要满足以下条件： ①杠杆的平衡条件： ⁠ 。可用公式 表示。 ②作用在杠杆上的两个力，一个力使杠杆顺时针 转动，另一个力使杠杆 时针转动。 动力×动力臂＝阻力×阻 力臂　 F1l1＝F2l2　 逆　 实验 反思 与拓 展 1.调节平衡螺母的目的是 ⁠ ⁠。 2.实验中，如图甲所示使杠杆保持 ⁠位置 平衡的原因是 ⁠ ⁠。 消除杠杆自重对实验 结果的影响　 水平　 方便从刻度尺中直接读出力臂的 大小　 实验 反思 与拓 展 3.如果不考虑方便测量力臂的因素，那么杠杆能 否在倾斜的状态下（如图乙所示）完成杠杆平衡 条件的实验呢？ ⁠。 甲 乙 能　 实验 反思 与拓 展 4.在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于 支点两侧的情况。仔细观察如图丙所示的杠杆， 它与上面实验中研究的杠杆有什么不同？ ⁠ ⁠。 丙 动力 和阻力位于支点同侧（或动力与阻力方向不同） 　 【典例1】在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重 1 N。 甲 乙 丙 【典例1】图 （1）实验前杠杆如图甲所示，此时杠杆处于 ⁠ （选填“不平衡”或“平衡”）状态，需向 ⁠调节 右侧平衡螺母或向 ⁠调节左侧平衡螺母使杠杆处于 水平位置平衡。 平衡　 右　 右　 （2）杠杆平衡后，如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩 码，则在杠杆的D点挂 个相同的钩码，就可使杠杆 重新在水平位置平衡。 （3）保持B点钩码数量和位置不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1数据绘制了l1－F1的关系图像，如 图丙所示。由图像推算，当l1为0.6 m时，F1为 N。 4　 0.5　 【典例1】在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1 N。 甲 乙 丙 【典例1】图 【变式1】开瓶时使用的开瓶器可以简化成不计重力的杠 杆，如图所示，O为支点。若动力F1和阻力F2都与杠杆 垂直，且AO＝6 cm，BO＝1 cm，F1＝20 N，则F2的大 小为 N。 【变式1】图 120　 ▶方法点拨　正确判断杠杆的五要素，并运用杠杆平衡 条件F1l1＝F2l2分析问题。 知识点3　杠杆的分类 情境 作图 分析 分类 如图所示是钢丝钳，可以看作两个杠杆的组合。其中杠杆AOB 中，O是支点，A点是动力的作用点，B点是阻力的作用点 在图中分别画 出动力F1的力 臂l1、阻力F2 的力臂l2 由图可知 l1 l2，根据杠杆平衡条件 . ，则F1 ⁠F2 这种杠杆 叫作 ⁠ （选填“省力” “费力” 或“等 臂”，下 同）杠杆 ＞　 F1l1 ＝F2l2　 ＜　 省力　 情境 作图 分析 分类 在使用筷子时，筷子绕着C点转动，所以C点即为支点；手的作用力F1为动力，其 方向与筷子垂直，作用点为B点；物体对筷子的力F2为阻力， 作用在A点 在图中分别画 出动力F1以及 F1的力臂l1、F2的力臂l2 由图可知l1 ＜ l2，根据 杠杆平衡 条件F1l1＝ F2，则 F1 ⁠F2 这种杠杆 叫作⁠ ⁠杠杆 ＞　 费力 情境 作图 分析 分类 如图是一个托盘 天平，可看作一 个杠杆。横梁绕 着O点转动，所以 O点即为支点，其 中F1为动力，F2 为阻力 在图中分别画 出动力F1的力 臂l1、阻力F2 的力臂l2 由图可知l1 ＝l2 ，根据 杠杆平衡 条件 F1l1＝ F2l2，则F1 ＝F2 这种杠杆 叫作 ⁠ ⁠杠杆 等臂 　 【典例2】如图是使用一种开瓶器打开瓶盖的情形。瓶盖 对开瓶器的力为阻力F2，手对开瓶器的力为动力F1。 （1）请在图中画出动力臂l1和阻力臂l2。 【典例2】图 （2）此时开瓶器属于 （选填“省力”“费力” 或“等臂”）杠杆。 请写出你的依据： ⁠ ⁠ 。 省力　 由作图可知，l1＞l2，根据杠杆平衡 条件F1l1＝F2l2，可判断出F1＜F2，所以此时开瓶器是省 力杠杆　 【典例2】如图是使用一种开瓶器打开瓶盖的情形。瓶盖 对开瓶器的力为阻力F2，手对开瓶器的力为动力F1。 【典例2】图 【变式2】如图所示是用钓鱼竿钓鱼的情景，其中动力为 F1。 （1）请在图中作出动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2。 【变式2】图 （2）此时钓鱼竿属于 （选填“省力”“费力” 或“等臂”）杠杆。 请写出你的依据： ⁠ ⁠ ⁠。 费力　 由作图可知，l1＜l2，根据杠杆平衡 条件F1l1＝F2l2，可判断出F1＞F2，所以此时钓鱼竿是费 力杠杆　 【变式2】如图所示是用钓鱼竿钓鱼的情景，其中动力为 F1。 【变式2】图 ▶方法点拨　第一步：在图中找出力臂；第二步：比较 力臂的大小；第三步：利用杠杆平衡条件F1l1＝F2l2比较 两种力的大小。动力臂短，省距离，则是费力杠杆；动 力臂长，费距离，则是省力杠杆。作用在杠杆上两个力 的大小与它们的力臂成反比。 1. 阅读短文，完成填空。 我国古代的杠杆 杠杆在我国古代就有很多应用，例如：碓（duì）、 桔槔、杆秤、辘轳等。 如图甲所示，是《天工开物》中记载的我国传统提 水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为 支点，A端挂有重为40 N的石块，B端挂有重为20 N的空 桶，OA长为1.2 m，OB长为0.6 m。使用时，人向下拉 绳放下空桶，此时桔槔为 （选填“省力”“费 力”或“等臂”）杠杆，生活中类似的杠杆还有 ⁠ （填写一种即可）；装满重为100 N的水后向上拉绳缓慢 将桶提起，向上拉绳提起装满水的桶 时拉力为 （硬棒质量忽略不计）。 费力　 船桨 40 N　 甲 图乙是一种木石做成的捣米器具，主要用于舂（chōng）米，它包括石臼（jiù）、碓身和碓头三部分。碓身一般用笨重的石头或木头制成，碓头是一根包了铁齿的短杵（chǔ），它对准埋在地上的石臼。使用时人用一只脚用力向下踏动碓身的一端，抬起碓头，然后落下，用来捣击石臼里的谷物，以达到脱壳或捣碎的目的。若碓头质量为20 kg，不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为零，g取10 N/kg。 捣谷人右脚在B点用力F踩横木使其刚好转动，如图丙所示，已知OA∶OB＝3∶2，则F的大小为 ⁠。 300 N　 乙 丙 1. 杠杆平衡条件——作用在杠杆上的两个力，一个力使 杠杆顺时针转动，另一个力使杠杆逆时针转动，且满足 F1l1＝F2l2。 2. 杠杆的分类 省力杠杆：动力臂 ＞阻力臂 ，动力 ⁠＜ 阻力 ，省力但费距离，如铡刀、铁皮剪等。 费力杠杆：动力臂 ＜阻力臂 ，动力 ⁠＞ 阻力 ，费力但省距离，如钓鱼竿、镊子等。 等臂杠杆：动力臂 ＝阻力臂 ，动力 ⁠＝ 阻力 ，既不省力也不省距离，如托盘天平等。 l1　 l2　 F1　 F2　 l1　 l2　 F1　 F2　 l1　 l2　 F1　 F2　 基础评价 1. 如图是某住宅小区大门限制汽车进出的起落杆。 第1题图 （1）请在图中画出两个力的力臂。 （2）根据杠杆的平衡条件 ，可知F ⁠ （选填“＞”“＜”或“＝”）G。 F1l1＝F2l2　 ＜　 2. 如图所示，该同学正在做俯卧撑，其在最高点处于静 止状态。已知她的质量为50 kg。（g取10 N/kg） 第2题图 （1）地面对她手的支持力F1为 N。 300　 （2）地面对她手的支持力F1为动力，此杠杆是 ⁠ （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 省力　 3. 如图所示，在B点分别沿力FA、FB、FC的方向用力， 使杠杆平衡。 第3题图 （1）画出这三个力的力臂。 （2）根据力臂，你能判断最小的力是哪个吗？ ⁠ ⁠。 根据平 衡条件，知lB最长，所以最小的力为FB　 素养评价 4. 在地震救援中队员利用各种器材展开抢险救灾工作。利用 图甲所示的钢丝钳，救援队员把钢筋剪断，钢丝钳是 . （选填“省力”或“费力”）杠杆。使用撬棒，救援队员把 滚落在公路上的石块撬起，如图乙所示，若救援队员在撬棒 D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒的支点是 点；救 援队员还可以沿DN方向用力撬起石块1，两种方式中沿 方向更省力。 省力　 A　 DM　 甲 乙　 第4题图 5. 各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。在图中，哪些是 省力杠杆，哪些是费力杠杆？要剪断铁片，应该使用哪 种剪刀？剪纸时应该使用哪种剪刀？修剪树枝时应使用 哪种剪刀？为什么？ 甲 乙 丙 第5题图 答：甲和丙是省力杠杆。铁片的硬度大，剪铁片应该选 用甲；纸张硬度小，为便于裁剪，剪纸可选用乙。修剪 树枝一是硬度较大，二是需要伸长臂来剪，所以应该选 用丙。 答：甲和丙是省力杠杆。铁片的硬度大，剪铁片应该选 用甲；纸张硬度小，为便于裁剪，剪纸可选用乙。修剪 树枝一是硬度较大，二是需要伸长臂来剪，所以应该选 用丙。 $