6.5 杠杆 课件- 2025-2026学年沪粤版物理八年级下册

知识点 1 认识杠杆 1. (2025 山东)小明使用筷子夹菜时,发现可将筷子视为杠杆。他用 学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析,如图所示,以下说法错误的 是( D ) A. F1为动力 B. L1为动力臂 C. F2为阻力 D. L2为阻力臂 D 2. 如图所示的杠杆在力F1、F2作用下处于静止状态,其中点O 是 ,若F1是动力,则F2是 ,动力臂是 ,阻力 臂是 。 支点 阻力 OB OA 知识点 2 杠杆作图 3. (2025 德阳)小王在体育课上做俯卧撑,若将他的身体看作杠 杆,脚尖作为支点O,简化模型如图所示,A点为重心,请画出重力示 意图及F1的力臂L1。 4. 教材改编 如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图,请画出 杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂L1。 5. 如图甲是一款修理路灯的升降机,其支撑臂相当于一个杠杆, 其简化图如图乙所示。请在图乙中画出动力F1的力臂L1及作用在B点的 阻力F2。 知识点 3 探究杠杆的平衡条件 6. (2025 巴中)晾晒相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持 水平平衡的是( B ) A. B. C. D. B 7. 实验探究 小萱利用如图所示的实验装置,做“探究杠杆的平 衡条件”实验。杠杆上相邻刻度线间的距离相等,实验使用的每个钩码 质量均为50 g。 (1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。接下来应将杠杆左侧的平衡螺 母向 (选填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡。 平衡 左 (2)调整杠杆水平平衡后,如图乙。在杠杆的A点挂2个钩码,为使 杠杆保持水平平衡,应在杠杆B点挂 个钩码。若在杠杆A点挂3个 钩码,用弹簧测力计在杠杆的C点竖直向上拉杠杆,弹簧测力计示数 为 N时,能使杠杆水平平衡。(g取10 N/kg) 5 2.5 (3)在实验中,保持阻力、阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,测出 每一组动力臂L1和动力F1的数据,并绘制出F1与L1的关系图像,如图丙 所示。请根据图像推算,当L1为0.05 m时,F1为 N。 6 8. (2025 德州)“秤砣虽小压千斤”,杆秤是中国最古老的称量工 具,是我国的“国粹”之一。如图甲所示,当不挂秤砣时,在O点提起 提纽,杆秤水平平衡。用秤钩悬挂100 g物体、秤砣移到B点时,杆秤再 次水平平衡,如图乙所示。下列说法正确的是( B ) A. 甲图中A点为杠杆的支点 B. 若OB=5OA,则“秤砣”的质量 为20 g C. 若秤钩再加挂20 g物体,秤砣向 左移动可使杆秤再次平衡 D. 如果“秤砣”磨损,则测量值比真实值偏小 B 9. 图1为旅行衣架,利用椅背做支撑晾晒衣物,图2为其简化示意 图。挂衣物时,该衣架可以看成 ,同一件衣物挂在 (选 填“B”“C”或“D”)点,椅背上A点受到的作用力最小。若忽略衣架重, OA∶AD=3∶4,将6 N的衣物挂在D处时,椅背上A点受到的水平压力 为 N。 杠杆 B 8 10. 小王利用本节课所学知识制作了如图所示的杆秤。 a.不挂重物与秤砣,调节悬挂点O的位置使杆秤在水平位置平衡。 b.将物体挂在挂钩处,调节秤砣M的位置,将杆秤再次调节到水平 位置平衡,通过测量相关物理量,即可测出物体的质量。 (1)在某次测量过程中,将杆秤调节到水平位置平衡后,测量杆秤 中的OA长为5 cm,OC长为8 cm,秤砣M的质量为200 g,则本次所测物 体的质量为 g。 (2)若OB长为20 cm,杆秤的最大测量值为 g。 320 800 (3)在某次测量过程中,挂上物体后,杆秤无法调节到水平平 衡,其原因是超过了杆秤的最大测量值。小王提出了两个方案来解 决这个问题: 方案一:只增加OB的长度,将增加的部分标上刻度。 方案二:只增加秤砣M的质量,将原来刻度按比例重新标上示数。 如果你来选择,会选用 (选填“方案一”“方案二”或 “两个方案都可以”)。 方案二 6.5 杠 杆 观察图中的跷跷板、羊角锤和开瓶器,这些机械有什么共同的 特点呢? 1. 能识别出杠杆,知道杠杆的五要素。 2. 能准确画出动力臂与阻力臂。 3. (重点)通过实验,探究杠杆的平衡条件,并能利用杠杆的平衡 条件进行相关计算。 4. 了解杠杆的分类及其特点、应用。 5. 在生活中根据实际情况选用杠杆,解决实际问题。 第1课时 探究杠杆的平衡条件 1. 杠杆(如图所示) 定义:物理学中,把在力的作用下能绕 转动的硬 棒(直棒或曲棒),叫做杠杆。 某一固定点 支点:杠杆绕着转动的点(图中点O),叫做支点。 力臂:从支点到 的 距离L1和L2叫做力 臂。动力的力臂叫做动力臂,阻力的力臂叫做阻力臂。 力的作用线 垂直 杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下处于 或 状态,叫做杠杆平衡。 2. 杠杆的平衡条件:动力 动力臂=阻力 阻力臂,即 。 静止 匀速转动 F1L1= F2L2 知识点 1 认识杠杆 例1 关于杠杆,下列说法中正确的是( D ) A. 杠杆一定是直的 B. 阻力作用点到支点的距离为阻力臂 C. 动力和阻力一定在支点两侧 D. 杠杆的支点一定在杠杆上 D 例2 如图所示,一位母亲推着婴儿车行走,当前轮遇到障碍物时, 母亲向下按扶把,若把婴儿车视为杠杆,这时杠杆的支点在 ;当后轮遇到障碍物时,母亲向上抬起扶把,这时杠杆的支点 在 (前两空选填“前轮”或“后轮”),阻碍婴儿车转动的力是 (选填“婴儿的重力”或“婴儿 对婴儿车的压力”)。 后轮 前轮 婴儿对婴儿车的压力 知识点拨 (1)支点的确定:假定杠杆转动起来后,杠杆上不动的那一点即为 支点。(2)力臂是指点到线(“支点”到“力的作用线”)的垂直距离,而不是 点到点(“支点”到“力的作用点”)的距离。 下列四幅图中,力F的力臂l画法错误的是( D ) D 知识点 2 杠杆作图 例3 跨生物学 踮脚是一项很好的有氧运动,如图所示,它简单易 学,深受广大群众的喜爱。请画出此人体杠杆模型中动力F的力臂L。 例4 模型建构 如图甲为用钳子剪铜线时的情景,图乙是钳子的简 化图。其中AOB可以看成一个杠杆,O为支点。若手对钳子的作用点为 A,L1是动力F1的力臂,请在图乙中画出动力F1的示意图。 知识点拨 力臂的画法:(1)找点:确定杠杆的支点;(2)作垂线段:从支点向 力的作用线作垂线;(3)画力臂:标垂足-直角符号,标力臂-支点到 垂足的距离(力臂可以用“带箭头的线段”或“虚线加大括号”表示)。 根据力臂画力:在力臂一端作一垂线,垂线与杠杆的交点就是该力 的作用点。 知识点 3 探究杠杆的平衡条件 例5 科学探究 如图所示,小明同学决定踏着科学家的足迹开展探 索之旅,设计实验探究“杠杆的平衡条件”。 (1)实验前,把杠杆的中点作为支点,其目的是避免杠杆的 对实验造成影响。 自重 (2)如图甲所示,杠杆静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处 于平衡状态,紧接着,他将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”) 调节,使杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是 。 是 右 便于测量力臂大小 (3)调节杠杆水平平衡以后,如图乙,在A处下方挂3个钩码(每个钩 码重0.5 N),为使杠杆保持平衡,则需在B处挂 个钩码。根据本次 实验,小明立即得出杠杆的平衡条件为 (填写公式),你 觉得有什么不妥之处: 。 2 F1L1=F2L2 只用一组测量数据得到结论不可靠,偶然性太大 (4)小明改用弹簧测力计在C处沿竖直方向施加拉力(如图丙所示), 忽略摩擦力,为使杠杆保持水平平衡,则弹簧测力计示数为下列选项中 的 ;若弹簧测力计改为斜向上拉(如图丁所示),则弹簧测力计的 示数可能为下列选项中的 。(均选填字母) A. 0.8 N B. 1.0 N C. 1.2 N B C 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,将杠杆支在支架 上,调节杠杆两端的 ,使杠杆在 位置平衡;如 图所示,杠杆处于平衡状态,杠杆上每格等距,每个钩码质量相同。若 在支点两侧同时各减掉一个钩码,那么杠杆的 (选填“左端”或 “右端”)将下倾。 平衡螺母 水平 右端 第2课时 杠杆的分类及应用 三种杠杆的特点 名称 结构特征 特点 应用举例 省力杠 杆 动力臂 阻力臂 省力费 距离 撬棒、铡刀、羊角锤、钳子、手推 车、花枝剪刀等 > 费力 杠杆 动力 臂 阻力臂 省距离费 力 筷子、镊子、铁锹、缝纫机踏板、起重 臂、人的前臂、理发和裁衣的剪刀、钓 鱼竿等 等臂 杠杆 动力 臂 阻力臂 既不省力 也不省距 离 天平 < = 知识点 1 杠杆的分类 例1 (2025 青海)如图所示,踏碓是古代的舂米工具,运用了杠杆原 理。以下几种杠杆与踏碓相同的是( A ) A 例2 如图所示,园艺工人在修剪枝条时,常把枝条尽量往剪刀的轴 处靠近,这样做是为了( D ) D A. 增大动力臂,能够省力 B. 增大阻力臂,方便使用 C. 减小动力臂,方便使用 D. 减小阻力臂,能够省力 知识点 2 杠杆的应用 例3 (2025 海南)“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种用杆秤测 量弓最大弹力的方法。如图所示,当杆秤水平平衡时,秤砣重为G;距 提纽90 cm,挂弓点距提纽30 cm,杆秤质量不计,则该弓的弹力F = G。若要提高杆秤的测量精度,可采取的方法: (写出一种即可)。 3 换用质量更 小的秤砣 模型建构 灌河特大桥位于连云港市与盐城市的交界 处,跨越灌河,是连盐高速公路上的控制性工程和苏北地区的标志性工 程,如图甲所示。小明模仿大桥搭建简易模型,如图乙所示,其他因素 不变,如果只把拉索与桥塔的固定点下移,则可以( A ) A A. 减小动力臂 B. 减小阻力臂 C. 增加动力臂 D. 增加阻力臂 例4 劳动实践中,小明利用如图所示的轻质除草器ABC拔除杂草, 请作出以B点为支点使用该除草器将杂草撬起时施加的最小动力F1的示 意图。 知识点拨 画杠杆最小力的一般步骤 (1)确定杠杆的支点,选择杠杆上距离支点最远的点(或已确定的点) 作为动力作用点; (2)连接支点和动力作用点,所得线段即最长力臂; (3)根据“异侧同向,同侧反向”的原则,由阻力方向判断动力方 向,过动力作用点作最长力臂的垂线,根据动力的方向标上箭头,即为 最小动力。 跨语文 如图甲是《水浒传》中风雪山神庙的情节,林 冲用长枪挑着酒葫芦在雪中行走,其简化图如图乙所示。O为肩膀处的 支点,A为左手握枪处,O′为酒葫芦的重心,请在图乙中画出作用在A 点的最小动力F及酒葫芦受到的重力。 例5 教材改编身高1.7 m,质量为50 kg的小明同学做俯卧撑运 动,此时将他视为一个杠杆,如图所示。他的重心在A点,g取10 N/kg,则: (1)他的重力为多少? 解:(1)小明同学的重力G=mg=50 kg 10 N/kg=500 N (2)若他将身体撑起,地面对手的作用力至少要多大? (2)由图可知,O为支点,动力臂L1=0.9 m+0.6 m=1.5 m,阻力臂 L2=0.9 m 阻力大小等于人的重力大小,即F2=G=500 N 由杠杆平衡条件可得F1L1=F2L2 即F1 1.5 m=500 N 0.9 m 解得F1=300 N。 答:(1)他的重力为500 N; (2)若他将身体撑起,地面对手的作用力至少要300 N。 杆秤在我国有几千年的历史,如今中药房仍在使用。如 图所示,已测得刺五加药材质量是120 g,其中OB=3OA,若不计杆秤 自重,则秤砣的质量约为 g,接下来要测30 g的人参片,需要将 秤砣向B点的 (选填“左”或“右”)侧移动。若秤砣磨损严重,则测 得的结果要比真实值偏 。 40 右 大 知识点 1 杠杆的分类 1. (2025 宜宾)如图,下列工具使用过程中通常属于省力杠杆的是 ( B ) B 2. 生活物理 如图是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,其 中A为货物,液压支撑杆与车厢接触点为B点。下列分析正确的是 ( D ) A. B点是支点,物体A放在车厢后部可省力 B. B点是支点,液压支撑杆施加的力是动力 C. C点是支点,物体A对车厢的压力是动力 D. C点是支点,物体A放在车厢后部可省力 D 3. 跨学科 如图甲是我国古代的“舂米石臼”,其简化图如图乙 所示,O为支点,人在A端用力踩下,B端翘起,放脚后B端由于重力作 用下落,打在石臼内的谷物上。此装置属于 (选填“省 力”“等臂”或“费力”)杠杆,其优点是可以省 ;当其他条 件不变时,人脚离O点越远,则需要用力越 (选填“大”或 “小”)。 费力 距离 小 知识点 2 杠杆的应用 4. 如图所示,O为拉杆式旅行箱的轮轴,OA为拉杆。现在拉杆端 点A处施加一竖直向上的力F,使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至 接近竖直位置。则力F的大小( A ) A. 始终不变 B. 一直变大 C. 一直变小 D. 先变小后变大 A 5. 生活物理 如图是一种健身器械,AOB可视为一个杠杆,O是它 的支点。 (1)小明用力向下拉杠杆时,重物被抬起。此时AOB是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。 (2)他想更容易抬起重物,应该将手 (选填 “靠近”或“远离”)O点,这样可以增大 。 省力 远离 动力臂 (3)在图中画出F1的力臂l1。 6. (2025 凉山)如图甲所示,人们用盘子夹可以既方便又安全地取 出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆,O为支点。 请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。 7. 某实验小组同学为了测量棉线的抗断拉力(棉线的抗断拉力指其 能够承受的最大拉力,超过这个拉力,棉线就会断裂),他们设计了如 图所示的实验装置:将分度值为1 cm、长度为 1 m的轻质米尺置于可移 动的支点P上,把棉线固定在米尺右端100 cm刻度处与地面之间,使棉 线绷直,在米尺左端零刻度线处挂一重为5 N的钩码,米尺在水平位置 平衡。求: (1)支点P在50 cm刻度处时,棉线对米尺的拉力; 解:(1)由图可知,支点P在米尺中间,根据杠杆平衡条件得F1L1= F2L2,即 F1 0.5 m=5 N 0.5 m 棉线对米尺的拉力F1=5 N (2)为将棉线拉断,应将支点水平向 (选填“左”或“右”)移动; 若移动40 cm时,棉线断裂,该棉线的抗断拉力; (2)为将棉线拉断,应减小棉线对米尺拉力的力臂,增大钩码对米 尺拉力的力臂,即支点应向右移动 支点移动40 cm时棉线断裂,此时钩码对米尺拉力的力臂L2′=90 cm=0.9 m 棉线对米尺拉力的力臂L1′=10 cm=0.1 m 根据杠杆平衡条件得F1′L1′=F2′L2′,即F1′ 0.1 m=5 N 0.9 m 此时棉线对米尺的拉力F1′=45 N (3)此装置能够测量棉线的最大抗断拉力。 (3)米尺分度值为1 cm、长度为1 m,且棉线固定在右端100 cm处, 支点从50 cm处开始能向右移的最大距离为49 cm=0.49 m,此时钩码对 米尺拉力的力臂L2″=99 cm=0.99 m 棉线对米尺拉力的力臂L1″=1 cm=0.01 m,根据杠杆平衡条件得 F1″L1″=F2″L2″,即F1″ 0.01 m=5 N 0.99 m 棉线对米尺的拉力F1″=495 N。 答:(1)支点P在50 cm刻度处时,棉线对米尺的拉力为5 N;(2) 为将棉线拉断,应将支点水平向右移动;若移动40 cm时,棉线断 裂,该棉线的抗断拉力为45 N;(3)此装置能够测量棉线的最大抗断 拉力为495 N。 8. 图甲为某停车场入口处的车闸杆。图乙为此车闸杠杆的示意 图,O为质量分布均匀的闸杆的支点,闸杆的重力为60 N,长度AB为 3.6 m,A到支点O的距离为0.6 m。下列说法正确的是( B ) A. 适当减小OA的间距,就可减小A端升起闸杆的动力 B. 要将闸杆升起(忽略摩擦),至少需在A端施加的力为120 N C. 升起闸杆时,若施加在A端的力为动力,此时闸杆是省力杠杆 D. 升起闸杆时,在同一竖直面内沿F1方向施力比沿F2方向施力更省力 B 9. 如图所示,一根轻质杠杆可绕O点转动,OA∶OB=1∶2,在杠杆 的A点挂一重为60 N的物体,为使杠杆水平平衡,应在B端施加拉力F的 最小值为 N。现将重物从图示位置缓慢提升一定的高度,若保持 拉力F的方向始终竖直向上,则此过程中拉力F将 ;若保持该 拉力F的方向始终垂直于OB向上,则此过程中拉力F将 (后两 空选填“变大”“变小”或“不变”)。 30 不变 变小 10. 新情境 物理学在桥梁建筑技术方面有很多应用,如图甲为宜 兴首座钢结构斜拉桥荆邑大桥,桥梁全长544.5米,两个巨大的弧形拱 塔,有十八层楼那么高。“桥塔为什么要造这么高?”小华对此进行了 研究:他将大桥的结构进行简化,抽象成图乙所示的模型。 (1)小华通过比较发现:适当增加桥塔的高度,可 斜拉索 拉力的力臂,从而 斜拉索的拉力(前两空选填“增大”或“减 小”),在桥面上行驶的汽车,位置越靠近桥塔,钢索受到的拉力 越 (选填“大”或“小”)。 增大 减小 小 (2)近几年来,多起高架桥侧翻事故引起了人们对如图丙所示的独 柱高架桥安全性的思考。独柱式高架桥分为单支座式(如图丁a)和双支 座式(如图丁b),从桥梁的稳定性角度考虑,建造桥梁时应选择的支撑 方式为 (选填“单”或“双”)支座式。当重载卡车在双支座式高 架桥最右侧行驶时桥面侧翻,支点是 (选填“左”或“右”)支 座。如果在两个支座中间再增加一个支座(如图丁c),桥面侧翻危害的风 险将 (选填“减小”“增 大”或“不变”)。 双 右 不变 $