第十二章 第1节 杠杆-【教材笔记】2025-2026学年八年级下册物理（人教版·新教材）

第十二章简单机械 我们的周围有各种各样的机械：提升重 物的起重机，代步的自行车，计时的钟 表…现在，机械更进入了太空。在中国空 间站上工作的机械臂可以组合使用，完成各 种复杂的任务。 机械是各种机器和机构的总称，由多个构件 组成，能够传递和转换能量完成特定功能 各种各样的机械展现了人类的智慧。有 的机械简单，有的机械复杂。不管机械多么 复杂，都可以从中找到构成它们的基本元 素—杆、轮、链条等。本章我们就从最简 单的机械入手，了解它们如何使日常生活和 工作更便利、更有效。 第1节 杠杆 ?问题 观察图12.1-1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？ 可绕着一个点转动 甲 跷跷板 乙用羊角锤拔钉子 丙开瓶器 图12.1-1各种杠杆 新知解读 知识点1● 杠杆 可以看到，这些机械工作时都会绕着一个点转动。 可以在杠杆的一端，也可 →以在杠杆的其他位置 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆(lé vr)。杠杆是最简单的机械之二。·可以是直的，也可以是弯的或其他形状的 在了解杠杆的作用之前，我们参照图12.1-2中的撬棒先熟悉几个名词。 支点：杠杆可以绕其转动的点(0点)； 动力：使杠杆转动的力（F); 阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)； 动力臂：从支点0到动力F,作用线的距离(1)； 阻力臂：从支点0到阻力F,作用线的距离(12)。 ®)方法点拨 “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”是指不 考虑发生形变，是一种理想情况，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。 104教材笔记物理八年级下册 知识点2》杠杆的平衡条件 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。在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态 是一种常见而且重要的状态。杠杆在满足什么条件 时才会平衡？ 图12.1-2撬棒 实验 探究杠杆的平衡条件 实验思路 探究杠杆的平衡条件，就是要找到影响杠杆平衡的各种因素并确定它们之间 的关系。 容易想到：杠杆支点两侧所受的动力、阻力，以及动力臂、阻力臂都会影响 杠杆的平衡，所以应该找出这四个量之间的关系。 我们可以先保持杠杆一侧的两个量不变，如左侧的阻力和阻力臂，改变另一 侧的两个量，即右侧的动力和动力臂。然后再保持右侧的动力和动力臂不变，改 变左侧的阻力和阻力臂。综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量 之间的关系。 实验过程，左低右调，右低左调 目的是让杠杆的重心刚好 在支点上，重力的力臂为0 调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静 止，达到平衡状态。 1.如图12.1-3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。 图12.1-3探究杠杆的平衡条件 2.把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F, 左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂11和阻力臂2；把 F1、F2、l1、L2的数据填入下表。 第十二章简单机械105 3.保持阻力F2和阻力臂12不变，改变动力F1,相应调节动力臂11的大小， 再做几次实验，把数据填入下表。 4.保持动力F1和动力臂1不变，改变阻力F2,相应调节阻力臂l2的大小， 再做几次实验，把数据填入下表。，避免实验数据的偶然性 次数 动力F/N 动力臂l,/m 阻力F,/N 阻力臂l2/m 1 2 3 4 5 6 实验结论 分析表中的数据，找出它们之间的关系。 杠杆静止或匀速转动都叫作杠杆平衡 实验结果表明，要使杠杆平衡，需要满足以下条件： 动力×动力臂=阻力×阻力臂 或写为 F h=F2l 这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 ®想想议议 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 图12.1-4所示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同？ 动力和阻力位于 支点同侧 图12.1-4一种杠杆 106教材笔记物理八年级下册 例题动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大 象的质量（图12.1-5甲）。测量时用一根长度为12m的槽钢作为杠杆。如图 12.1-5乙所示，吊钩固定于槽钢的中点0。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示 数F,为200N。测得l1为6m,l2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质 量。g取10N/kg。 甲 乙 图12.1-5测量大象的质量 解人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力F,=200N,动力臂l1=6;不 计铁笼的质量，则大象对杠杆的拉力为阻力F,它等于大象所受的重力G,阻力 臂l2=4cm=0.04m。 根据杠杆的平衡条件F1l1=F22,有 F2 F,l_200N×6m=3x104N 20.04m 大象的质量 m G_F2_3x10N=3x10kg=3t gg 10N/kg 大象的质量是3t。 D想想议议 用杠杆和弹簧测力计测量一个很重物体（大象）的质量时，应使弹簧测力计 拉力的力臂远大于被测物体（大象）对杠杆拉力的力臂。如果用杠杆和弹簧测力 计测量一个很轻物体的质量时，又应该怎么办？ 使被测物体对杠杆拉力的力臂远大于弹霎测力计拉力的力臂 知识点3>生活中的杠杆 我们身边有很多杠杆。例如，称量物体的天平、撬石头的撬棒、划船用的船 第十二章简单机械107 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。 省力杠杆利用图12.1-2中的撬棒，只要用很小的力，就能撬动很重的石 头。它的动力臂比阻力臂长，这类杠杆是省力杠杆。这类杠杆虽然省力，但是动 力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离大，省了力，却费了距离。 →注意：省力的杠杆定费距离，既省力又省距离的杠杆是不存在的 费力杠杆注意观察图12.1-6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 图12.1-6赛艇的船桨是杠杆 动力臂比阻力臂短，动力比阻力大，所以这类杠杆是费力杠杆。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，但省了距离。 科学世界 我国古代的杠杆 在古代，我国人民就善于在生产生活中利用各种各样的杠杆。 桔槔（图12.1-7)是古代的取水工具。人们在井边竖 一根立木，或就地利用树权，架上一根横木，横木的一端 绑上大石块，另一端系绳和水桶。不取水时，石头位置较 低；当要取水时，人借助体重向下用力将横木系水桶的一 端往下拉，另一端大石块的位置则上升。当水桶装满水后， 就让另一端的大石块下降，通过杠杆的作用，将水桶提升。 图12.1-7桔槔 因此，使用这种提水工具时可以减轻劳动强度。 踏碓（图12.1-8)是古代的春米工具，由杵臼演变而来，也运用了杠杆 原理。用柱子架起一根木杠，木杠的一端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的 108 教材笔记物理八年级下册 另一端，石头就连续起落，去掉石白中稻谷的皮。 在踏碓的基础上，人们又发明了利用水力的水碓 (图12.1-9)，水碓的原动轮是 一个大型卧式水轮，轮的轴上装 有一排互相错开的拔板，用以拨 图12.1-8踏碓 动碓杆，碓杆的一端装有碓头， 水轮转动时，就使几个碓头相继春米。它不仅用于粮食加 工，还用于春碎香料、陶土等。 图12.1-9水碓 我国古代还有许多杠杆的应用。明代的科技著作《天工 开物》中就记载了许多利用杠杆的器具，有兴趣的同学可以进一步研究。 练习与应用 ①有很多物品都可以看作杠杆，比如镊子、订书机等。请观察家里的生活用品， 说出另外两种可以看作杠杆的物品。 1.筷子、指甲剪等。 ②在图12.1-10中分别画出钳子、自行车手闸这两个杠杆（图中深色部分)工作 时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂。如果用钳子剪铜线时觉得有些费 劲，你可以怎样操作？简述其中的物理原理。 2.见图12.1-10；手往远离铜线的位置移动；阻力和阻力臂都不变，通过增大动力 臂，可减小动力。 图12.1-10 图12.1-11 ③如图12.1-11所示，在探究杠杆的平衡条件时，如果挂钩码前杠杆没有水平静 止，你应该怎样调节杠杆两端的螺母？ 3.平衡螺母向右调节。 第十二章简单机械109 ④图12.1-12为指甲剪的示意图，其中有省力杠杆，也有费力杠杆。哪个部分是 省力杠杆，哪个部分是费力杠杆？ 4.如图12.1-12所示，指甲剪中有3个杠杆：ABC、OBD、OED;杠杆ABC是省力杠 杆，杠杆OBD和OED是责力杠杆。 图12.1-12 ⑤搬运砖块的独轮车，车体和砖块所受的总重力G为1000N,独轮车的有关尺 寸如图12.1-13所示。抬起独轮车时，人手向上的力F应是多少？ 0.3m -1m 图12.1-13 5.人手向上的力 F=Gx0.3m-1000Nx0.3=300N 1 m 110教材笔记物理八年级下册