12.1 杠杆 课件-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

该初中物理课件聚焦“杠杆”核心知识，涵盖概念、五要素、力臂作图、平衡条件及分类。通过“吊起小汽车”视频和跷跷板等实例导入，引导学生从生活现象抽象出杠杆模型，搭建从感性认识到理性分析的学习支架。 其亮点在于以科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究为核心，通过实验数据推导平衡条件、指甲刀多杠杆分类等实例，结合步骤化力臂作图与系统小结，帮助学生形成物理观念，提升探究能力，教师可借助丰富案例和清晰流程优化教学。

“来自东方的神秘力量” 　　思考：人为什么可以轻松地吊起小汽车？ 视频 吊起小汽车 第十二章——简单机械 第1节 杠杆 八年级物理下册 •人教版（2024新版） 学习目标 认识杠杆及其分类；知道杠杆的一些应用； 通过对实例进行分析，结合示意图建立杠杆的模型，掌握力臂的画法。分析实验数据，推导得出杠杆的平衡条件。 学生间参与科学探究，增进交流与合作的意识，加强学生之间的相互协作精神。进一步认识物理的应用价值，提高学习物理的兴趣 通过探究，了解杠杆的平衡条件（重点）；会画出杠杆的力臂（难点） 物理观念 科学思维 科学探究 态度与责任 新课引入 观察以下图中跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，这些机械有什么共同特点呢? ？ 问题 受到力的作用、能绕某一点转动、是一根硬棒。 杠杆 一 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。 “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。 （杠杆可以是直的也可以弯曲或其他形状的） F F 固定点O 固定点O F F 固定点O 动力F1 阻力F2 支点 动力F1 阻力F2 支点 O A B A B O 杠杆五要素 一 F1 动力F1：使杠杆转动的力F1 。 F2 阻力F2：阻碍杠杆转动的力F2。 O 支点o：杠杆绕其转动的点O。 l1 动力臂l1：从支点到动力作用线的距离l1。 l2 阻力臂l2：从支点到阻力作用线的距离l2。 注意：“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。 杠杆 一 F1 O F2 l1 l2 力臂的作图步骤 1、找点（支点） 2、找线（力的作用线） 3、连垂线（点与线垂直） 4、标垂足和符号 F1 O F2 l1 l2 例1如图是一台简易吊车的示意图，请画出力F 1 的力臂l1 、阻力F2及其力臂l2。 解析： 确定支点为O，动力为F1，阻力为重物G对吊车的拉力F2，根据力臂的定义即可做出相应的力臂。 F2 l1 l2 练习1.试画出羊角锤拔钉子时的支点、动力、阻力和相应的力臂。 3.下图中关于动力F1的力臂的作图中，正确的是(　　) C 练一练 探究杠杆的平衡条件 1.调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持______并静止，达到平衡状态。 水平 调节方法：“左低右调、右低左调” 杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。 实验过程 思路：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。 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2 3 4 4.保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，及调节动力臂l1，再做几次实验，并把数据填入下表中。 5.保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，及调节阻力臂l2，再做几次实验，并把数据填入下表中。 2.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______位置平衡。 3.将右侧钩码对杠杆施力记为F1,左侧钩码对杠杆施力记为F2;测出杠水平平衡时动力臂L1及阻力臂L2，并把数据填入下表中。 水平 　杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。 次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1 6 3 2 2 3 4 6 2 3 4 6 8 3 4 5 8 4 10 消除杠杆自身重力对实验的影响。 （2）测量时，改变钩码的位置（力臂的大小），使杠杆在水平位置平衡的目的是________________。 便于测量力臂 （1）测量前，支点要选在杠杆中间，并调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡的目的是_______________________________ F1 F2 l1 l2 l1 l2 F1 F2 交流与评估 （3）将砝码换成测力计的好处是______________________________________ (4)将砝码换成测力计的缺点是________________________________________ 能直接测出拉力的大小，实验操作方便。 测力计本身有重量，对实验有一定的影响。 （5）多次改变动力F1和动力臂l1的大小，相应调节阻力F2和阻力臂l2，进行多次实验的目的:_______________________________。 使结论具有普遍性，避免结论偶然性. ？ 想想议议 F2 F1 在图1实验中，动力和阻力位于支点两侧的情况。 当动力F1和阻力F2都在杠杆支点的异侧;动力F1和阻力F2方向相同。 支点不在杠杆中间，杠杆自身重力对实验有影响。 G 图2所示的杠杆，动力和阻力位于支点同侧的情况。 当动力F1和阻力F2都在杠杆支点的同侧;动力F1和阻力F2方向相反。 图2 图1 【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(图甲)。测量时用一根长度为12m的槽钢作为杠杆。如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数F1为200N。测得l1为6m名，l2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。 解： 　1．省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。L1>L2，所以F1<F2。 省了力但费距离 生活中的杠杆 开瓶器 钢丝钳 独轮车 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。 （例如：天平、跷跷板、晾衣架）L1=L2，所以F1=F2 等臂杠杆：既不省力，也不省距离 理发剪 费力杠杆：动力臂比阻力臂短，这类杠杆是费力杠杆L1<L2，所以F1>F2 食品夹 铁锹 钓鱼竿 前臂 筷子 生活中的杠杆 三 修枝剪 手术剪 铁皮剪 理发剪 手工剪 以剪力为例，说说人们什么时候选用费力杠杆？什么情况下选择省力杠杆？ 当阻力比较大时，为了省力，人们会选用省力杠杆； 当阻力比较小时，为了省距离，人们会选用费力杠杆。 省力杠杆 费力杠杆 生活中的杠杆 三 A B C D O E 下图的指甲刀一共有几个杠杆？各属什么类型的杠杆？ ABC：省力杠杆 OBD：费力杠杆 OED：费力杠杆 肱二头肌 肘关节（支点） 了解人类手的前臂与杠杆相关知识 如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（ ） A．沿F1方向的力最小 B．沿F2方向的力最小 C．沿F3方向的力最小 D．三个力的大小相等 F3 F1 F2 O B 作用在杠杆上最小的力 1. 找支点; 2.连接支点与力的作用点，此线段就是最大动力臂; 3.过力的作用点作力臂的垂线，画出力的作用线。 4.判断动力方向一一当力在支点同侧F1和F2反向， 当力在支点异侧F1和F2同向。 最小动力：阻力和阻力臂不变时，根据F1L1=F2L2, 动力臂最大时，动力最小. 一、力的作用点已知情况下。 例1.在图中画出使杠杆OA平衡时的最小动力F1. 1. 找支点;2.在杠杆上找离支点最远的点; 3.支点与最远点的连线即最大动力臂,过力的作用点作动力臂垂线，画出力的作用线。 4.判断动力方向一一同侧反向， 两侧同向。 例2.如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，B处挂一重物G，请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。 二、在力的作用点未知时。 如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再挂一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将(　　) A．还继续处于水平平衡 B．右端上升，左端下降 C．右端下降，左端上升 D．无法确定杠杆的运动状态 C 判断杠杆转动的方向 比较动力乘动力臂的积与阻力乘阻力臂的积，杠杆向乘积大的那端下降，另一端上升。 杠杆由图中位置到水平位置的过程中，力F如何变化？ 力F始终与杠杆垂直 力F的方向始终水平 力F的方向始终竖直 一直增大 一直增大 不变 课堂小结 杠杆的分类 1.杠杆是否平衡，决定于(　　) A．动力与阻力的大小 B．动力臂与阻力臂的长短 C．动力与动力臂乘积和阻力与阻力臂乘积的大小 D．以上都不对 C 课堂习题 课堂习题 2.如图所示，轻质杠杆AB绕O点转动，某同学在杠杆的左端挂一重物G，在A端施加一个竖直向下的力F，使杠杆处于图示的位置静止。此时杠杆处于 （平衡/非平衡）， 该杠杆是 杠杆（省力/费力）， 若A端的力F沿逆时针方向旋转且杠杆始终 处于静止，则力F的大小应 （保持不变、先变小后变大，先变大后变小） 平衡 省力 先变小后变大 课堂习题 3.如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，这是一根 杠杆（省力、费力）。O点为杠杆的支点，使用杠杆时力F的作用点靠近O点会更 （省力、费力），要想用最小的力撬动大石头，则应该将手 （靠近、远离）支点，且用力 的方向要与杠杆 。 省力 费力 远离 垂直 课堂习题 4. 如图甲所示，杠杆保持静止，O为支点，请画出动力F1的力臂L1和阻力 F2的示意图。 如图乙所示，请在图中画出力F1的力臂L及杠杆所受阻力F2的示意图。 甲 乙 课堂习题 5. 如图甲所示是生活中常用的夹子，拇指对夹子施加压力F1使夹子缓慢张开，夹子上的钢丝对夹子的弹力为F2，则F1 F2（填“＞”、“＝”或“＜”），此时夹子是 （填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；如图乙所示，用夹子夹住木块，夹子上A点受到木块的作用力F3的方向 （填“向下”或“向上”）。 向上 ＜ 省力 （2）图甲中，为了使杠杆在水平位置平衡，应将左边的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调；也可将右边的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调。 6.以下是探究杠杆平衡条件的实验，实验中使用的是等质量的钩码，杠杆每一格长度为1 cm，一个钩码1 N。 (1)实验前杠杆静止时如图甲所示，杠杆处于_______（选填“平衡”或“不平衡”）状态。若要将其调整到________位置平衡，其目的是________________________________。 (3)如图乙，在A点挂2个钩码，在B点挂________个钩码，可使杠杆在水平位置平衡，目杠杆在水位置再次平衡的目的是________________。 (4)如图丙所示，用弹簧测力计代替钩码，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的拉力________（填“大于”“小于”或“等于”）1.5 N。 平衡 水平 消除杠杆重力对实验的影响 左 左 3 方便测量力臂 大于 7.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______（填“平衡”或“不平衡”）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______（填“左”或“右”）侧调节。 (2)图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆__________（填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”）. (3)实验可得，杠杆的平衡条件是动力×动力臂______（填“大于”“等于”或“小于”）阻力×阻力臂。 (4)某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在图丁杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为______N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，总是F1l1大于F2l2，其原因可能是______________________。 平衡 左 左端下沉 等于 2.3 杠杆自身重力对实验的影响 8.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所示。抬起独轮车时，人手向上的力F应是多少N? $