第十二章 简单机械（知识清单）-八年级物理下册同步备课系列（人教版）（教师版）.docxVIP

第十二章简单机械（知识清单）

第1节杠杆

知识清单

1

杠杆

2

杠杆的平衡条件

3

生活中的杠杆

一、杠杆

1.杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。

2.描述杠杆特征的五个要素

以用撬棒撬物体为例进行分析讲解。

（1）描述杠杆的“五要素”

①支点：杠杆绕着转动的点O；

②动力：使杠杆转动的力F1；

③阻力：阻碍杠杆转动的力F2；

④动力臂：从支点到动力作用线的距离l1；

⑤阻力臂：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，不是支点到作用点的距离。

（2）透析杠杆五要素

①支点：一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。（以上均选填“一定”或“可能”）

②动力与阻力：作用点一定在杠杆上（选填“一定”或“可能”），分别使杠杆向相反方向转动（选填“相反”或“相同”），动力和阻力是相对的，一般把人对杠杆施加的作用力称为动力。

③力臂：是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（选填“一定”或“不一定”），如图中l1、l2；若力的作用线过支点，则力臂为0。

（3）力臂的画法

步骤

画法

图示

第一步：

确定支点O

假设杠杆转动，杠杆上相对静止的点即为支点

第二步：确定动力

和阻力的作用线

从动力、阻力作用点沿力的方向(或反方向)分别画直线，即为动力、阻力的作用线

第三步：画出

动力臂和阻力臂

从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足间的距离为力臂

二、杠杆的平衡条件

1.杠杆平衡

当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。

2.探究杠杆的平衡条件

【提出问题】杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？

【实验设计】

（1）杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力臂和阻力臂共同决定的。为了研究其平衡条件，可以在杠杆处于平衡状态时，分别测出动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2，然后经过大量的数据对比，归纳出其平衡条件。

（2）实验器材：杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计。

【进行实验】

（1）把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。

甲乙

（2）如图（a）所示，在杠杆两边挂不同数量的钩码，把支点右边的钩码对杠杆的作用力当作动力F1，支点左边的钩码对杠杆的作用力当作阻力F2。调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡，将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2的实验数据填入表中。

（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。（4）如图（b）所示，在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。

（5）实验数据

实验次数

动力

F1/N

动力臂l1/cm

阻力

F2/N

阻力臂

l2/cm

1

2

10

1

20

2

3

10

2

15

3

4

5

1

20

【分析论证】实验结果表明，动力臂越长，需要的力越小；动力臂越短，需要的力越大。二者之间是反比关系。

【实验结论】杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。

【交流与评估】

①杠杆在水平位置静止的目的：一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响。二是便于直接读出力臂。

②多次测量获得多组实验数据的目的：避免偶然性，获得普遍性的结论。

③在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，挂钩码后，不能再调节平衡螺母。

④弹簧测力计要沿竖直方向施加力的目的：便于直接从杠杆上读出力臂。

如图（a）所示，弹簧测力计沿竖直方向施加力时，力臂l1=10cm，可以直接读出。如图（b）所示，弹簧测力计不沿竖直方向施力，力臂为l2＜10cm，不能直接从杠杆上读出。

3.杠杆的平衡条件

（1）杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂

公式表示：F1L1=F2L2，这就是阿基米德发现的杠杆原理。

（2）注意：

①杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。

②注意单位统一：在应用杠杆平衡条件时动力和阻力的单位要统一（单位用N），动力臂和阻力臂的单位也要统一（单位用m或cm）。

三、生活中的杠杆

根据动力臂l1和阻力臂l2之间的大小关系及用途的不同，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。

1.根据杠杆的平衡条件分析杠杆

如图所示，人的动力为F1，动力臂为l1，阻力为F2，阻力臂为l2。

根据杠杆的平衡条件F