(共18张PPT)
第四课时 机械效率
用如图所示的滑轮组提升重为400牛的重物，动滑轮重60牛，则拉力要多大？（摩擦及绳的重力不计）
F
G
F = 1/2（G物＋G动） =1/2（400牛＋60牛）= 230牛
要使重物上升2米，绳子自由端需拉过几米？
s = 2h = 2×2米 = 4米
拉力所做的功是多少焦？
W = Fs = 230牛×4米 = 920焦
提升重物所做的功是多少焦？
W物 = G物h = 400牛×2米 = 800焦
提升动滑轮所做的功是多少焦？
W动 = G动h = 60牛×2米 = 120焦
希望做的功
不希望做的功
1.有用功（W有用）：
一、有用功、额外功、总功
2.额外功（W额外）：
3.总功（W总）：
W总 = W有用 ＋ W额外
即必须要做的功。
即不需要但又不得不做的功。
机械克服摩擦等额外阻力所做的功。
机械克服有用阻力所做的功。
有用功加额外功是总共做的功。
克服摩擦所做的功
克服机械本身重力所做的功
总功必定大于有用功。
3、在左图中，如果考虑绳子的自重及滑轮轴心处的摩擦，所做的额外功还有哪些？你希望额外功大些还是小些？
1、用水桶从井中提水的时候，所做的功，哪部分是有用功，哪部分是额外功？
2、如果桶掉到井里，从井中捞桶的时候，捞上来的桶有些水，此时所做的功，哪部分是有用功，哪部分是额外功？
4、从能量转化的角度，可以对左图中的各种功进行如下的分析。怎样描述机械工作时能量的利用率？
总功 =
人提供的能量
有用功 = 重物增加的势能
额外功 = 动滑轮增加的势能
+ 摩擦产生的内能
—— 有用功跟总功的比值
二、机械效率
1、表达式：
2、η的特点:
（1）无单位
（2）总小于1
（3）一般用百分比表示
机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。
η
=
W有用
W总
×100%
【例1】如图所示的滑轮组，用280牛的力提升重为400牛
的重物，动滑轮重60牛，要使重物上升2米，求：该滑轮
组的机械效率？（摩擦及绳的重力不计）
F
G
总功 即拉力所做的功是：
W总 = Fs = 280牛×4米 = 1120焦
有用功 即提升重物所做的功是：
W有 = G物h = 400牛×2米 = 800焦
η
=
W有用
W总
×100%
=
800焦
1120焦
×100%
≈
71.4%
如果考虑摩擦效率更低。
拉力移动距离为 s = 2h = 4米
机械效率是表示机械性能的一项重要指标。
一般的滑轮组的机械效率为50%~70%
起重机的机械效率为40%~50%
抽水机的机械效率为60%~80%
那么，如何提高机械效率？
三、提高机械效率的方法
（1）减小摩擦，经常润滑，定时保养。
（2）减小机械本身的重力。
在使用机械时，尽可能减小额外功。
机械功率与机械效率有什么区别？
下列说法正确吗？
1、越省力的机械效率越高。
2、做有用功多的机械效率高。
3、功率大的机械效率高。
4、总功一定时，有用功多的机械效率高
5、有用功一定时，额外功少的机械效率高
机械功率是描述做功快慢的科学量，它的单位是瓦特。而机械效率是描述有用功占总功的比值，它没有单位。
你是否看到过如图所示的搬运货物的情景？
斜放的平板构成了一个斜面
四、斜面
——一种可以省力的简单机械。
利用斜面可以更省力地将货物从低处搬运到高处。
斜面的机械效率与哪些因素有关？
可能与倾斜角度、摩擦等因素有关。
斜面的机械效率
1．如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成
一个斜面，用刻度尺测出斜面的长S 和斜面的
高度h。
2．用弹簧测力计
测出小车的重力G。
3．用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端
匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数F。
4．改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤2 次。
5．将测量结果记录在下面的表格中。
表3-3 测量斜面的机械效率
斜面的倾斜程度 小车
重力
G
（牛） 斜面
高度
h
（米） 沿斜面拉力
F
（牛） 斜面长
s
（米） 有用功
W有用（焦） 总功
W总（焦） 机械效率
η
较缓
较陡
最陡
对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，
斜面的机械效率越高。
当斜面的倾斜程度一定，机械效率与何因素有关？
与斜面的光滑程度有关。
h
F
A
C
B
L
G
FL
W动力 =
W克服重力=
Gh
FL
=
Gh
F
=
h
G
L
η
=
100%
即斜面存在摩擦力。
FL
W动力 =
W克服重力=
Gh
W克服摩擦=
f L
FL
=
Gh
f L
+
F
=
h
G
L
f
+
斜面越粗糙，摩擦力越大，克服摩擦做功越大，
机械效率越小。
h
F
A
C
B
L
G
f
右图说明了什么？
同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。
南浦大桥引桥很长
斜面的应用
1、用滑轮组把720牛重的货物提高10 米，
若滑轮组的机械效率是60%，求有用功、
总功和额外功。
W有 = G物h
= 720牛×10米
= 7200焦
η
=
W有用
W总
=
7200焦
60%
= 12000焦
W额外
=
W总
W有
—
=
4800焦
2、下列说法正确的是--------------------（ ）
A.机器效率的机械，功率一定大。
B.做功时间长的机械，功率一定小。
C.功率大的机械，做功一定多。
D.所有机械的机械效率都小于1。
D
3、用滑轮组提升重物,可以提高滑轮组机械效率
的方法是---------------------------------------（ ）
A. 改变绕绳方法 B. 增加重物提升高度
C. 减少重物提升高度 D. 增加物重
D
4、甲同学要把重100牛的沙子运上4楼（甲体重
500牛）分别计算以下三种方法的机械效率？
（1）用铁桶装，人拿桶爬上楼（桶重20牛）
（2）用动滑轮提拉，用铁桶装（桶重20牛、
滑轮重5牛、摩擦不计）
（3）用动滑轮提拉，用口袋装（口袋重2牛、
滑轮重5牛、摩擦不计）(共20张PPT)
第一课时 杠 杆
以下机械你看到过吗？
挖土机
推土机
挖掘机
起重机
使用机械可以使我们做功更加容易，极大地
减轻人们的劳动强度，提高工作效率。
为什么要使用机械？
实际上，任何复杂的机械都是由一些简单机械组合而成的。
平时生活中，我们也在使用一些简单机械。
用筷子吃饭
用剪刀剪纸
用开瓶器开瓶盖
用剪指钳剪指甲
什么是简单机械，常见的有哪几种类别？
一切用来改变力的大小和方向的装置。
包括杠杆、
滑轮、
斜面。
简单机械：
尝试着使用下图中的各种工具，体验这些工具在使用过程中有什么共同的特征。
共同的特征：
③ 工作过程中不变形，都是硬的。
① 工作过程中都在转动，转动过程中
有一点是不动的。
② 工作过程中要受到两个力的作用。
（一个能使它转动，另一个阻碍它转动）
以上工具都是杠杆，你能说出什么是杠杆了吗？
一、什么是杠杆
在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。
跷跷板
撬 棒
杠杆是生产和生活中普遍使用的一种简单机械。
杠杆形状各异，可以是直的，也可以是弯的。
二、杠杆的五个要素
1.支 点(O)：
2.动 力(F1)：
3.阻 力(F2)：
杠杆绕着转动的点
促使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
4.动力臂(L1)：
5.阻力臂(L2)：
力的作用线：
从支点到动力作用线的垂直距离
从支点到阻力作用线的垂直距离
通过力的作用点，沿力的方向所画的直线
F1
F1
F2
F2
L1
L2
L1
L2
三、找力臂的方法：
（1）辨认杠杆；
（2）先找支点O；
（3）画出动力和阻力；
（4）画出力的作用线；
（5）过支点0作力的作用线的垂线段L，即为力臂。
F1
F2
L1
L2
O
O
F1
F2
L1
L2
力臂是 到 距离。
支点
力的作用线的垂直
请你找出下列杠杆的动力臂、阻力臂
O
L1
O
F2
F1
L1
L2
L2
四、画杠杆示意图
（1）先画出杠杆，用线条表示，形状跟实物相同。
（2）画出动力和阻力的作用线，（用虚线延长）
（3）画出两个力臂， “点”（支点）到“直线”
（力的作用线）的垂直距离。
B
A
C
O
B
A
C
F1
F2
B
D
E
B
D
E
O
F1
F2
L1
L1
L2
五、人体上的杠杆
读下图，寻找手臂上的杠杆。当手拿物体抬起或放下时，找出相应的杠杆，以及支点、动力、阻力。
——骨
一根硬棒
支点
——两根骨之间的关节
动力来源
——肌肉收缩
——移动肢体或物体
阻力来源
人体杠杆
O
A
B
O
A
B
F1
F2
F1
F2
寻找人体上的杠杆：将头部抬起、踮起脚跟，如图所示。头部或脚板是否可以看做杠杆？
O
F1
F2
O
F1
F2
我国古代人们对杠杆的应用
舂
桔 槔
早在3000多年以前，勤劳智慧的中国人就已经
开始使用杠杆。他们发明了用来捣谷的舂（如
图3-43），用来在井上汲水的桔槔（如图3-44），
以及用来精确测量质量的天平和杆秤等。
在公元前4~公元前3世纪写成的《墨经》中就对
天平的平衡原理作了精辟的论述：“衡木：加重
于其一旁，必捶一重相若也。”意思是：天平横
梁的一臂加重物，另一臂也要加砝码，两者必
须等重，才能平衡。
一切用来改变力的大小和方向的装置。
简单机械：
包括杠杆、
滑轮、
斜面。
一、什么是杠杆
在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。
二、杠杆的五个要素
1.支 点(O)
2.动力(F1)
3.阻力(F2)
4.动力臂(L1)
5.阻力臂(L2)
三、画杠杆示意图
（1）先画出杠杆，用线条表示，形状跟实物相同。
（2）画出动力和阻力的作用线，（用虚线延长）
（3）画出两个力臂， “点”（支点）到“直线”
（力的作用线）的垂直距离。
O
F1
F2
L2
L1
O
F1
F2
O
F1
F2
1、请你画出下列杠杆的示意图
F2
2．下列关于杠杆的说法正确的是---------（ ）
A．杠杆一定都是直棒
B．杠杆的力臂都在杠杆上，不能落在杠杆之外
C．支点一定在动力作用点和阻力作用点之间
D．作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的
D
3．试分别在下图中画出起重臂OB、独轮车受到的动力和阻力（分别用F1、F2表示），并画出动力臂和阻力臂（分别用l1、l2 表示）。
B
A
O
F1
F2
B
A
O
F1
F2
B(共21张PPT)
第三课时 定滑轮和动滑轮
如图杠杆，OA = AB，请计算出F = G。
O
A
B
G
F
1
2
杠杆的形状多种多样，可
以是直的，也可以是弯的，甚至可以是圆形的。
今天我们来讨论形状是圆形的，实质是杠杆的一种简单机械
--------滑轮
你在生活中看到过滑轮吗？请举几个例子？
自动伸缩门滑轮
钓鱼竿中滑轮
起重机中滑轮
旗杆顶端中滑轮
1．观察滑轮，
并指出它的
结构特点。
一、滑 轮
周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
2. 请用滑轮、细线、铁架台等设计两种不
同方案，要求利用滑轮把钩码提升起来，
在图中画出实验装置示意图。
3. 利用设计的方案，组装好装置，提升钩码。
F1
F2
以上两种方法使用滑轮有什么不同之处？
方案1 方案2
方案1滑轮轴的位置不动。
方案2滑轮轴的位置移动。
二、滑轮的类型
滑 轮
滑轮轴的位置是否移动
定滑轮
动滑轮
1．如图甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重G1
2．如图乙所示，通过定滑轮用弹簧测力计匀速
向下拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F1，并
与钩码的重相比较。改变拉力的方向，如图丙
所示，观察弹簧测力计的读数是否发生变化？
三、定滑轮
转轴固定不动的滑轮
1、特点：
a：不省力也不费力。
F = G
b、可以改变力的作用方向。
c：不能省距离。
S = h
为什么定滑轮有这样的特点呢？
F
G
h
S
F
G
2、定滑轮的实质
F
F
0
.
l1
l2
A：支点在轴心O处。
B：动力臂l1等于阻力臂l2
定滑轮实际上就是等臂杠杆。
3、定滑轮的优点：
可以改变施力的方向，
给人们工作提供方便。
升旗、帆船的帆、幕布
3．先用弹簧测力计测出钩码和滑轮的总重G2。如图丁所示，通过动滑轮用弹簧测力计匀速向上拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F2，并与钩码和滑轮的总重相比较。
四、动滑轮
转动轴与重物一起移动的滑轮。
1、特点：
a：省力一半。
F=
b、不能改变力的作用方向。
c：费一倍的距离。
S = 2h
G
1
2
h
S
为什么动滑轮有这样的特点呢？
2、动滑轮的实质
A：支点在边缘O处。
B：动力臂l1为阻力臂l2的2倍。
动滑轮实际上就是动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
3、动滑轮的优点：
可以省一半的力，但不能改变力的方向。
运货时省力。
F
G
l1
l2
O
.
使用定滑轮不省＿＿，但可以改变施力的＿＿＿。
使用动滑轮可以＿＿＿，但不能改变施力的＿＿。
省力
方向
力
方向
1. 使用定滑轮的好处是＿＿＿＿＿＿＿＿。
2. 使用动滑轮的好处是＿＿＿。
改变用力的方向
省力
能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合起来，使它们即省力又可以改变力的方向？
能。把它们组合成滑轮组。
五、滑轮组
定滑轮和动滑轮组合在一起。
1、特点：
既省力，又改变力的方向。
1．用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的
总重G。
2．按如图甲所示方式匀速拉动绳子，
记录此时承担重物和动滑轮总重的
绳子股数和弹簧测力计的读数F1。
3．按如图乙所示方式匀速拉动绳子，
记录此时承担重物和动滑轮总重的
绳子股数和弹簧测力计的读数F2。
拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。
F
F
F
G
G
G
1
2
F =
G
1
3
F =
G
1
2
F =
G
n=2
n=2
n=3
使用滑轮组时，重物和动滑轮被几股绳子吊
起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一。
F =
G物
G动滑轮
n
1
=
n
1
（
）
+
G总
G总
F
G
n = 4
F
G
n = 5
F =
4
1
5
1
F =
G总
【例题】 缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为
300牛，用它连接成如图所示的滑轮组，能否
提升600牛的重物？（已知动滑轮重20牛，摩
擦及绳的质量不计）
解：
G总
=
G物
G动滑轮
+
=
600牛
+
20牛
=
620牛
因为总重是由2股绳子承担，所以，所用的拉力为：
F =
G总
2
1
=
620牛
2
=
310牛
可见，拉力大于绳子所能承受的最大拉力
答：该滑轮组不能用来提升600 牛的重物。
杠杆、滑轮等简单机械，有的省力、有的不省力，使用它们时，有的可以少移动距离，有的却要多移动距离。在使用简单机械时，你认为省力或费力、省距离或费距离，它们之间有什么关系？
省力的机械费距离，费力的机械省距离。
如图所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿＿。
F
.
f
N
G
T
1
3
F =
f
一、定滑轮：
转轴固定不动的滑轮。
1、特点：
不能省力，但可改变力的方向。
2、实质：
等臂杠杆。
二、动滑轮：
转动轴与重物一起移动的滑轮。
1、特点：
2、实质：
使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一。
三、滑轮组
能省力一半，但不能改变力的方向。
动力臂是阻力臂两倍的杠杆。
1．台风是一种破坏力很大的灾害性天气。某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了下列图示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是（ ）
A B C D
B
2.要使图中的重物和动滑轮的
总重由3段绳子承担，应当怎
样绕制滑轮组？请画在图上。
3. 如图所示，物体A重G=80N，在F=60N拉力下
匀速前进，此时物体A受到的摩擦力等于＿＿ N
（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）
A
F
120
4. 如图所示，用滑轮组牵引重物在水平地面上匀
速移动，已知所用拉力F=100N，滑轮本身的重
及摩擦不计，则重物与地面间的摩擦力是多少牛
顿？当物体移动1.5m时，绳子自由端拉过的距离
是多少？
解：
F
A
f = nF = 3×100N = 300N
F=1/nf
S自= nS物 = 3×1.5m = 4.5m登陆21世纪教育 助您教考全无忧
第4节 简单机械 练习
姓名 学号
我学会了
1、简单机械：一切用来改变 和 的装置。包括 、 、 。
2、杠杆是在力的作用下能够绕 转动的硬棒。杠杆的五个要素是 、 、
、 、 。力臂是 到 垂直距离。
3、杠杆平衡的条件：动力乘以 等于阻力乘以 。公式是： 。
4、杠杆分成三类： 、 、 。列举生活中各类型的杠杆各一例：
、 、 。
5、滑轮：周边有 ，可以绕着 转动的轮子。根据滑轮轴的位置是否 ，
可将滑轮分成 和 。 轮的轴固定不变， 轮的轴随钩码一起移动。
6、使用 轮不能省力，但能够改变力的作用方向。使用 轮可以省一半力，但
要多移动距离。 不但可以省力，而且可以改变力的方向。使用滑轮组时，重物
和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是 。
7、机械克服有用阻力所做的功叫做 ，机械克服摩擦等额外阻力所做的功叫做
，人的动力对机械所做的功，叫做 。使用机械做功时，有用功在总功
中所占的比例越大，说明利用机械工作的 就越高。科学上把有用功跟总功的比
值叫做 。
我理解了
8、下列仪器或工具在使用过程中，利用了杠杆原理的一组是------------------------( )
①剪刀；②托盘天平；③量筒；④烧杯；⑤弹簧秤；⑥试管夹
A．①②⑥ B．①③⑤ C．①②③ D．①⑤⑥
9、如图是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使杠杆在水平位置平衡，
B处应挂与A处同样大小的钩码个数为--------------------------( )
A．6个 B．4个 C．3个 D．2个
10、如图所示，杠杆处于平衡状态，若将左右各拿掉一个钩码，
则杠杆会-----------------------------------------------------------( )21世纪教育网版权所有
A. 仍然平衡 B. 向左端倾斜 C. 向右端倾斜 D. 无法判断
11、如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G
的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，
木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F( )
A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 先变大后变小
12、皮划艇是我国的奥运优势项目之一。比赛中，运动员一手支撑住浆柄的末端(视为
支点)，另一手用力划桨，此时的船桨是-------------------------------------------------( )
A．等臂杠杆 B．费力杠杆 C．省力杠杆 D．省功杠杆
13、下列杠杆中属于费力杠杆的是----------------------------------------------------------( )
A B C D
14、某人用力F抬起放在水平地面上的一匀质杠杆AB的A端，F方向始终竖直向上，
如图所示，则在抬起过程中-------------------------( )
A．F逐渐变大 B．F逐渐减小
C．保持不变 D．无法确定
15、观察如图所示的指甲刀的结构图，其中分析正确的是----------------------------( )
A．一个杠杆，且是省力杠杆
B．两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆
C．三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆
D．三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆
16、小华用钓鱼竿钓起重为15 N的鱼，如图所示，OA＝0.4 m，OB＝2 m。下列说法
正确的是-------------------------------------------( )21教育网
A．用钓鱼竿钓鱼费距离
B．钓鱼竿是个省力杠杆
C．手对鱼竿的拉力F1的大小为75 N
D．手对鱼竿的拉力F1的大小为3 N
17、为了避免垃圾散发异味，室内垃圾桶的盖子平时是关闭的，使用时用脚踩踏板，
开启桶盖。根据室内垃圾桶的结构示意图判断，下列说法正确的是( )
A. 桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆
B. 桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆
C. 桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆
D. 桶中有两个杠杆在起作用，且一个为省力杠杆，一个为费力杠杆
18、为了搬运一个很重的机器进入车间，某工人设计了下列四种方案(机器下方的小圆
圈表示并排放置的圆形钢管的横截面)，其中最省力的方案是---------------------( )
19、在如图所示的各种情况中，用同样大小的力将
重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的
是------------------------------------------------------( )21cnjy.com
20、如图所示，用F＝50 N的水平拉力，通过一个
动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3 m，在这个过程中-------( )
A．拉力F做了150 J的功 B．拉力F做了300 J的功
C．重力做了600 J的功 D．重力做了1200 J的功
21、若要用10牛的拉力提起重40牛的物体，则可以应用------------------------( )
A.一个定滑轮 B.一个动滑轮 C.杠杆 D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
22、下列说法正确的是-----------------------------------------------------------------------( )
A. 用水桶从井里打水的时候，对桶做的功是有用功
B. 用水桶从井里打水的时候，对水做的功是总功
C. 桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
D. 桶掉到井里，从井里把桶捞上来，桶里带了一些水，对桶和水做的功都是有用功
23、如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m。
已知G＝18N， F＝10N。这一过程中，不能得到的结论是-----( )
A．绳子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．动滑轮重为2N D．该动滑轮的机械效率为90%
24、如图所示是渔民在小河捕鱼的一种方式，请画出此渔民扳渔网的杠杆示意图，画
出支点、动力及动力臂、阻力及阻力臂。
25、如图甲所示，小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中所用的
实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质
量相同的钩码若干个。
(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，
发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母
向 (填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时，保
持水平并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：便
于在杠杆上直接读出 。
(2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码。杠杆
恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为 。他这样得出
的结论是否合理？ 。为什么？ 。
(3)实验结束后，小明提出了新的探究问题：若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件
是否仍然成立？于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同
位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平
衡条件不相符，其原因是 。
26、小明站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物。
(1)在图中画出最省力的滑轮组绕线方式。
(2)绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处，
人对绳子的拉力F为500牛，货物在1分钟内匀速上升了5米。
①求滑轮组的机械效率。
②如果货物重600牛，要把货物提升5米，求：拉力做的功、滑轮组的机械效率。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 1 页 （共 3 页） 版权所有@21世纪教育网(共24张PPT)
第二课时 杠杆平衡及分类
一、什么是杠杆
在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。
二、杠杆的五个要素
1.支 点(O)
2.动力(F1)
3.阻力(F2)
4.动力臂(L1)
5.阻力臂(L2)
三、画杠杆示意图
O
F1
F2
L2
L1
什么是杠杆平衡状态？
杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态。
四、杠杆平衡
或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。
杠杆应满足什么条件，才能保持平衡状态？
1 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？
2 猜想与假设：
假设一：
假设二：
假设三：
假设四：
F1 + L1 = F2 + L2
F1 – L1 = F2 – L2
F1 / F2 = L1 / L2
F1 · L1 = F2 · L2
五、杠杆平衡的条件
3 设计实验：
（1）我们取杠杆的哪一种平衡状态？
（2）用什么作动力和阻力？
如何测动力臂和阻力臂？
如图所示，用
一根带有刻度
的均质木尺作
为杠杆，用钩
码的拉力来代
替人的作用力，
进行实验研究。
F1
F2
O
L2
L1
保持静止
4 进行实验：
（1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端
的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。
为什么要调节杠杆在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡？
F1
F2
L2
L1
倾斜状态时力臂比杠杆上的刻度小
要求杠杆静止时在水平位置，可以直接在杠杆上读出力臂的数值。
（2）在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，
并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次
在水平位置处于平衡状态。这时杠杆两端受
到的作用力分别等于各自钩码的重力。
（左边记作动力F1，右边记作阻力F2）。
将动力和阻力填入表内。
（3）读出动力臂l1、阻力臂l2，并填入表内。
（4）改变力和力臂的数值，
重复上述实验，共做4次。
把有关数据填入表内。
要记录哪些数据？
怎样设计实验表格？
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
4
F1 L1
F2 L2
5. 分析与论证：
分析实验数据，得出实验结论：________________________________
_____________________。
动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
F1 × L1 = F2 × L2
记录表
杠杆平衡的条件：
动力×动力臂
=
阻力×阻力臂
F1 × L1 =
F2 × L2
或
F1
L1
F2
L2
=
即
F1
F2
=
1
L1
L2
L1
L2
=
若
n
则
F1
F2
=
1
n
杠杆上的动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
阿基米德曾说过这样一句话：“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动地球。”
如图，杠杆已平衡
1、若两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？
问题探究
2、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？
如何用弹簧秤将该杠杆调平
如果将弹簧秤向上斜拉，读数发生怎样变化？为什么？
因为力臂变小；读数变大。
F＇
L＇
F
L
弹簧秤向哪个方向更省力
F1
F2
F3
L3
L1
L2
阻力和阻力臂不变，
L1最长，
F1最小。
杠杆省力不但与动力臂的长短有关，而且与阻力臂的长短有关。
观察下图中所示的杠杆，比较它们的动力臂l1、阻力臂l2、动力F1、阻力F2 的大小，你能得出什么结论？
F1
F2
L1
L2
O
O
F1
L1
L2
F2
L1
L2
=
L1
L2
＜
O
F1
F2
O
F1
F2
L1
L2
＜
L1
L2
L1
L2
L1
L2
＞
上述四例已经判断出动力臂与阻力臂的大小关系，根据杠杆平衡条件，可以推理出动力与阻力的大小关系。
你能区分省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆吗？
六、杠杆的类型
杠杆类型 杠杆特点 杠杆优点 杠杆缺点 应 用
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
L1>L2
F1(动力<阻力)
L1F1>F2
(动力>阻力)
L1=L2
F1=F2
(动力=阻力)
省力
费距离
省距离
费力
既不省力也不省距离
你还能举出一些生活和生产中省力、费力和等臂杠杆的实例吗？如图所示，赛艇上的桨属于哪类杠杆？
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
省力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
生活中的剪刀是属于杠杆，使用时哪些是省力杠杆？哪些是费力杠杆？
乙
甲
动力臂大于阻力臂的剪刀，是属于省力杠杆。
如图甲、乙，哪
种剪纸方法省力？
七、杠杆平衡条件的应用
根据 F1 × L1 = F2 × L2 可以计算其中之一
【例题】如图是铁道检修工用的道钉撬，有关尺寸见图。若在A点竖直向下作用200 牛的力，道钉撬对道钉会产生多大的力？如果还不能将道钉撬出，在保持手的作用力大小和作用点不变的情况下，采用什么方法可增大道钉撬对道钉的作用力？
解：据杠杆平衡条件 F1l1 = F2l2，
可得：F2 = F1l1/l2
= 200牛×120 厘米/6 厘米
= 4000 牛
答：道钉撬对道钉能产生4000 牛的力。将F1 的方向与撬棒垂直，可增大撬棒对道钉的作用力。
用铁锤拔钉的情景如图所示，由图中所提供的数据，求出钉子对铁锤的阻力。
解：据杠杆平衡条件 F1l1 = F2l2，
可得：F2 = F1l1/l2
= 50牛×20 厘米/2 厘米
= 500 牛
答：钉子对铁锤的阻力500 牛。
一位质量为50千克的同学在做俯卧撑时，他所受的重力可视为集中在A 点，如图所示。请计算地面对双手的支持力至少多大？
= 288牛
解：F1 = F2l2/l1
= 490牛×1米/1.7米
答：略。
手握处离支点近些还是远些更省力
五、杠杆平衡的条件：
动力×动力臂
=
阻力×阻力臂
F1 × L1 =
F2 × L2
六、杠杆的类型：
省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
由动力臂和阻力臂大小判定。
1. 两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡，则（ ）
A.这两个力的大小必须相等
B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大
D.力臂较长的那个力比较小
D
2、一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在200牛和
300牛的重物时，杠杆恰好平衡．若将两边物重
同时减少50牛，则杠杆-----------------------（ ）
A．左端下沉 B．右端下沉
C．仍然平衡 D．无法确定
B
3、在均匀铁条的中点O处用线将其悬挂起来，铁
条水平平衡，如图(a)所示。若将OB弯折，如图
(b)所示，则铁条将 ---------------------------（ ） A．A端下降，C端上升； B．A端上升，C端下降 C．仍然平衡 D．无法判断
A
