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第十一章简单机械和功
一、杠杆
活动
11．1 拔图钉
木板上钉了一只图钉，你能用手把他拔出来吗？
请选用下图中的工具把图钉从木板中拔出来。
生活中有许多任务都是用类似的方法来完成的。
认识杠杆
思考：这些工具在工作时有哪些共同的特点。
让我想一想
有力的作用
绕一固定点转动
硬棒
杠杆:
将一根在力的作用下可绕一
固定点转动的硬棒称做杠杆。
在物理学中
思考：现实生活还有哪些杠杆的实例呢？
思考：杠杆一定要直的吗？
思考：现实生活还有哪些杠杆的实例呢？
（a）羊角锤
（b）镊子
（c）钓鱼竿
O
O
O
F1
F1
F1
F2
F2
F2
O
L1
L2
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
2、杠杆的五个要素：
支 点(o)：杠杆绕着转动的点
动 力(F1)：促使杠杆转动的力
阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力
动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离
阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离
(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线)
2、杠杆的五个要素：
这些概念很重要
力臂的作法
1.找出支点O
2.沿力的方向作出力的作用线
通过力的作用点沿力的方向所引的直线，
叫做力的作用线。
3.从支点向力的作用线作垂线，并标出垂直符号
用大括号标出动力臂的长度l1、阻力臂的长度l2。
支点O
动力臂l1
阻力臂l2
动力F1
阻力F2
力臂的作法
∟
∟
1.找支点
2.作力的作用线
3.作力臂
杠杆示意图的作法
●
O
●
●
F1
F2
∟
l1
∟
l2
杠杆示意图的作法
l1
F1
l2
F2
Ｏ
∟
∟
杠杆示意图的作法
l1
F1
l2
F2
o
∟
∟
杠杆示意图的作法
F1
O
O
F1
F2
F2
l1
l2
l2
l1
∟
∟
∟
∟
如图所示，一个绕O点转动的杠杆，已知阻力F2的方向，以及动力 F1的力臂l1 ，在图中作出阻力F2的力臂l2以及动力F1的示意图。
F2
●
O
F1
l2
l1
●
●
∟
∟
活动11.2 探究杠杆的平衡条件
做一做：体会杠杆的平衡
明确：1、实验步骤
2、注意事项
3、探究方法
议一议：
分析数据，得出结论
探究杠杆的平衡条件
物体的平衡状态
杠杆的平衡状态
保持匀速直线运动
保持静止
保持匀速转动
保持静止
探究杠杆的平衡条件
猜想:
杠杆的平衡可能与哪些因素有关
杠杆的平衡条件
物体的平衡条件
受平衡力作用
只与力的三要素有关
A
B
实验设计
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
探究杠杆的平衡条件
器材:
测量的物理量:
力
力臂
A、B两图中的杠杆处于静止状态，实验时采用哪幅图？为什么？
讨论：
实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出力臂的大小。
C
D
探究杠杆的平衡条件
在实验前，是否也要调节杠杆在水平位置
平衡？为什么？
讨论：
实验前，使杠杆在水平
位置平衡，为了避免杠杆
自身的重力对杠杆平衡的
影响。
探究杠杆的平衡条件
实验步骤：
1.调节杠杆在水平位置平衡。
2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在竖直方向上拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。
3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。
实验次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 2 4 4 2
2 3 2 2 3
杠杆平衡条件：
探究杠杆的平衡条件
F1+l1 F2+l2
2+4 4+2
3+2 2+3
3 4 1 2 2
F1×l1
（N·cm） F2×l2 （N·cm）
8 8
6 6
4 4
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
杠杆的应用
O
l1＝9m
l2＝7cm
F1＝200N
F2
杠杆的平衡条件应用
例题：
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.07m
＝2.57×104N
m
=
F2
g
=
10N·kg－1
2.57×104N
=2.57×103kg＝2.57t
杠杆的分类
杠杆平衡条件：
F1l1＝F2l2
F1
F2
=
l2
l1
三类杠杆：
若l1＞l2，则F1 F2
若l1＝l2，则F1 F2
若l1＜l2，则F1 F2
＞
＝
＜
省力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
小结：
判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小
如图所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO＝60cm，OB＝40cm，BC＝30cm，要使曲杆在水平位置平衡，请在C处作出施加最小的动力F1的示意图及其力臂l1。
F2
●
●
●
∟
l2
F1
l1
∟
分析：根据杠杆的平衡
条件F1l1＝F2l2可知
因为F2l2不变，当F1
最小时，所以l1最长。
注意：杠杆上的支点与力的作用点的连线为力臂
时，力臂最长。
如图所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO＝60cm，OB＝40cm，BC＝30cm，要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力F的示意图及其力臂l。
杠杆的分类
请对下列应用的杠杆
进行分类：
等臂杠杆
省力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
杠杆的分类
请对下列应用的杠杆进行分类：
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
生活·物理·社会
生活中的剪刀
思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？
使用费力杠杆有什么好处？
当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离，很方便。
生活中的剪刀
人体中的杠杆
怎么分呀？
哈哈……
我知道！
O
F1＝G1
F2＝G2
l1
l2
∴G1＜G2
即G1×l1 ＝G2×l2
又∵l1＞l2
∵F1×l1 ＝F2×l2
2．杠杆是否都是直的？
1．力臂是一定在杠杆上吗？
3．若一力作用在杠杆上，作用点不变，但
作用方向改变，力臂是否改变？
答：不是
答：杠杆可以是直的，也可以是弯的
答：要改变
想一想
