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初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆精品学案
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这是一份初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆精品学案，文件包含121杠杆导学案-八年级物理下册同步备课系列人教版教师版docx、121杠杆导学案-八年级物理下册同步备课系列人教版学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共32页， 欢迎下载使用。
1. 能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
2. 通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。
3. 能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆
【学习重点】探究杠杆平衡条件的实验。
【学习难点】画杠杆的力臂。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．杠杆：在力的作用下，能绕 转动的硬棒，叫做杠杆。
2．杠杆的五要素：
①支点：指杠杆可以绕其 的点O；②动力：是使杠杆 的力F1；③阻力：是 杠杆转动的力F2；④动力臂：从支点O到动力F1 的距离l1；⑤阻力臂：是从支点O到 F2作用线的距离l2。
3．杠杆的平衡条件是： ，数学表达式是： 。
4．常用的杠杆有三类
①省力杠杆：特点是动力臂l1 阻力臂l2，平衡时动力F1 阻力F2，使用它可以 （选填“省力”或“费力”），即用较小的动力就可以克服较大的阻力，但是 距离（选填“省”或“费”）。
②费力杠杆：特点是动力臂l1 阻力臂l2，平衡时动力F1 阻力F2，使用它时可以 距离（选填“省”或“费”）。
③等臂杠杆：这类杠杆的动力臂l1 阻力臂l2，平衡时动力F1 阻力F2，工作时不省力也不费力，不省距离也不费距离。
【合作探究】
探究一、杠杆
1. 什么是杠杆
观察生活中使用的一些工具，这些工具在使用时，有什么共同特点?
它们的共同特征是：受到 的作用、能绕某一点 、是一根 棒。
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. 描述杠杆的五个要素
以用木棍撬物体为例进行分析讲解。
（1）描述杠杆特征的“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： 杠杆转动的力F2；
④动力臂：从支点到动力 的距离l1；
⑤阻力臂：从 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： 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 改变。（以上均选填“一定”或“可能”）
②动力与阻力：作用点 在杠杆上（选填“一定”或“可能”），分别使杠杆向 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 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 。
（3）力臂的画法
【例题1】关于杠杆，下列说法中正确的是（ ）
A. 杠杆一定是一根直的硬棒
B. 杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C. 力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上
D. 从支点到动力作用点的距离叫动力臂
【例题2】如图的开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。选项图能正确表示它工作示意图的是（ ）
【例题3】如图，硬棒OB能绕支点O转动，A处用绳子拉住固定在墙壁上，B处悬挂重物。请画出物体所受的重力G的力臂和拉力F的力臂，分别用 l1和l2表示。
探究二、杠杆的平衡条件
1. 体验杠杆平衡
（1）杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力作用下 时，我们就说杠杆平衡了。
（2）体验杠杆平衡
【想一想】前面学习过，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态（如二力平衡状态）。当杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，那么，影响杠杆平衡的因素还有哪些呢?
【实践体验】如下图所示，将直尺调整到静止状态。改变放置物品的轻重及位置，再次调节使直尺处于静止状态。
【分析论证】实验结果表明，直尺是否能够处于平衡状态，不仅与物品的轻重有关，还与物品的 有关。
体验杠杆平衡 认识力臂的影响
（3）认识力臂的影响
【想一想】推动杠杆需要的动力与力臂的长短是否有关?
【猜想】通过生活体验提出猜想。
如上右图所示，推门时，推力作用的位置不同，作用的效果也不一样，越靠近门轴（C处）越费力。
看来，推动杠杆需要的动力很可能与动力臂的长短有关。动力臂越长，需要的动力可能就越小。动力臂越短，需要的动力可能就越大。
【检验】如图所示，用钩码和一只弹簧测力计进行实验。
①先在垂直于杠杆的方向B处施力，待杠杆水平静止，记录弹簧测力计的示数和力臂的长短（从支点O到拉力作用线的距离）。
②再逐渐改变测力计与杠杆的角度，在A处施力，待杠杆水平静止，记录弹簧测力计的示数和力臂的长短（从支点O到拉力作用线的距离）。
【结论】比较两次实验数据可知：影响杠杆水平静止状态的不只是力的大小，还有 的长短。力大，力臂短；力小，力臂长。
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 F1、 F2、 l1和 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。
（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。
（a） （b）
（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
【分析论证】实验结果表明，动力臂越长，需要的力越 ；动力臂越短，需要的力越 。二者之间是 关系。
【实验结论】杠杆的平衡条件是： 即：F1L1=F2L2
【交流与评估】
①杠杆在水平位置静止的目的是什么？
一是使杠杆的 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 。
②多次测量获得多组实验数据的目的是什么？
避免偶然性，获得 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，还能再调节平衡螺母吗？
挂钩码后， 再调节平衡螺母。
④弹簧测力计为什么要沿竖直方向施加力？
如图（a）所示，弹簧测力计沿竖直方向施加力时，力臂l1= cm，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：F1 L1=F2 L2 这就是阿基米德发现的杠杆原理。
（2）注意：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。
【例题4】如图所示，小明利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为0.5N）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。
①实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆于 （选填“平衡”或“不平衡” ）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节，这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响。
②将杠杆调整好后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
③如图丙所示，小明用弹簧测力计替代钩码，先在B点竖直向下拉使杠杆平衡，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“变大”或“变小”），原因是_____。
④实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是：_______（填序号）。
A. 使测量数据更准确
B. 多次测量取平均值减小误差
C. 避免偶然性，使实验结论具有普遍性
【例题5】在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图）。测量时用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。测得吊车吊钩的悬点距弹簧测力计一端9m，距系铁笼处6 cm，当槽钢处于平衡状态时弹簧测力计的读数为200N。若不计槽钢和铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10 N/kg。
探究三、生活中的杠杆
1. 生活中的杠杆
【想一想】如图甲所示，是利用撬棒撬石头时的情景；如图乙所示，是利用食品夹时的情景，请仔细观察它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？
我们在使用它们时，是省力？还是费力呢？
甲 乙
【分析】根据杠杆的平衡条件进行分析：
如图甲所示，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：F1 L1=F2 L2
若l1＞l2，则F1＜F2，为 杠杆；
若l1= l2，则F1=F2，为 杠杆；
若l1＜l2，则F1＞F2，为 杠杆。（以上均选填“省力”、“费力”或“等臂”）
2. 省力杠杆
（1）省力杠杆的特点
动力臂 L1 阻力臂L2，省力费距离。使用省力杠杆时，动力作用点移动的距离 阻力作用点阻力移动的距离，即费距离。（以上均选填“大于”或“小于”）
（2）省力杠杆的实例分析
如图甲所示是钢丝钳，可以看做是两个杠杆的组合。其中O是支点，A点是动力的作用点，B点是阻力作用点。因为动力臂l1大于阻力臂l2，所以是省力杠杆。
（3）生活中的一些省力杠杆
这类杠杆的共同特点是动力臂l1大于阻力臂l2，所以使用时都是省力杠杆。
3. 费力杠杆
如甲图所示，赛艇的船桨也是一种杠杆，乙图是船桨的杠杆模型。
划船时船桨绕着O点转动，所以O点即为支点；手的作用力F1为动力，作用点为A点；水对船桨的力F2为阻力，作用点为B点；因为动力臂l1小于阻力臂l2，所以是费力杠杆，但划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。
（1）费力杠杆的特点
动力臂L1 阻力臂L2，费力省距离。使用时，动力作用点移动的距离 阻力作用点阻力移动的距离，即省距离。（以上均选填“大于”或“小于”）
（2）费力杠杆的实例分析
筷子：在使用筷子时，筷子绕着 点转动，所以C点即为支点；手的作用力F1为动力，其方向与筷子垂直，作用点为 点；物体对筷子的力F2为阻力，作用在 点；因为动力臂l1小于阻力臂l2，所以是费力杠杆。
（3）生活中的一些费力杠杆
这类杠杆的共同特点是动力臂l1小于阻力臂l2，所以使用时都是费力杠杆。
4. 等臂杠杆
（1）等臂杠杆的特点
动力臂l1 阻力臂l2，动力F1 阻力F2 ，不费距离不省距离。使用时，动力作用点移动的距离等于作用点阻力移动的距离。
（2）生活中的等臂杠杆
【例题6】在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（ D ）
A. 瓶盖起子 B. 起钉锤 C. 核桃夹 D. 食品夹
【解析】A．支点在起子与瓶盖中间接触处，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B．支点是锤子与地面的接触点，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C．支点在夹子两壁连接处，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D．支点在夹子两壁连接处，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
所以选D。
【例题7】撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（ B ）
A．此时撬棒为等臂杠杆
B．应用此撬棒的主要目的是省力
C．力F的作用点靠近O点会更省力
D．应用此撬棒的主要目的是省距离
【归纳整理】
第1节 功
【精讲点拨】
1. 作为杠杆的物体可以是直的，也可以是弯的。实际上杠杆可以是各种各样的形状。在分析时，把杠杆简化为一根硬棒，这是一种“理想模型”的研究方法。
2. 支点一定在杠杆上，动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的，动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力的方向不一定相反。
3. 力臂不一定在杠杆上，当力的作用线与杠杆不垂直时，力臂与杠杆不重合。力臂包含了力的作用点和力的方向两个要素。
4. 分析判断杠杆的省力、费力情况，实质是判断动力臂与阻力臂的大小关系。
5. 求解两种情况下最大动力臂的方法
（1）当动力作用点确定时，支点到动力作用点的线段长即为最大动力臂。
（2）当动力作用点没有确定时，需找杠杆上离支点最远的点。
【课堂练习】
1．如图所示，O点为杠杆支点，在杠杆右端施加力F，某同学画出力F的力臂l，其中正确的是（ ）
A B C D
2. 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。
3. 下列工具正常使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A B C D
A．开瓶器 B．核桃夹 C．镊子 D．羊角锤
4. 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”）。
5. 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。下列说法正确的是（ ）
A．此时杠杆不平衡
B．此时该杠杆是费力杠杆
C．要使A端的力最小，F的方向应垂直OA向下
D．此时G×OB≠F×OA
6. 如图所示，粗细均匀的直尺AB，将中点O支起来，在B端放一支蜡烛，在AO的中点C放两支与B端完全相同的蜡烛，如果将三支蜡烛同时点燃，它们的燃烧速度相同。那在蜡烛的燃烧过程中，直尺AB将（ ）
A．蜡烛燃烧过程中A将逐渐上升
B．始终保持平衡
C．不能保持平衡，待两边蜡烛燃烧完了以后，才能恢复平衡
D．蜡烛燃烧过程中B端将逐渐上升
7．如图所示，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA＝0.3m，OB＝0.2m，在A点处悬挂一个6kg的重物，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，求：
（1）重物的重力是多少？（g＝10N/kg）
（2）此时拉力F为多少？
8. 小阳利用图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，其中，杠杆上相邻刻线间的距离相等，每个钩码所受重力均为0.5N。
（1）杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂 个钩码；
（2）接下来，他将弹簧测力计挂在C点继续实验，如图丙所示，在用弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图丙中虚线方向斜向上拉C点，且始终保持杠杆在水平位置平衡的过程中，弹簧测力计的示数逐渐变大，请你解释原因 。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？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
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
1. 能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
2. 通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。
3. 能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆
【学习重点】探究杠杆平衡条件的实验。
【学习难点】画杠杆的力臂。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．杠杆：在力的作用下，能绕 转动的硬棒，叫做杠杆。
2．杠杆的五要素：
①支点：指杠杆可以绕其 的点O；②动力：是使杠杆 的力F1；③阻力：是 杠杆转动的力F2；④动力臂：从支点O到动力F1 的距离l1；⑤阻力臂：是从支点O到 F2作用线的距离l2。
3．杠杆的平衡条件是： ，数学表达式是： 。
4．常用的杠杆有三类
①省力杠杆：特点是动力臂l1 阻力臂l2，平衡时动力F1 阻力F2，使用它可以 （选填“省力”或“费力”），即用较小的动力就可以克服较大的阻力，但是 距离（选填“省”或“费”）。
②费力杠杆：特点是动力臂l1 阻力臂l2，平衡时动力F1 阻力F2，使用它时可以 距离（选填“省”或“费”）。
③等臂杠杆：这类杠杆的动力臂l1 阻力臂l2，平衡时动力F1 阻力F2，工作时不省力也不费力，不省距离也不费距离。
【合作探究】
探究一、杠杆
1. 什么是杠杆
观察生活中使用的一些工具，这些工具在使用时，有什么共同特点?
它们的共同特征是：受到 的作用、能绕某一点 、是一根 棒。
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. 描述杠杆的五个要素
以用木棍撬物体为例进行分析讲解。
（1）描述杠杆特征的“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： 杠杆转动的力F2；
④动力臂：从支点到动力 的距离l1；
⑤阻力臂：从 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： 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 改变。（以上均选填“一定”或“可能”）
②动力与阻力：作用点 在杠杆上（选填“一定”或“可能”），分别使杠杆向 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 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 。
（3）力臂的画法
【例题1】关于杠杆，下列说法中正确的是（ ）
A. 杠杆一定是一根直的硬棒
B. 杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C. 力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上
D. 从支点到动力作用点的距离叫动力臂
【例题2】如图的开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。选项图能正确表示它工作示意图的是（ ）
【例题3】如图，硬棒OB能绕支点O转动，A处用绳子拉住固定在墙壁上，B处悬挂重物。请画出物体所受的重力G的力臂和拉力F的力臂，分别用 l1和l2表示。
探究二、杠杆的平衡条件
1. 体验杠杆平衡
（1）杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力作用下 时，我们就说杠杆平衡了。
（2）体验杠杆平衡
【想一想】前面学习过，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态（如二力平衡状态）。当杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，那么，影响杠杆平衡的因素还有哪些呢?
【实践体验】如下图所示，将直尺调整到静止状态。改变放置物品的轻重及位置，再次调节使直尺处于静止状态。
【分析论证】实验结果表明，直尺是否能够处于平衡状态，不仅与物品的轻重有关，还与物品的 有关。
体验杠杆平衡 认识力臂的影响
（3）认识力臂的影响
【想一想】推动杠杆需要的动力与力臂的长短是否有关?
【猜想】通过生活体验提出猜想。
如上右图所示，推门时，推力作用的位置不同，作用的效果也不一样，越靠近门轴（C处）越费力。
看来，推动杠杆需要的动力很可能与动力臂的长短有关。动力臂越长，需要的动力可能就越小。动力臂越短，需要的动力可能就越大。
【检验】如图所示，用钩码和一只弹簧测力计进行实验。
①先在垂直于杠杆的方向B处施力，待杠杆水平静止，记录弹簧测力计的示数和力臂的长短（从支点O到拉力作用线的距离）。
②再逐渐改变测力计与杠杆的角度，在A处施力，待杠杆水平静止，记录弹簧测力计的示数和力臂的长短（从支点O到拉力作用线的距离）。
【结论】比较两次实验数据可知：影响杠杆水平静止状态的不只是力的大小，还有 的长短。力大，力臂短；力小，力臂长。
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 F1、 F2、 l1和 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。
（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。
（a） （b）
（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
【分析论证】实验结果表明，动力臂越长，需要的力越 ；动力臂越短，需要的力越 。二者之间是 关系。
【实验结论】杠杆的平衡条件是： 即：F1L1=F2L2
【交流与评估】
①杠杆在水平位置静止的目的是什么？
一是使杠杆的 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 。
②多次测量获得多组实验数据的目的是什么？
避免偶然性，获得 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，还能再调节平衡螺母吗？
挂钩码后， 再调节平衡螺母。
④弹簧测力计为什么要沿竖直方向施加力？
如图（a）所示，弹簧测力计沿竖直方向施加力时，力臂l1= cm，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：F1 L1=F2 L2 这就是阿基米德发现的杠杆原理。
（2）注意：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。
【例题4】如图所示，小明利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为0.5N）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。
①实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆于 （选填“平衡”或“不平衡” ）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节，这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响。
②将杠杆调整好后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
③如图丙所示，小明用弹簧测力计替代钩码，先在B点竖直向下拉使杠杆平衡，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“变大”或“变小”），原因是_____。
④实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是：_______（填序号）。
A. 使测量数据更准确
B. 多次测量取平均值减小误差
C. 避免偶然性，使实验结论具有普遍性
【例题5】在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图）。测量时用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。测得吊车吊钩的悬点距弹簧测力计一端9m，距系铁笼处6 cm，当槽钢处于平衡状态时弹簧测力计的读数为200N。若不计槽钢和铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10 N/kg。
探究三、生活中的杠杆
1. 生活中的杠杆
【想一想】如图甲所示，是利用撬棒撬石头时的情景；如图乙所示，是利用食品夹时的情景，请仔细观察它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？
我们在使用它们时，是省力？还是费力呢？
甲 乙
【分析】根据杠杆的平衡条件进行分析：
如图甲所示，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：F1 L1=F2 L2
若l1＞l2，则F1＜F2，为 杠杆；
若l1= l2，则F1=F2，为 杠杆；
若l1＜l2，则F1＞F2，为 杠杆。（以上均选填“省力”、“费力”或“等臂”）
2. 省力杠杆
（1）省力杠杆的特点
动力臂 L1 阻力臂L2，省力费距离。使用省力杠杆时，动力作用点移动的距离 阻力作用点阻力移动的距离，即费距离。（以上均选填“大于”或“小于”）
（2）省力杠杆的实例分析
如图甲所示是钢丝钳，可以看做是两个杠杆的组合。其中O是支点，A点是动力的作用点，B点是阻力作用点。因为动力臂l1大于阻力臂l2，所以是省力杠杆。
（3）生活中的一些省力杠杆
这类杠杆的共同特点是动力臂l1大于阻力臂l2，所以使用时都是省力杠杆。
3. 费力杠杆
如甲图所示，赛艇的船桨也是一种杠杆，乙图是船桨的杠杆模型。
划船时船桨绕着O点转动，所以O点即为支点；手的作用力F1为动力，作用点为A点；水对船桨的力F2为阻力，作用点为B点；因为动力臂l1小于阻力臂l2，所以是费力杠杆，但划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。
（1）费力杠杆的特点
动力臂L1 阻力臂L2，费力省距离。使用时，动力作用点移动的距离 阻力作用点阻力移动的距离，即省距离。（以上均选填“大于”或“小于”）
（2）费力杠杆的实例分析
筷子：在使用筷子时，筷子绕着 点转动，所以C点即为支点；手的作用力F1为动力，其方向与筷子垂直，作用点为 点；物体对筷子的力F2为阻力，作用在 点；因为动力臂l1小于阻力臂l2，所以是费力杠杆。
（3）生活中的一些费力杠杆
这类杠杆的共同特点是动力臂l1小于阻力臂l2，所以使用时都是费力杠杆。
4. 等臂杠杆
（1）等臂杠杆的特点
动力臂l1 阻力臂l2，动力F1 阻力F2 ，不费距离不省距离。使用时，动力作用点移动的距离等于作用点阻力移动的距离。
（2）生活中的等臂杠杆
【例题6】在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（ D ）
A. 瓶盖起子 B. 起钉锤 C. 核桃夹 D. 食品夹
【解析】A．支点在起子与瓶盖中间接触处，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B．支点是锤子与地面的接触点，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C．支点在夹子两壁连接处，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D．支点在夹子两壁连接处，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
所以选D。
【例题7】撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（ B ）
A．此时撬棒为等臂杠杆
B．应用此撬棒的主要目的是省力
C．力F的作用点靠近O点会更省力
D．应用此撬棒的主要目的是省距离
【归纳整理】
第1节 功
【精讲点拨】
1. 作为杠杆的物体可以是直的，也可以是弯的。实际上杠杆可以是各种各样的形状。在分析时，把杠杆简化为一根硬棒，这是一种“理想模型”的研究方法。
2. 支点一定在杠杆上，动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的，动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力的方向不一定相反。
3. 力臂不一定在杠杆上，当力的作用线与杠杆不垂直时，力臂与杠杆不重合。力臂包含了力的作用点和力的方向两个要素。
4. 分析判断杠杆的省力、费力情况，实质是判断动力臂与阻力臂的大小关系。
5. 求解两种情况下最大动力臂的方法
（1）当动力作用点确定时，支点到动力作用点的线段长即为最大动力臂。
（2）当动力作用点没有确定时，需找杠杆上离支点最远的点。
【课堂练习】
1．如图所示，O点为杠杆支点，在杠杆右端施加力F，某同学画出力F的力臂l，其中正确的是（ ）
A B C D
2. 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。
3. 下列工具正常使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A B C D
A．开瓶器 B．核桃夹 C．镊子 D．羊角锤
4. 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”）。
5. 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。下列说法正确的是（ ）
A．此时杠杆不平衡
B．此时该杠杆是费力杠杆
C．要使A端的力最小，F的方向应垂直OA向下
D．此时G×OB≠F×OA
6. 如图所示，粗细均匀的直尺AB，将中点O支起来，在B端放一支蜡烛，在AO的中点C放两支与B端完全相同的蜡烛，如果将三支蜡烛同时点燃，它们的燃烧速度相同。那在蜡烛的燃烧过程中，直尺AB将（ ）
A．蜡烛燃烧过程中A将逐渐上升
B．始终保持平衡
C．不能保持平衡，待两边蜡烛燃烧完了以后，才能恢复平衡
D．蜡烛燃烧过程中B端将逐渐上升
7．如图所示，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA＝0.3m，OB＝0.2m，在A点处悬挂一个6kg的重物，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，求：
（1）重物的重力是多少？（g＝10N/kg）
（2）此时拉力F为多少？
8. 小阳利用图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，其中，杠杆上相邻刻线间的距离相等，每个钩码所受重力均为0.5N。
（1）杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂 个钩码；
（2）接下来，他将弹簧测力计挂在C点继续实验，如图丙所示，在用弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图丙中虚线方向斜向上拉C点，且始终保持杠杆在水平位置平衡的过程中，弹簧测力计的示数逐渐变大，请你解释原因 。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？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
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
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