4.1A 杠杆—沪教(上海)版八年级物理下册学案

第四章机械和功 第四章4.1a 杠杆

[学习目标]

1． 知道杠杆，能从常见的工具或机械中辨认出杠杆，并识别支点、动力和阻力，会画杠杆

的示意图；

2． 理解力臂的概念，在实际杠杆中能根据力臂的定义正确画出力臂。 [知识解读]

1．杠杆的定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。 2．杠杆的五要素：

（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，如图，O 为支点，在做图时，我们都是用“O ”表示杠杆的支点的。

（2）动力：促使杠杆绕支点转动的力，图中F 1为动力，做图时，都用F 1表示动力。 （3）阻力：阻碍杠杆绕支点转动的力；图中F 2为动力，做图时，都用F 2表示动力。 （4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，图中l 1是动力臂。 （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，图中l 2表示阻力臂。 [概念辨析] 1． 什么是杠杆？

观察以下图1中几种工具或器械，分析比较：它们有什么共同特征？

我们发现：这些工具或器械尽管有的是直的，有的是弯的，有的固定点在一端，有的固定点在中间，但它们有两个共同特征：①比较坚硬；②在力的作用下能绕着固定点转动．物理学中把这样的硬棒称为杠杆．

杠杆是人们根据大量实物抽象概括出的一种“物理模型”。 2． 怎样画杠杆示意图

为了研究杠杆，必须学会画杠杆的示意图。一个完整的杠杆示意图要能反映出杠杆的五要素，即支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂．现以起子（如图2

）为例，说明画杠杆示意

图 1

图的步骤：

（1）找出杠杆的支点、动力作用点和阻力作用点。其中的关键是先确定出支点O ；支点可能在动力、阻力作用点之间，也可能在杠杆的一端．如图2B 中o 点所示。

（2）画两力：用力的示意图在动力作用点和阻力作用点分别画出动力F 1和阻力F 2．如图2C 所示。确定这两个力时要注意：

○

1动力和阻力都是杠杆受的力，作用点一定在杠杆上。如起子起瓶盖，动力是手对起子把向上的作用力F 1；阻力是瓶盖对起子B 点向下的压力F 2，而不要把起子对瓶盖向上的作用力误认为是杠杆受的阻力。

○

2注意力的方向，阻力和动力不是一对平衡力，不能错误的以为动力和阻力的方向是相反的。动力是使杠杆转动的力，阻力是阻碍杠杆转动的力，所以动力和阻力总是使杠杆向相反的方向转动，它们对杠杆转动的效果是相反的。

（3）画力臂：按力臂的定义，从支点O 分别向动力F 1和阻力F 2的作用线画垂线，支点O 到两力作用线的距离分别为动力臂L 1和阻力臂L 2。如图2D 所示。画力臂时要注意：

○

1力臂是支点到力的作用线的距离，并不是支点到力的作用点的距离； ○

2力的作用线需要延长时，应用虚线；

o

F 2

o

图2A

图2B

图2C

图2D

○3力臂不一定在杠杆上；

○4力臂是我们为研究杠杆而添加的辅助线，因此要用虚线画，同时为区别于力的作用线的延长线，力臂要用大括号和符号标明。

[经典例说]

【例1】画出如图所示装置的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂.

例题1图

【思路点拨】正确作图的关键是找出支点O，确定动力和阻力的作用线，并注意力的方向。

正解图

【解答】正确答案如图所示。

【例2】如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是F2的力臂。在图中画出力F1的力臂和力F2。

例题2图

错解图

【点评】力F l 的力臂没有作错，但在作力臂L 2的力F 2时，疏忽了力的三要素，错误地把力的作用点画在力臂上，其实不管动力还是阻力都要作用在物体上，所以画力F 2时，一定要注意力的作用点应画在杠杆上。

【解答】 如图所示，先画F l 的力臂L 1，再确定力F 2的作用线与力臂L 2垂直，并确定力F 2的作用点，即力的作用线与杠杆的交点B ，然后根据杠杆平衡条件确定力的方向，力F 2的方向应沿力的作用线斜向上。

【例3】 如图是表示人的脚跟提起后的姿势.O 是脚尖与地面的接触点，F 1为动力，F 2为阻力.请画出画出动力F 1的力臂.

【解答】正确答案如图所示。

[跟踪训练] 一、填空题

1.一根硬棒，在力的作用下如果能绕着_________________________转动，这

个硬

棒就叫做 。它的形状可以是直的，也可以是 的。

正解图

例题3图

正解图

2.杠杆的五个要素是：___________点、____________、_______________、_______________和_______________。

3．__________________________叫做动力，__________________________叫做阻力。动力和阻力使杠杆转动的方向是_________的（选填“相同”或“相反”）。

4．请列举几个你见过的应用杠杆的实例：

（1）___ __；（2）___ __；（3）___ __；（4）__ ___。

二、选择题

5．下列说法中正确的是（）

A．杠杆只能是直的硬棒

B．杠杆的支点一定在动力和阻力的作用点之间

C．力臂一定在杠杆上且动力臂与阻力臂之和等于杠杆的总长度

D．动力和阻力总是使杠杆向相反的方向转动

6．关于力臂，下列说法正确的是（）

A．力臂一定在杠杆上B．力的作用线通过支点时，力臂为零

C．从支点到力作用线的距离叫阻力臂D．杠杆越长，力臂越大

7．如图所示的杠杆处于平衡状态，F的力臂是（）

A．DF B．OD C．OC D．OA

8．如图所示，O为支点，作用在A端的的4个力中，力臂最长的是（）A．F1

B．F2

C．F3

D．F4

第7题图

第8题图