人教版初中物理杠杆_教案

第4节、杠杆

知识点1 杠杆

定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

说明：①杠杆可直可曲，形状任意。不一定是“棒”。

②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。

杠杆的五要素：

①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。杠杆转动时，支点是相对固定的。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母 F 1 表示。

③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F 2 表示。

说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反

④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l 1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l 2表示。 例1：判断下列物体中，哪些属于杠杆（ ）

A.夹取物体的镊子

B.拔铁钉的羊角锤

C.杂技演员手中的水流星

D.打气筒中的活塞杆 例2：关于杠杆的下列说法中正确的是（ ） A.杠杆必须是一根直棒 B.杠杆不一定要有支点

C.杠杆可以是直的，也可以是弯的

D.作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反的方向转动 画力臂方法：

⑴ 找支点O ；

⑵ 画动力和阻力（实线），如果需要延长力的作用线（虚线）； ⑶ 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）； ⑷ 标力臂（大括号）。

一找支点、二画线、三连距离、四标签。

例1：（10荆州）如图所示，粗细均匀的棒一端搁在地上，另一端与支点O 连接。请在图中作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图，并画出重力的力臂。

例2：（10德州）如图所示，轻质杠杆可绕O 转动，杠杆上吊一重物G ，在力F 作用下杠杆静止在水平位置，

l 为F 的力臂，请在图中作出力F 的示意图及重物G 所受重力的示意图。

例1图 例2图

例3：（10宜宾）为了让第41届世界博览会在上海如期举行，近二百个展馆倾注了建设者的心血．建筑工地上随处可见各式各样的起重机，图6为一种常见的“桅杆式起重机”，其中起重臂部分可以看成杠杆，O 点为支点．请在图的原理简图中画出F 1、F 2的力臂L 1、L 2．

O

F 1

l 1

l 2

F 2

l

O

例4：（10长春）图6所示是盆栽植物的支撑架，O为支点，请画出力F的力臂L。

例5：轻杆A端挂重物，OA在绳子拉力作用下保持平衡，画出绳对A点的拉力及力臂。

例6：在图中杠扦画出：①所受重力G的示意图；②所受拉力F的力臂L。

例6图例7图

例7：如图所示，当人曲臂将重物端起时, 人的前臂可以看作一个杠杆。请在示意图上画出F1和F2的力臂。例8：按照题目要求作图：在图甲中画出物体A所受重力的示意图和拉力F所对应的力臂l．

例8图例9图

1的力臂L1。

知识点2 杠杆平衡条件

杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。

实验注意事项：（1）实验前，应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。

（2）实验过程中，不要再移动平衡螺母，以免破坏原来的平衡。

（3）加减砝码之后，要使杠杆在水平方向恢复平衡。

结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：

动力×动力臂＝阻力×阻力臂。

写成公式F1l1=F2l2

也可写成：F1 / F2=l2 / l1

解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆

O

示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）

例

1：某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示。他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为N。

例2：在做实验“杠杆平衡条件”时，首先调节，使杠杆在水平位置平衡；当左侧钩码处于图示位置Ａ时，应将右侧的钩码向移动，使杠杆在水平位置平衡。

例3：小明和小华玩跷跷板，当小明坐在离支点2 m处时，刚好能撬动小华，此时跷跷板在水平位置平衡．设小明体重为G1，小华体重为G2（G1＜G2），则小华离支点的距离为m．若两人再拿同样重的铁球，则（填“小明”或“小华”）将下降．

解决杠杆平衡时动力最小问题：

此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大。

要使动力臂最大需要做到：

①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；

②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。

例1.一根重100 N的均匀直铁棒放在水平地面上，抬起一端所需最小的力是（）

A.50 N

B.75 N

C.25 N

D.100 N

例2（10德州）如图3所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用

的四个力中，最小的是（）

A．F1 B．F2

C．F3 D．F4

例:3. (2010江苏南通中学高三一模)如图13-4-1所示，有一根均匀铁棒，

长为L，OA=L/4，重力G=600 N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所

需外力F至少应为________ N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为________ N。

图13-4-1

杠杆的应用：

名称结构

特征

特点应用举例

O

A

F1

F2

F3

F4

图3