1. 利用直桿或曲桿，_________________________________的簡單機械叫作杠桿。 2. 杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點叫做______，使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫作______，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫作______，支點到動力作用線的距離叫作________，支點到阻力作用線的距離叫作________。
3. 杠桿在動力和阻力的作用下______或__________，稱為杠桿平衡。 4. 杠桿平衡條件：動力×________=阻力×_________，即F1×____=F2×____。
這些剪刀在結(jié)構(gòu)上有什么不同？
它們在使用時有什么共同特點？
都是“硬棒”，且都能在力的作用下繞一個固定點轉(zhuǎn)動
定義：我們把這種利用直桿或曲桿，在力的作用下繞桿上一固定點轉(zhuǎn)動的簡單機械叫作杠桿。
注意：杠桿不一定是直棒。曲棒或其他形狀的堅實物體，只要能繞一個點轉(zhuǎn)動，便能稱為杠桿。
支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點（ O ）
動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力（F1）
阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力（F2）
動力臂: 支點到動力作用線的距離（L1）
阻力臂：支點到阻力作用線的距離（L2）
動力F1和阻力F2：動力和阻力是相對而言的。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動的力叫動力，而把阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫阻力。
支點O：杠桿的支點一定在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿中間的某點。
力臂L：力臂是支點到力的作用線的距離，不是支點到力的作用點的距離，若力的作用線過支點，則力臂為零。
3. 對杠桿五要素的理解
關(guān)于杠桿，下列說法正確的是（ ）杠桿必須是一根直棒杠桿一定有支點當力的作用線通過支點時，力臂最大動力臂就是支點到動力作用點的距離
確定支點；畫出力的作用線，即過力的作用點沿力的方向（或反方向）畫一條直線（用虛線）；過支點作力的作用線的垂線段，標上垂足，支點到垂足的距離就是力臂。
左圖中每支船槳都是一個杠桿，右圖中的核桃鉗由兩個杠桿組成。請你找出他們的支點，并畫出動力和動力臂、阻力和阻力臂。
知識點2 杠桿的平衡條件
在使用杠桿中，杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常重要的狀態(tài)。
杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動，稱為杠桿平衡。
杠桿在滿足什么條件時才會平衡？
杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？
F1 · L1=F2 · L2
2. 探究杠桿的平衡條件
杠桿、鐵架臺、鉤碼等。
【實驗設(shè)計】利用下圖的實驗裝置，通過改變支點兩邊懸掛鉤碼的個數(shù)和懸掛位置，探究杠桿平衡時動力、動力臂和阻力、阻力臂之間的關(guān)系。
為什么支點要在杠桿的中點？實驗前為什么要調(diào)節(jié)杠桿兩端平衡螺母？掛鉤碼后，還可以調(diào)節(jié)平衡螺母嗎？掛鉤碼后，為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？
1. 按圖裝配實驗裝置。在掛上鉤碼前調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。
2. 如圖甲所示，在杠桿兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡。將動力、動力臂、阻力、阻力臂的大小記錄在表格中。
3.如圖乙所示，用彈簧測力計代替一組鉤碼，此時動力和阻力作用在支點同側(cè)，方向相反，使杠桿在水平位置平衡，并將動力、動力臂、阻力、阻力臂的大小記錄在表格中。
4. 重復(fù)上面的實驗，并將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。
根據(jù)表中記錄的實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：
杠桿每次平衡時，動力與動力臂的乘積都等于阻力與阻力臂的乘積。
杠桿的平衡條件為：動力×動力臂=阻力×阻力臂即 F1 L1 = F2 L2 或
如圖是小蘭探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置和操作圖。關(guān)于此實驗，下列說法正確的是（ ）為使圖甲中杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)實驗過程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母圖乙中要使杠桿保持水平平衡，需要在 D點掛5個相同的鉤碼為了保持杠桿在水平位置平衡，在D點 施加拉力的方向由①位置到②位置的過 程中，所需施加的拉力大小不變
3. 杠桿平衡條件的應(yīng)用
F1 L1 = F2 L2
①進行簡單的計算： 已知其中3個量，就可求出第4個量
②杠桿平衡及轉(zhuǎn)動的判斷：當F1 L1 = F2 L2時，杠桿平衡，靜止或勻速轉(zhuǎn)動當F1 L1 > F2 L2時，杠桿沿F1的方向加速轉(zhuǎn)動當F1 L1 < F2 L2時，杠桿沿F2的方向加速轉(zhuǎn)動
停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出，如上圖所示，我們可以把該裝置簡化成如下圖所示的杠桿。若橫桿 AB 粗細相同、質(zhì)量分布均勻，重力 G = 120 N，AB = 2.8 m，AO = 0.3 m，要使橫桿 AB 保持水平平衡，需在 A 端施加豎直向下的力F=______N。
利用杠桿的平衡條件公式時，動力和阻力的單位要統(tǒng)一為力的單位“N”，動力臂和阻力臂的單位要統(tǒng)一，但不一定是“m”，其他長度單位統(tǒng)一也可以。
1. 如圖是液壓汽車起重機的示意圖，其中吊臂可繞O點轉(zhuǎn)動。請你分別畫出作用在吊臂上的動力F1的力臂和阻力F2的力臂。
2. 圖中是自行車手閘的示意圖。手閘實質(zhì)是一個可以繞 O 點轉(zhuǎn)動的杠桿。當手閘在圖示位置平衡時，手對手閘 A 點的作用力 F=15 N。此時剎車拉線受到的力的大小是多少？
解：由圖可知，手對手閘的作用力F為動力，大小為15 N，動力F的力臂L=12cm；剎車拉線對手閘的拉力F拉為阻力，阻力F拉的力臂L拉=3cm。由杠桿平衡條件可知，F(xiàn)L =F拉L拉，則根據(jù)力的相互作用，剎車拉線受到的力的大小為 60 N.
3. 找出下列各圖中動力和阻力，并畫出杠桿力臂。

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第一節(jié) 杠桿

版本： 北師大版（2024）

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