/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科 【学习目标】 1. 知道杠杆的定义 2. 知道杠杆的五要素 3. 会画杠杆的力臂 4. 知道杠杆平衡的条件以及掌握其计算的公式 5. 知道生活中的三类杠杆 【自主学习】 一、杠杆 杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着 的点转动，那么这个硬棒叫做 。“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”是指不考虑发生形变，是一种理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。 杠杆的五要素（如图）： ：杠杆可以绕着转动的点O ； ：使得杠杆转动的力F1 ； ：支点到动力的作用线l1 ； ：阻碍杠杆转动的力F2； ：支点到阻力力的作用线l2 五要素的特点 ①支点：一定在杠杆上；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变（如图）。 ②动力与阻力：作用点都在杠杆上；分别使杠杆向相反方向转动，动力和阻力是相对的。 ③力臂：支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离；力臂不一定在杠杆上；若力的作用线过支点，则力臂为0。 力臂的画法： 第一步：先确定支点O和动力F1、阻力F2的方向；如图所示。 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）分别画虚线，即为动力、阻力的作用线，如图所示。 第三步：画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”、“l2”，如图所示。 二、杠杆平衡的条件 实验：探究杠杆的平衡条件 实验思路：杠杆支点两侧所受的动力、阻力，以及动力臂、阻力臂都会影响杠杆的平衡，所以应该找出这四个量之间的关系。 (1)保持右侧的阻力F2和阻力臂l2不变，改变左侧的动力F1和动力臂l1； (2)保持左侧的动力F1和动力臂l1不变，改变右侧的阻力F2和阻力臂l2。 实验过程：实验开始前需要进行杠杆的调平（和天平测量前的操作一样的）：把杠杆安装在支架上，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。杠杆保持水平并静止的目的：一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；二是便于直接读出力臂。 （1）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。 （2）把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数据填入下表。 （3）保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数据填入下表。 （4）保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数据填入下表。 实验结论：动力 × = × 阻力臂，即F1 l1 = F2 l2 注意事项：根据“左偏右调，右偏左调”原则，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，不能再调节平衡螺母。 三、生活中的三类杠杆 （1）省力杠杆：动力臂 阻力臂（虽然省力，但是费距离） （2）费力杠杆：动力臂 阻力臂（虽然费力，但是省距离） （3）等臂杠杆：动力臂 阻力臂 【例1】下列关于杠杆的说法正确的是（ ） A．杠杆可以是直的，也可以是弯曲的 B．力臂一定在杠杆上 C．杠杆不一定是硬棒 D．力臂不一定和力的作用线垂直 【例2】如图所示，动力的力臂的画法中，正确的是（ ） A． B． C． D． 【例3】如图所示，OAB是以O点为支点的轻质杠杆，分别沿不同方向用力，（图中带箭头的线段只表示力的方向，不表示力的大小），使杠杆在同一位置保持平衡。已知沿BC方向的力为，且BC与AB垂直；沿BD方向的力为，且BD与OB的连线垂直；沿BE方向的力为，且BE与AB在一条直线上。关于、、的大小，下列说法中正确的是（ ） A．最小 B．最小 C．最小 D ... ...
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