杠杆

八年級物理課堂同步知識點與思維導圖（人教版）

一、思維導圖

二、知識點

■知識點一：杠杆

1.杠杆：在力的作用下能繞着固定點轉動的硬棒，這根硬棒就叫杠杆。

（1）“硬棒”泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體。

（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形狀的。

2.杠杆的五要素：（1）支點：杠杆繞着轉動的固定點，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠杆轉動時，支點是相對固定；（2）動力：使杠杆轉動的力叫動力，用“F1”表示；（3）阻力：阻礙杠杆轉動的力叫阻力，用“F2”表示；（4）動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離，用“

”表示；（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離，用“

”表示。

注意：無論動力還是阻力，都是作用在杠杆上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠杆的力或使杠杆按照人的意願轉動的力叫做動力，而把阻礙杠杆按照需要方向轉動的力叫阻力。

力臂是點到線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。力的作用線通過支點的，其力臂為零，對杠杆的轉動不起作用。

【知識拓展一】杠杆作圖

畫力臂方法:一找支點、二畫線、三連距離、四标簽。

⑴ 找支點O；

⑵ 延長力的作用線(虛線)；

⑶ 畫力臂(實線雙箭頭，過支點垂直于力的作用線作垂線)；

⑷ 标力臂。

【知識拓展二】杠杆五要素的理解

(1)杠杆可以是直的，也可以是彎的。，但在外力的作用下不能變形。例如：撬棒、跷跷闆、抽水機、手柄等。

(2)定義中的力，是指作用在杠杆上的動力和阻力，且動力和阻力使杠杆轉動的方向一定是相反的，但動力和阻力不一定相反。

(3)杠杆在力的作用下，繞固定點轉動而不是平動。

(4)不論動力和阻力，杠杆都是受力物體，作用于杠杆的物體都是施力物體。

(5)阻力繞支點轉動的方向與動力繞支點轉動的方向相反。

(6)不可把從動力作用點到支點的距離作為動力臂，或把從阻力作用點到支點的距離作為阻力臂。

【知識拓展三】杠杆支點的辨别方法

支點是相對于杠杆不動的點，但支點一定在杠杆上，支點不一定與動力作用點和阻力作用點在同一直線上，也不一定在動力作用點和阻力作用點之間。若讓力的作用線恰好過支點，則力臂是零，這個力不能使杠杆轉動。

■知識點二：杠杆作圖

杠杆示意圖的畫法：

（1）根據題意先确定支點O；

（2）确定動力和阻力并用虛線将其作用線延長；

（3）從支點向力的作用線畫垂線，并用l1和l2分别表示動力臂和阻力臂；

第一步：先确定支點，即杠杆繞着某點轉動，用字母“O”表示。

第二步：确定動力和阻力。人的願望是将石頭翹起，則人應向下用力，畫出此力即為動力用“F1”表示。這個力F1作用效果是使杠杆逆時針轉動。而阻力的作用效果恰好與動力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆應朝着順時針方向轉動，則阻力是石頭施加給杠杆的，方向向下,用“F2”表示如圖乙所示。

第三步：畫出動力臂和阻力臂，将力的作用線正向或反向延長，由支點向力的作用線作垂線，并标明相應的“l1”“l2”， “l1”“l2”分别表示動力臂和阻力臂，如圖丙所示。

■知識點三：杠杆平衡條件

（1）杠杆的平衡：當杠杆在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠杆平衡了。

（2）杠杆的平衡條件實驗

1）首先調節杠杆兩端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如圖（5）所示，當杠杆在水平位置平衡時，這樣就可以由杠杆上的刻度直接讀出力臂實物大小了，而圖（4）杠杆在傾斜位置平衡，讀力臂的數值就沒有圖（5）方便。由此，隻有杠杆在水平位置平衡時，我們才能夠直接從杠杆上讀出動力臂和阻力臂的大小，因此本實驗要求杠杆在水平位置平衡。

2）在實驗過程中絕不能再調節螺母。因為實驗過程中再調節平衡螺母，就會破壞原有的平衡。

（3）杠杆的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。

【知識拓展】探究杠杆平衡條件

1.實驗内容

【實驗目的】杠杆平衡條件實驗驗證。

【實驗器材】鐵架台、帶刻度的杠杆、鈎碼。

【實驗原理】動力×動力臂=阻力×阻力臂 。

【實驗步驟】一、組裝、調節杠杆，使橫梁平衡（調節杠杆兩端的平衡螺母）。

二、用細線在左右兩端懸挂數量不同的鈎碼，左為動力，右為阻力。固定動力臂和動力不變，選取适當的阻力（鈎碼個數），移動阻力位置，直至杠杆平衡。分别記錄動力、動力臂和阻力、阻力臂，并計入表格。

三、重複上述步驟兩次（要求每次必須改變動力和動力臂），并計入表格。

四、分别計算每次試驗的動力×動力臂和阻力×阻力臂，填入表格。

五、實驗表格

六、整理器材。

【實驗結論】動力×動力臂=阻力×阻力臂。

2.考查内容

■知識點四：杠杆應用

1.省力杠杆：動力臂l1＞阻力臂l2，則平衡時F1＜F2，這種杠杆使用時可省力（即用較小的動力就可以克服較大的阻力），但卻費了距離（即動力作用點移動的距離大于阻力作用點移動的距離，并且比不使用杠杆，力直接作用在物體上移動的距離大）。

2.費力杠杆：動力臂l1＜阻力臂l2，則平衡時F1＞F2，這種杠杆叫做費力杠杆。使用費力杠杆時雖然費了力（動力大于阻力），但卻省距離（可使動力作用點比阻力作用點少移動距離）。

3.等臂杠杆：動力臂l1=阻力臂l2，則平衡時F1=F2，這種杠杆叫做等臂杠杆。使用這種杠杆既不省力，也不費力，即不省距離也不費距離。

既省力又省距離的杠杆時不存在的。

【知識拓展】杠杆應用

解決杠杆平衡時動力最小問題:此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到①在杠杆上找一點，使這點到支點的距離最遠;②動力方向應該是過該點且和該連線垂直的方向。

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