《初中物理八年级全一册课后真操实练（沪科版）》10.1 科学探究：杠杆的平衡条件（解析版）

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沪科版八年级

第十章《机械与人》

10.1 科学探究：杠杆的平衡条件

【知识梳理】

知识点 1 杠杆

1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点 O 转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。

杠杆形成的条件：（1）要有力的作用。

（2）能绕着固定点转动。

（3）“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。杠杆可以是直的，也可以是任何形状

的。

2.杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能

在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定；（2）动力：使杠杆转动的力叫动力，用“

1”表示；

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“

2”表示；（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，

用“

1”表示；（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“

2”表示。

知识点 2 杠杆平衡条件

1.杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。

2.杠杆的平衡条件实验

实验步骤：（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。用细线

在左右两端悬挂数量不同的钩码，左为动力，右为阻力。固定动力臂和动力不

变，选取适当的阻力（钩码个数），移动阻力位置，直至杠杆平衡。如图所

示，当杠杆在水平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物

大小了，分别记录动力、动力臂和阻力、阻力臂，并计入表格。

（2）调节钩码个数并改变钩码在杠杆上的位置，重复上述步骤两次（要求每次必须改变动力和动力

臂），并计入表格。

实验表格：

次

数

动力

1/N 动力臂

1/cm 动力×动力臂/N×cm 阻力

2/N 阻力臂

2/cm 阻力×阻力臂/N×cm

实验结论：

杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或

2。

【重点点拨】（1）实验前，调节杠杆使其在水平位置平衡时，杠杆左端低，平衡螺母往右调，杠杆右端

低，平衡螺母往左调,简记为“左低右调，右低左调”。

（2）实验中使杠杆在水平位置平衡是为了方便测力臂，使杠杆在倾斜位置平衡也可得出杠杆的平衡条

件，只是在测量时力臂不在杠杆上，实验操作比较麻烦。

（3）在实验过程中，不允许再旋动两端的螺母。

（4）杠杆的支点在中间位置的目的是为了消除杠杆自重对实验结果的影响。

知识点 3 杠杆的应用

1.省力杠杆：动力臂

1＞阻力臂

2，则平衡时

1＜

2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克

服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠

杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。

2.费力杠杆：动力臂

1＜阻力臂

2，则平衡时

1＞

2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了

力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。

3.等臂杠杆：动力臂

1=阻力臂

2，则平衡时

2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也

不费力，即不省距离也不费距离。

既省力又省距离的杠杆时不存在的。

【易错点】

（1）关于动力、阻力的理解：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好

相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需

要方向转动的力叫阻力。动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，当动力和阻力的方向不一定相反。

当支点在中间时，动力和阻力的方向大致相同；当支点在一侧时，动力和阻力的方向大致相反。

（2）力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对

杠杆的转动不起作用。

（3）不论动力和阻力，杠杆都是受力物体，作用于杠杆的物体都是施力物体。

（4）支点是相对于杠杆不动的点，但支点一定在杠杆上，支点不一定与动力作用点和阻力作用点在同一

直线上，也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。若让力的作用线恰好过支点，则力臂是零，这个力不

能使杠杆转动。

【规律总结】

1.杠杆示意图的画法：

（1）根据题意先确定支点 O；

（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；

（3）从支点向力的作用线画垂线，并用

1和

2分别表示动力臂和阻力臂；

以下图为例：

第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O”表示。

第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“F1”表示。

这个力 F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠

杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2”表示如图乙所示。

第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应

的“l1”“l2”， “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。

【易错点拨】（1）有的力臂在杠杆上，有的不在杠杆上，不要误认为杠杆就是力臂。（2）作用在杠杆上

的两个力可以在支点的同侧，也可以在支点的异侧。（3）表示力的线段的长短不是任意的，它要与力的

大小成正比，同一个图里面表示力的大小的线段长短的比要与力的大小的比相等。

2.杠杆最小力的画法

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。

【典例分析】

（2021 湖北荆州中考）2021 年1月30 日，荆州沙市机场正式通航，为荆州 640 万人口出行带来极大便

利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为

支点，B为重心，A为拉杆的端点。在 A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止。下列说法中正确的

是（　　）

甲乙丙

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