物理探究：杠杆的平衡条件 课件-2025-2026学年沪科版八年级全一册物理

案件编号：杠杆失衡案第一节探究：杠杆的平衡条件

第1课时杠杆的运用八年级物理下册•沪科版2024第十一章简单机械第一节

探究：杠杆的平衡条件壹·现场勘查提取作案工具特征1.生活中常见的几种工具，结合实际使用过程，你能说出它们有什么共同的特点吗？1.硬棒使用时不发生明显形变2.绕一固定点转动3.受到力的作用杠杆转动的原因锁定目标

支点：杠杆绕着转动的点O；

动力：使杠杆转动的力F1

；

阻力：阻碍杠杆转动的力F2；

动力臂：从支点到动力作用线的距离l1

；

阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2

。注意：“力的作用线”是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。不是支点到作用点的距离。F2F1l2人用撬棒翘起物体

2.杠杆的五要素身份识别3、思考、交流以下问题：①支点、动力作用点、阻力作用点是否一定在杠杆上？②动力和阻力分别使杠杆如何转动？③阻力是石块的重力吗？④什么是动力作用线和阻力作用线？一定在杠杆上图中动力使杠杆逆时针转动，阻力使杠杆顺时针转动。不是，是石块对杠杆的压力。提示：动力所在的直线为动力作用线，阻力所在的直线叫阻力作用线，根据需要延长或不延长。身份识别动力臂l１4、力臂的作法阻力F2动力F1

阻力臂l２以人用撬棒翘起物体为例——画出动力F1

与阻力F2的力臂支点O（力的作用线）F1

F2关键线索总结

1.定支点2.定线（力的作用线）3.定距离（支点到力的作用线）4.标（垂足和力臂）试一试：画出图中杠杆各力的力臂F1

F2l1l2F1

F2l1Ol2O通缉令发布贰·实验取证破解平衡密码

1.杠杆的平衡状态：

当杠杆在动力和阻力的作用下__________________时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。在生产、生活实践中，人们常常利用杠杆的平衡解决问题，如利用杠杆的平衡制造称量物品的天平。

那么，杠杆在什么条件下才能平衡呢？

实验取证

探究：杠杆的平衡条件静止或匀速转动实验取证

探究：杠杆的平衡条件杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂间存在怎样的关系呢？【问题】请你结合我们玩跷跷板，想一想，在跷跷板不平衡时，我们有哪些办法使它平衡呢？【猜想与假设】2.证据清单实验取证

探究：杠杆的平衡条件【实验器材】杠杆、铁架台、钩码等利用下图所示的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。【设计实验】实验取证

探究：杠杆的平衡条件【实验过程】1.在挂上钩码前调节杠杆两端的螺母，将杠杆调节至水平位置平衡。

请思考：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？2.在杠杆支点两侧悬挂不同个数的钩码，它们对杠杆的作用力分别作为动力F1

阻力F2。移动钩码的悬挂位置，使杠杆在水平位置重新平衡，在自己设计的记录表中记录此时杠杆两侧所受作用力的大小、动力臂l1和阻力臂l2。

3.改变动力F1

和动力臂l1的大小，重复实验，并将数值记录在记录表中。

保证力臂沿杠杆，便于测量力臂。实验取证

探究：杠杆的平衡条件实验序号动力F1/N动力臂l1/mF1.l1阻力F2/N阻力臂l2/mF2.

l212３4【实验表格】【实验结论】杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，

即：F1

l1

= F2

l2实验取证

探究：杠杆的平衡条件【交流与评估】1.实验中，如果杠杆不在水平位置平衡，动力臂和阻力臂能否直接从杠杆上读出？为什么？

不能。因为力臂是支点到力的作用线的垂直距离，并非支点到力的作用点的距离，所以不能直接从杠杆上读出。2.你的结论与猜想是否有差异？结论是否可靠？还有进一步的改进措施吗？

A.减小杠杆自重影响;B.提高测量精度;C.减小摩擦影响：对杠杆的支点进行优化，例如使用更光滑的转轴或添加润滑剂，以减小杠杆转动时的摩擦。D.对实验数据进行更细致的处理和分析，分析误差产生的原因，并尝试通过合理的方法进行修正。实验取证

探究：杠杆的平衡条件

3.DIS实验室：用力传感器探究杠杆的平衡条件

按图装配实验装置。先调节杠杆水平，在杠杆一侧悬挂钩码，另一侧连接传感器并使杠杆保持水平，记录此时杠杆两侧所受作用力的大小及动力臂和阻力臂。改变钩码或传感器到杠杆支点的距离，重复进行实验。分析杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系，总结杠杆的平衡条件。实验取证

探究：杠杆的平衡条件

4.学科综合：杆秤

（1）工作原理：

杆秤是中国古代的一大发明，秤锤、秤杆分别叫“权”和“衡”，寓意做任何事情都要权衡轻重。杆秤作为称量质量的工具，使用已经超过2 000年。（2）各种各样的秤：

生活中各种测量物体质量的工具：物理天平、分析天平、超微量天平、电子汽车秤、电子吊秤等。杠杆平衡条件

三·法庭审判杠杆的分类与应用1.古人与杠杆：

我国古代早就有了许多巧妙应用杠杆的事例，如用碓舂米和用桔槔汲水等。

法庭审判——三个被告席F2法庭审判——三个被告席∵F1·l1=F2·l2

，又l1>l2∴F1<F2请结合杠杆平衡条件，分析l1＞l2，l1＜l2，l1＝l2时，动力F1

和阻力F2的大小关系，并据此对杠杆进行分类。被告席1:省力杠杆常见的省力杠杆：瓶盖起子、羊角锤起钉子、独轮车、钳子等。F1F1ol1l2被告席2:费力杠杆

F2l1l2筷子相当于两个杠杆组合在一起。oF1∵

F1

·l1=F2·l2

，又l1<

l2∴F1

>F2常见的费力杠杆：镊子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿、筷子夹菜、皮划艇的桨、扫帚扫地等。法庭审判——三个被告席O●F1

●F2被告席3:等臂杠杆

∵F1·l1

=F2·l2

，又l1<

l2∴F1

>F2常见的等臂杠杆：天平、跷跷板、定滑轮。法庭审判——三个被告席l2l1杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆费力杠杆等臂杠杆l1>l2F1<F2(动力<阻力)l1<l2F1>F2(动力>阻力)l1=l2F1=F2(动力=阻力)法庭审判——三个被告席省距离费力既不省力也不省距离

省力费距离请对下列被告进行分类，说出你的依据。等臂杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆费力杠杆法庭审判——三个被告席省力杠杆四·结案归档竹竿抬水陈述

完成以下生活现象的分析。

植树活动中，两位同学用1.2 m长的轻竹竿抬水。水和桶总重为120 N，水桶挂在视为水平的轻竹竿的A处，距后面同学0.5 m。求：后面同学抬水所用的力的大小。（竹竿的重力忽略不计，两位同学各自对竹竿的力的作用点之间的距离近似认为是1.2 m）。

建模

分析：

可将轻竹竿看成杠杆，竹竿在水平位置保持平衡。以前面同学肩膀位置B处为支点，可把水桶对竹竿的作用力（其大小等于水和桶的重力大小）看成阻力，把后面同学在肩膀位置C处竖直向上抬水的力看成动力，BC、AB分别为动力臂和阻力臂。利用杠杆平衡条件，可求出后面同学抬水所用的力的大小。

推理

解：

由题意，水和桶的重力之和G=120 N，动力臂l1=BC=1.2 m，阻力臂l2=AB=1.2 m-0.5 m=0.7 m。

根据杠杆平衡条件

F1

l1=F2l2可知，Fl1=Gl2

因此F=Gl2/l1

=120N×0.7m/1.2m=70N

讨论如果要使后面同学少用力，水桶应向前移还是向后移？

定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆.(硬棒：在外力作用下不变形)①支点：杠杆可以绕其转动的点（O

点）.②动力：使杠杆转动的力（F1

）.③阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）.④动力臂：从支点

O

到动力

F1

作用线的距离（l1）.⑤阻力臂：从支点

O

到阻力

F2

作用线的距离（l2）.平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1

l1=F2l2）.①省力杠杆：动力臂大于阻力臂.②费力杠杆：动力臂小于阻力臂.③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂.杠杆概念分类五要素平衡条件全案整合学习目标【例题1】生活中常用到各种各样杠杆。有借助撬棒来撬动石头（如图甲），撬棒属于______杠杆；有称量物体质量的天平（如图乙），天平属于______杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。

【解析】如图甲所示，O点是杠杆支点，撬棒下端给石头施加的垂直于撬棒的力是阻力，支点到撬棒下端点的距离是阻力臂；手给撬棒一个垂直于撬棒向下的力是动力，上端用手施力的位置到支点的距离是动力臂，如图可知，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力是省力杠杆。天平的支点在横梁中间，两边托盘到支点的距离相等，即是两个力臂相等，当天平平衡时，两边托盘受力相等，故天平是等臂杠杆。。考考你

【解析】杆秤是一只杠杆，O是支点，当杆秤在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件可得G鱼﹒OA=G秤砣﹒OB，则鱼受到的重力，

鱼的质量为故B符合题意，ACD不符合题意。学习目标考考你【例题2】杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。如图所示，O为杆秤提纽，OA=8cm，秤砣质量m=0.2kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得OB=32cm，则鱼的质量为（）A．1.0kg B．0.8kg C．0.6kg D．0.4kg。学习目标1.理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。2.知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。3.能用速度公式进行简单的计算。【例题3】植树节当天，学校初二年级开展植树活动。同学们分工合作，如图甲，小高正在用铁锹铲土。将铁锹视为杠杆，O为支点，请在图乙中画出：①手在A处施加的最