這是人民教育出版社出版的初中物理八年級學生第二冊12.1卷杠桿教程計劃及答案，共9頁。 學習計劃主要包括學習要點、學習難點、自主預習、合作探索、強化教學、總結整理等內容，歡迎您下載使用。
學習目標
1.了解什么是杠桿。 理解力臂的概念，能夠畫出杠桿的力臂；
2、能夠識別常用工具和簡單機械中的杠桿；
3、了解杠桿平衡條件以及杠桿的一些應用。
了解重點和難點
【學習要點】
1.能夠畫出杠桿臂
2.探索杠桿的均衡條件。 引導學生通過科學探究導出杠桿的均衡條件。
【學習困難】
1.理解力臂的概念，
2.實驗設計和數據處理初中物理費力杠桿，探索杠桿的平衡條件。
學習過程
【獨立預覽】
1、杠桿：在力的作用下能繞固定點轉動的硬桿稱為杠桿。
2、杠桿的五要素：支點是指杠桿可以繞其轉動的O點； 功率是使杠桿旋轉的力F1； 阻力為阻礙杠桿轉動的力F2； 支點O到力F1作用線的距離L1； 阻力臂 是支點到O阻力F2作用線的距離L2。
3、杠桿的平衡條件為功率×動力臂=阻力×阻力臂，其物理表達式為F1L1=F2L2。
4． 常用的手指剪刀是省力的杠桿。 此類杠桿的特點是動力臂L1大于阻力臂L2。 平衡時，功率F1小于電阻F2。 使用它可以省力，即用更少的力量去克服更大的阻力； 鉗子 重量的鑷子是力桿。 其特點是動力臂L1小于阻力臂L2。 平衡時，功率F1大于電阻F2。 使用時可以節省距離。 實驗室常用的托盤天平是等臂杠桿。 這種杠桿的動力臂L1等于阻力臂L2。 平衡時，功率F1等于電阻F2。 工作時既不省力，也不費力。
【合作研究】
研究一：杠桿
想討論：
當你用筷子夾菜、用剪刀剪紙、用天平稱重時，這些工具有什么共同點？
共同特點： 1、力的作用； 2、繞固定點旋轉； 3、比較難
1、杠桿的概念：在力的作用下能繞固定點轉動的硬桿稱為杠桿。
2.杠桿五要素
用木棍撬石頭。 撬棍是一個杠桿。 杠桿是一種常用的簡單機械，由五個元件組成：
(1)支點：杠桿繞其轉動的固定點O。 (2)功率：使杠桿轉動的力F1。
(3)阻力：阻礙杠桿轉動的力F2。 (4)動力臂：支點到動力作用線的距離l1。
(5)阻力臂：支點到阻力作用線的距離l2。
3. 對杠桿的理解
(1)杠桿可以是直的，也可以是彎的，但為硬桿。
(2)力臂可以在杠桿上，也可以不在杠桿上。
(3)支點必須在杠桿上。 當杠桿轉動時，支點相對固定。
(4)無論力還是阻力，都是杠桿所施加的力。
4、力臂的繪制方法：
(1)找點：首先確定杠桿的支點O以及力和阻力的方向。
(2)第二畫線：畫出功率和阻力的作用線。 如有必要，使用虛線來延長作用力線。
(3)垂直三段：從支點到作用線畫一條垂直線。 垂直部分是動力臂或阻力臂。
(4)用括號表示四：最后用大括號或箭頭勾勒出力臂，并在旁邊寫上字母l1或l2。
探索二：杠桿的平衡條件
1、杠桿平衡狀態：杠桿靜止或勻速旋轉（可傾斜平衡）。
問：杠桿在什么條件下會達到平衡？
2 實驗研究
（1）提出問題：當力、動力臂、阻力和阻力臂之間的關系滿足時，杠桿能否達到平衡？
(2)猜想與假設：F1·l1=F2·l2
(3)設計實驗并進行實驗
(4)使用設備：彈簧測力計、鉤碼、帶刻度的杠桿、鐵架。
實驗前疑問：
掛鉤前如何調整平衡螺母？ 調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置保持平衡。
實驗前為什么要以杠桿中點為支點，調整水平平衡？ 避免杠桿自身重力對實驗的影響。
實驗時為什么要使杠桿保持水平位置平衡？ 易于測量力臂。
為什么要進行多次實驗？ 讓結論更具有普遍性。
(5) 進行實驗并收集證據：
= 1 * GB3 ①調節平衡螺母，使杠桿平衡于水平位置。
= 2 * GB3 ② 在杠桿兩側掛上不同數量的鉤碼，調整位置初中物理費力杠桿，重新平衡杠桿。 （此時可以調整平衡螺母嗎？不可以）
= 3 * GB3 ③將支點左側的鉤碼視為力量F1，將支點右側的鉤碼視為阻力F2。 讀出功率臂L1和阻力臂L2，并將每個值填入表中。
（6）結論：功率×功率臂=阻力×阻力臂。 即：F1·L1=F2·L2
例：據《杭州日報》報道，2001年6月22日，在杭州動物園，一位物理老師利用杠桿原理，僅用一個小型彈簧測力計（如圖所示）測量了一頭大象的質量。 測量時使用長度為12m的槽鋼作為杠桿。 如圖B所示，掛鉤固定在槽鋼的中點O處。 當槽鋼水平靜止時，彈簧測功機指示F1為200N。 實測長度L1為6m，L2為4cm。 忽略鐵籠的質量，請估計大象的質量。 g取10N/kg。
解：如圖：F1=200N，l1=6m，l2=4cm=0.04m
由杠桿余額條件F1L1=F2L2可得：
大象的重力：G2=F2=3×104 N
大象的質量為：
研究 3：生活中的杠桿作用
1、省力杠桿
(1)示意圖：如圖所示
（2）特點：功率臂比電阻臂大，平衡時功率比電阻小。 可以用更少的力量克服更大的阻力。 (L1>L2，F1(3)常用省力杠桿：開瓶器、羊角錘撿釘子、獨輪車、鉗子等。
2. 輕松杠桿
（2）特點：功率臂比電阻臂小，平衡時功率比電阻大。 將力量作用點移動較小的距離可以導致阻力作用點移動較大的距離。 (L1F2)
（3）常見的費力杠桿：鑷子、縫紉機踏板、釣魚竿、摘菜的筷子、皮劃艇槳、掃地的掃帚等。
3. 等臂杠桿
（2）特點：功率臂等于阻力臂，平衡時功率等于電阻。 這樣的杠桿既不費力也不費力。 （L1=L2，F1=F2）
(3)常見等臂杠桿：平衡輪、定滑輪。
【精講】
1.用作杠桿的物體可以是直的，也可以是彎曲的。 也就是說，杠桿可以具有各種形狀。
2、支點必須在杠桿上，力和阻力可以在支點兩側，也可以在支點同一側。 作用在杠桿上的力和阻力是相對的。 力和阻力必然使杠桿向相反方向轉動，但力和阻力的方向不一定相反。
3.力臂不一定在杠桿上。 當力的作用線不垂直于杠桿時，力臂和杠桿不重合。 力臂包含兩個要素：力的作用點和力的方向。
4、無論力還是阻力，都是杠桿所施加的力。
【總結與整理】
指導測試
1. 如圖所示，所使用的四種工具均為費力杠桿（ ）
A. 羊角錘 B. 胡桃夾子
C. 園藝剪 D. 食物夾
【答案】D
【分析】A、羊角錘使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿；
B、核桃鉗使用時，動力臂大于阻力臂，是一種省力杠桿；
C、園林剪使用過程中，動力臂大于阻力臂，為省力杠桿；
D、食夾在使用時，動力臂比阻力臂小，是一個費力的杠桿。 故選：D。
2. 圖中工具中，使用起來比較費力的杠桿是（ ）
A. 開瓶器； B.食物夾； C、釘錘； D、胡桃夾子。
【答案】B
【分析】A、從圖中可以看出，支點在上接觸點，動力臂比阻力臂大，是省力杠桿，故A錯誤；
B、食品夾在使用時，支點在夾子兩壁的連接處，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故B正確；
C、釘錘使用時，支點是釘錘與地面的接觸點。 動力臂比阻力臂大，是省力杠桿，故C錯誤；
D、核桃夾使用時，支點在夾子兩壁的連接處。 動力臂比阻力臂大，是一種省力杠桿。 D 是錯誤的。 故選：B.
3、撬棍是人們在勞動中應用杠桿原理的工具。 如圖所示，工人用撬棍搬動一塊大石頭。 撬棍上的O點是杠桿的支點。 下列分析正確的是（ ）
A.此時撬棍為等臂杠桿
B．使用這個撬棒的主要目的是為了節省勞動力
C、力F的作用點離O點越近，就越省力。
D．使用撬棒的主要目的是節省距離
【答案】B
【分析】ABD，從圖中看，使用撬棍時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿。 使用這個杠桿省力但費距離，所以B是正確的，AD是錯誤的；
C、當力F的作用點接近O點時，功率臂減小，但阻力和阻力臂保持不變。 從杠桿平衡條件可以看出，力量會變大，更費力，故C錯誤。 故選：B.
4.圖中所示的日常用具中，哪個杠桿使用起來比較費力？
A. 羊角錘 B. 筷子
C. 開瓶器 D. 鋼絲鉗
【答案】B
【分析】A、羊角錘使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故A不符合題意；
B、在使用筷子的過程中，動力臂比阻力臂小，是一個費力的杠桿，所以B與題意一致；
C、開瓶器使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，所以C不符合題意；
D. 鋼絲鉗使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，所以D不符合題意。 故選：B.
5.圖中的工具中，使用時省力的杠桿是（ ）QUOTE
A、鑷子； B、開瓶器
C. 槳； D、釣魚竿
【答案】B
【分析】使用鑷子、槳、魚竿時，動力臂小于阻力臂，是省力杠桿； 使用開瓶器時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B正確，ACD錯誤。 故選：B.
6． 《墨經》最早描述了桿秤的杠桿原理。 “彪”、“奔”代表力臂，“權”、“中”代表力。 如圖所示，秤處于水平位置平衡。 下列說法正確的是（ ）
A、“重”增加時，N端上升； B、當“右”增加時，M面上升
C、“右”向右移動時，N端下沉； D.當tinu向右移動時，M端上升
【答案】C
【分析】A． 當“重”增加時，左側的力與力臂的乘積小于右側的力與力臂的乘積。 N端下沉，所以是錯誤的；
B． 當“右”增加時，左力與力臂的乘積大于右力與力臂的乘積。 M端下沉，所以是錯誤的；
C、當“右”向右移動時，左側的力與力臂的乘積小于右側的力與力臂的乘積。 N端下沉，所以正確；
D． 當按鈕向右移動時，左側的力與力臂的乘積大于右側的力與力臂的乘積。 M端下沉，所以是錯誤的。 所以選擇C。
7、拉桿兩端螺母的作用是使圖中的拉桿在水平位置保持平衡。 如果兩側去掉相同重量的鉤碼，杠桿可以選擇“可以”或“不能”來保持水平平衡。
【答】（1）調節桿在水平位置平衡； (2) 否
【分析】（1）實驗前應先調整杠桿平衡。 當杠桿處于水平平衡時，作用在杠桿上的力和阻力就是鉤碼的重力，其方向正好垂直于杠桿。 此時，可以從杠桿上的刻度直接讀取力臂；
(2)假設鉤碼的重力為G，杠桿的小格為L。如果去掉兩邊鉤碼相同的鉤碼：左； 正確的;
左側比右側大。 根據杠桿平衡條件，可以看出杠桿不再水平平衡，左側減小。
8、橫桿常用于停車場入口處，控制車輛的進出，如圖A所示。我們可以將該裝置簡化為杠桿，如圖B所示。如果橫桿AB的厚度相同質量分布均勻，重量G=120N，AB=2.8m，AO=0.3m。 為了保持橫桿AB水平平衡，需要在A端施加垂直向下的力F=。
【答案】440
【分析】橫桿AB厚度相同，質量分布均勻。 則橫桿的重心位于AB的中點，故重心力臂G為：
力F的力臂：
從杠桿余額情況來看：
解：因此需要在A端施加440N的垂直向下的力。
9、如圖所示，用硬棒通過支點O撬起石頭，畫出石頭上的重力G與力F的力臂l的示意圖。
【回答】
【分析】通過石頭的重心，垂直向下畫一條帶箭頭的線段，標出符號G； 過支點畫一條垂直于力F作用線的垂線段，即為力臂l，如圖：
10、如圖所示，平衡桿AOB，O為支點，請畫出物體M上的重力與力F的力臂L的示意圖。
【答案】（1）重力方向始終垂直向下。 通過物體M的重心畫一條垂直向下的線段，并標記字母G；
(2)以O點為支點，從O點畫一條垂線到力F的作用線，支點到垂直腳的距離為力臂L，如圖：
【分析】（1）QUOTE 重力方向總是垂直向下，作用點一定畫在物體的重心上；
(2)力臂是支點到力作用線的距離； 從支點到力的作用線畫一條垂直線，垂直線段的長度就是力臂。
本題考察重力圖和力臂的畫法。 畫力臂首先要找到支點，畫出力的作用線，然后從支點畫一條到力的作用線的垂直線。
11、在“探索杠桿平衡條件”實驗之前，如圖A所示，杠桿在水平位置不平衡。 為了使杠桿平衡在水平位置，平衡螺母應向前移動。 實驗中，如圖B所示，利用彈簧測力計在A點施加垂直向上的力，在B點施加最小的力，使杠桿重新平衡在水平位置。
【答案】（1）左； (2) 1
【分析】解決辦法：（1）杠桿不在水平位置且右端向下傾斜，則重心應向左移動，故左端平衡螺母或應向左調整將杠桿平衡在水平位置；
(2) 從圖中可以看出，彈簧拉力計的指示為：假設杠桿的一個刻度為L，則拉力的力臂為2L； B點所受力的力臂為6L。 根據杠桿平衡的條件，在 B 點施加最小值：