古代劳动人民建造宫殿时的情形

探究跷跷板中的道理

想一想，怎样才能使跷跷板保持水平？

物理学中，把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆，如上图所示。

杠杆的平衡条件

1．杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。

问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？

2．探究杠杆的平衡条件

实验操作：

（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。

问题：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？

（2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将拉力F1、拉力F2、距离L1、L2记录在表格中。

（3）改变拉力F1、拉力F2的大小，相应调节L1和L2的大小，再做几次实验。

（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将F1、F2、L1、阻力臂L2记录表格中。

实验表格：

杠杆的五要素：

1.支点(O)：杠杆绕着转动的点。

2.动力（F1）：使杠杆转动的力。

3.阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力。

4.动力臂（L1）：从支点到动力作用线的距离。

5.阻力臂（L2）：从支点到阻力作用线的距离。

强调：①力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画的一条直线。②距离：点到直线的垂线段的长度。

分析数据可知，动力×动力臂=阻力×阻力臂。

F1L1=F2L2

上式表明，杠杆平衡时，杠杆的动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，即杠杆的动力臂是阻力臂的几倍，杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一。这就是杠杆的平衡条件。

交流与合作

杠杆两端可调节的平衡螺母，起什么作用？

平衡螺母调节杠杆自身的平衡。

为什么要求杠杆静止时，在水平位置？

力臂的数值在杠杆上可以直接读出或量出。

挂钩码后，能不能再调节平衡螺母？

不能。

杠杆的作用

上图中的杠杆，我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？使用它们各有什么好处呢？

1．省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。

在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？

我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？

2．费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。

在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？

使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。

3．等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。

物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆。

小结：判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。

课堂练习

1．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（B）

A．沿F1方向的力最小B．沿F2方向的力最小

C．沿F3方向的力最小D．三个力的大小相等

2.如图所示的杠杆中，动力的力臂用l表示，图中所画力臂正确的是（D）

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