11.1 杠杆 课件-2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

第一节 杠杆 第1课时 第十一章 简单机械和功 1. 知道杠杆的概念，会画杠杆的力臂。 01 2. 通过实验探究，知道杠杆的平衡条件；会用杠杆的平衡条件解题。 02 学习目标 活动 11.1 拔图钉 木板上钉了一枚图钉，你能直接用手把它拔出来吗? 做一做 议一议 你是怎样拔出图钉的?有哪些方法?哪一种方法更方便、省力? 请从图11-1中选择合适的工具把图钉拔出来。 图11-1 拔图钉 F o F o 羊角锤能够方便地卡住图钉，使用时相当于一个省力杠杆，所以选择图中的羊角锤更方便、省力。 （a）开瓶盖 (b)钓鱼 观察下图，指出图中的工具在使用时有哪些共同的特点？ 一、认识杠杆 将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒，称为杠杆。 A、支点（O） B、动力（F1） C、阻力（F2） D、动力臂（l1） E、阻力臂（l2） 【五要素】 l1 l2 O F1 F2 效果相反 重点提示 1.动力、阻力都是 受到的力！ 所以:支点、动力作用点、阻力作用点都在____ ___上！ 2.支点是否一定要在动力和阻力之间？ 3.力臂是指支点到力的作用线的_____距离! 杠杆 不是 杠杆 垂直 各种工具的动力点、阻力点及支点 筷子 開瓶器 镊子 指甲剪 支点 动力点 阻力点 支点 动力点 阻力点 支点 动力点 阻力点 支点 动力点 阻力点 1、找支点 F1 F2 2、画力的作用线 F1 O O l1 l1 3、作垂线（力臂）并标出符号 力臂的作法 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？ 答：要改变 F O l1 l2 拓展 O F2 F1 l2 l1 钓鱼竿 例1： l1 F1 l2 F2 o ∟ ∟ 例2： O F1 F2 L1 L2 例3： F1 O O F1 F2 F2 l1 l2 l2 l1 ∟ ∟ ∟ ∟ 例4： 第一节 杠杆 第2课时 第十一章 简单机械和功 二、杠杆的平衡条件 “想一想”：如图，大人被小孩跷起来了， 如果大人要把小孩跷起来，可以怎么做呢？ 实验猜想:杠杆的平衡可能与哪些因素有关? 力和力臂 1、杠杆什么时候处于平衡状态？ 静止或匀速转动 实验设计 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台 器材: 测量的物理量: 力 力臂 2、静止和匀速转动哪一种便于操作？ 静止 活动实验 探究杠杆的平衡条件 4、在实验前，是否要调节杠杆在水平位置平衡？为什么？ 1）便于测量力臂的大小； 2）避免杠杆自身的重力对实验的影响。 A B 实验设计 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台 器材: 测量的物理量: 力 力臂 3、A、B两图中的杠杆处于静止状态，实验时采用哪幅图更好？为什么？ A图； 便于测量力臂的大小。 F2 F1 o l2 l1 F2 F1 o l2 l1 将平衡螺母向右调（哪边高往哪边调） 5、实验前，若发现杠杆右端偏高，我们该如何调节平衡螺母？ 要 实验表明，杠杆平衡时_____________________________; 用字母表示可写成_________________; 制定计划与设计实验 o F2 F1 l2 l1 实验与数据记录 分析与论证： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 6、多次实验的目的是？ 避免偶然性，使实验结论更具普遍性 想一想： 1、实验中将弹簧测力计竖直向下拉的好处? 便于测量力臂大小 2、如果逐步倾斜弹簧测力计，弹簧测力计的示数有何变化？ o F2 F1 l2 l1 l1 测力计的示数会变大，因为阻力和阻力臂不变，斜拉动力臂变小了 l1 支点和力的作用点的连线是最长的力臂 3、杠杆在其他位置静止时能否得到杠杆平衡条件？ 4、测力计斜着拉时可不可以得到杠杆平衡条件？ 能 能 杠杆的平衡条件也称杠杆原理——是由古希腊学者阿基米德总结出来的。我国古人也对杠杆进行过深入的研究，并将杠杆广泛应用于生产和生活中，为推动人类文明的进步作出了重大贡献 “给我一个支点，我可以撬动整个地球。” ——阿基米德 《墨经》中秤的原理示意 碓 桔槔 2. 如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，保持杠杆水平平衡，改变弹簧测力计拉杠杆的方向，弹簧测力计的示数会改变吗?此时动力臂与支点到动力作用点的距离相等吗?试用杠杆平衡条件解释。 会改变，不相等 实践与练习 3. 小制作：蜡烛跷跷板。 在一段塑料管中间垂直插入一根大号缝衣针，将两支相同的蜡烛分别插入塑料管的两端，再把缝衣针的两端分别放在两个玻璃杯上，就做成了一个蜡烛跷跷板。如图所示，点燃蜡烛，你看到了什么现象?你能说明其中的道理吗? 点燃蜡烛，先点的一端燃烧（设为A端），蜡液滴下，该端重力减少，跷跷板向另外一端（设为B端）倾斜，此时，A端朝上，B端朝下，朝下的一端会出现火焰烧烤蜡烛，加速蜡烛的熔化，而朝上的A端则不会，于是B端的蜡液快速熔化滴落，B端的重量快速减小，于是A端的重力又大于B端的重力，B端向下倾斜，蜡烛快速融化，重力快速降低。如此往复，跷跷板就会来回自动翘个不停。此现象判断的依据是杠杆平衡原理。 实践与练习 第一节 杠杆 第3课时 第十一章 简单机械和功 O O 理发剪 铁皮剪 理发剪与铁皮剪的设计有什么区别？他们省力还是费力？ F1 F2 ∟ l2 l1 F2 F1 l2 ∟ l1 l1＜l2 则F1>F2 l1＞l2 则F1<F2 三、杠杆原理的应用 1、杠杆的分类： 若l1＞l2，则F1 F2 若l1= l2，则F1 F2 若l1＜l2，则F1 F2 ＞ ＝ ＜ 省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆 F1l1＝F2l2 托盘天平 提示：判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。 等臂杠杆 下列常见器具都应用了杠杆，请说出它们分别属于哪类杠杆。 省力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 O A B 省力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 伸缩撑杆 镊子 费力杠杆 剪刀是生活中常见的工具，它也是一种杠杆。注意观察从事不同行业的人，所用的剪刀各有什么特点？ 生活中的剪刀 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，判断力的大小 （a）裁衣的剪刀 （b）理发的剪刀 （c）剪铁皮的剪刀 （d）修枝的剪刀 当阻力不变时，被剪物体离支点越近，即阻力臂L2越小，人的作用点离支点越远，则动力F1越小（即越省力）。 从人体中的杠杆到空间站的机械臂 举哑铃 当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省距离。 F2 l1 l2 F1 ∟ ∟ 踮脚： 费力杠杆 撑起： 费力杠杆 中国空间站的机械臂 人体中的杠杆为科技工作者的发明创造提供了很多启示，机械臂的发明就是其生动体现。中国空间站的机械臂设置了多个关节，通过这些关节的旋转，能够实现任意角度与位置的抓取等操作。 【例题】据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量。在称象过程中，他用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，如图所示。槽钢上的悬吊点O为支点，测得动力臂l1为9m，阻力臂l2为7 cm。槽钢在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为200 N。若不计槽钢和铁笼的质量，试估算大象的质量（g取10 N/kg）。 2、利用杠杆原理计算： 2、利用杠杆原理计算： 解：F1＝200N；l1=9m；l2=7cm=0.07m 根据杠杆原理F1l1＝F2l2 得： F2===2.57×104N = 2.57×103kg=2.57t 反思：如果要考虑槽钢和铁笼的质量，那么在称象前应做什么准备工作? 将铁笼系于槽钢上的一端B点，移动吊车吊钩在槽钢上的悬吊点，使槽钢在水平位置平衡。这样的作用是：消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响。 1、下列说法中哪些是正确的（ ） A. 使用杠杆一定会省力； B. 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂； C. 动力臂是支点到动力作用点的距离； D. 等臂杠杆不省力也不省距离。 2、图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ） A. F=G； B. F〈 G； C. F 〉G； D. 无法比较。 D 课堂训练 C A O B F G 3、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是 ( ) A．两杠杆均为省力杠杆 B．两杠杆均为费力杠杆 C．ABC为省力杠杆 D．A'B’C’为省力杠杆 C 课堂训练 O A G F1 L1 4、在A点用力使杠杆平衡,则该杠杆（ ） A. 一定是省力杠杆 B. 一定是费力杠杆 C. 一定是等臂杠杆 D. 都有可能 课堂训练 D 37 www.jkzyw.com 第一节 杠杆 第4课时 第十一章 简单机械和功 【最小动力的确定】 【方法】 1、连接O与动力点，为最大L1 画出使杠杆保持平衡时作用在A端最小的动力F1？ L2 F2 F L1 2、作垂线（垂直于最大L1），定方向 www.jkzyw.com 39 1、保持杠杆在水平位置平衡，从位置1经过2到位置3，则拉力F的大小如何变化? 1 O B A G 2 3 L1 L3 L2 先变小后变大 【杠杆动态平衡分析】 40 www.jkzyw.com 2、如图，用始终与杠杆垂直的力F将杠杆缓拉至水平位置的过程在中，F的大小如何变化？ B F O A F’ B A G G L2 变大 L2’ 一直水平拉呢？ 【杠杆动态平衡分析】 41 www.jkzyw.com 变大 始终竖直拉呢？ 不变 1、如图所示,在一个轻质杠杆 的中点挂一重物,在杆的另 一端施加一个动力F，使杠 杆保持平衡,然后向右转动 F至水平方向，这一过程中 F变化情况是( ) A.一直增大 B.一直减小 C.先变小后变大 D.先变大后变小 C 课堂训练 44 www.jkzyw.com 2、如图所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，在杆的中心，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆（　　）A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆C．先是省力的，转动45度角后是费力的 D．先是省力的，转动30度角后是费力的 课堂训练 D 3、如图，AOB为一个轻质杠杆OA=OB，当OA段处于水平位置，杠杆平衡，这时在B端施加最小的力为F1；当OB段处于水平位置时，在B端施加最小的力为F2。则F1____F2 O A G α B G A B α O ＞ L2 L2/ F1 F2 F1=G F2＜G 课堂训练 46 www.jkzyw.com $$