11.1 探究：杠杆的平衡条件--2025-2026学年沪科版物理八年级全一冊

该初中物理课件围绕“杠杆的平衡条件”展开，从生活工具引入，逐步构建杠杆五要素概念，通过实验探究得出F₁l₁＝F₂l₂的规律，并延伸至省力、费力和等臂杠杆的分类与应用，形成由现象到本质、由理论到实践的学习支架。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养，例如在“探究杠杆平衡条件”环节中，学生通过设计实验、记录数据、分析归纳，发展模型建构与科学推理能力，体现以证据为基础的科学论证过程。课件还巧妙设置动态平衡问题和最小力情境，引导学生迁移应用，强化能量观念与解决问题的能力。这种结构化、任务驱动的教学设计，既帮助学生建立清晰的知识脉络，又提升教师课堂组织效率与教学深度。

11.1 探究：杠杆的平衡条件 铡纸刀 开瓶器 生活工具 观察与思考 树枝剪 抽水机 这些工具在使用时，有什么共同特点？ 它们工作时，能绕一个固定点转动。 认识杠杆 仔细观察这几幅图，找出它们的共同特征。 1.定义： 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。 认识杠杆 ①有力的作用 ②能绕着固定点转动 ③不易发生形变的硬棒 硬棒不一定是直棒，也可以是弯的或其他形状，如剪刀、羊角锤等。 生活中将杠杆灵活组合的应用 核桃夹 指甲剪 衣服夹 镊子 筷子 认识杠杆 钳子 2.杠杆五要素： F2阻力 l1动力臂 l2阻力臂 (动力作用线) (阻力作用线) O支点 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 支点到动力作用线的距离 支点到阻力作用线的距离 F1动力 认识杠杆 杠杆的五要素 阻力F2 支点O 动力F1 动力臂l1 阻力臂l2 支点：杠杆可以绕着转动的固定点O 动力臂：从支点到动力作用线的距离l1 动力：使杠杆转动的力F1 阻力：阻碍杠杆转动的力F2 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2 A B (力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线) 支点（O）： 动力（F1）： 阻力臂（l 2）： 动力臂（l 1）： 阻力（F2）： 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 从支点到动力作用线的距离 从支点到阻力作用线的距离 二、杠杆五要素 过力的作用点，沿力方向的直线 力的作用线： l2 l1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 3.作力臂的方法 找出支点的位置 从支点作动力、阻 力作用线的垂线 确定动力、阻力作 用线 标垂足，定力臂 认识杠杆 作两个力的力臂 试一试：画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 l1 l2 F1 F2 l1 O l2 O 杠杆的 五要素 支点：杠杆可以绕着转动的_________. 动力：使杠杆转动的力F1 . 动力臂：从支点到____________的距离l1. 课堂小结 杠杆的定义: 物理学中，在力的作用下能绕着______转动的硬棒就称为杠杆. 固定点 阻力：_____杠杆转动的力F2 . 阻力臂：从支点到____________的距离l2. 固定点O 阻碍 动力作用线 阻力作用线 认识杠杆 1.下图中关于动力F1的力臂的作图中，正确的是(　　) 课堂练习 例2、请画出瓶盖起子的杠杆的五要素。 杠杆力臂的画法： 1. 找支点O 2. 画力的作用线 3. 作垂线，标垂足 4. 标出力臂符号 例3、准确找出钓鱼竿的支点O，画出动力F1、阻力F2 及动力臂l1和阻力臂l2 静止状态 匀速转动状态 F1 F2 l2 l1 O 图1 1、杠杆的平衡状态： 三、探究：杠杆的平衡条件 静止状态或匀速转动状态 探究：杠杆的平衡条件 提出问题： 动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系，才能使杠杆平衡呢？ 猜想与假设： 2、实验器材： 三、科学探究：杠杆的平衡条件 杠杆（带刻度尺）、钩码、铁架台 探究：杠杆的平衡条件 3.调节使杠杆在水平位置平衡的目的是 O O 便于测量力臂 4.把支点选在杠杆中间的目的： 消除杠杆自身重力对实验的影响 进行实验： （2）在杠杆两侧挂上不等的钩码，调节钩码的位置，使杠杆恢复水平平衡； （3）将动力、阻力、动力臂、阻力臂记录表格中； （4）改变钩码个数，多次实验并记录数据； 次数 动力 F1（N） 动力臂l1(m） 阻力 F2（N） 阻力臂 l2（m） 1 2 3 科学探究：杠杆的平衡条件 （1）调平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡 科学探究：杠杆的平衡条件 5、杠杆的平衡条件： 6.多次实验的目的：避免偶然性， 寻找杠杆平衡的普遍规律 科学探究：杠杆的平衡条件 O F1 F压 F2 杠杆中的最小力问题 F3 动力臂越长，就越省力 L1 L2 L3 L阻 杠杆中的最小力问题 7、垂直于支点与力的作用点的连线施力是最省力的。 例 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) 杠杆平衡条件的相关计算 看作杠杆 F A C G B B点为支点，将G看作阻力，F看作动力，阻力臂为AB，动力臂为BC 根据F1l1=F2l2即可求解. 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F1l1=F2l2可知，Fl1=Gl2 因此， 策略提炼 分析解决杠杆类问题，首先根据杠杆的使用情况确定支点，分析杠杆受到的动力、阻力和相应力臂，再根据杠杆平衡条件进行计算. F A C G B l1 l2 如果要使后面同学少用力，水桶应向前移还是向后移? 根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，后面的同学抬水所用的力为 ，阻力G、动力臂l1的大小不变，要想使力F变小，应该使阻力臂l2变小，即AB的长度变小，水桶应该向前移. 讨论 F A C G B l1 l2 1.省力杠杆 因为L1 > L2 ，所以：F1 F2 < F2 F1 L1 L2 O 省力杠杆的特点是： 省力费距离 探究新知 杠杆的作用 知识点 2 省力杠杆 2.费力杠杆 因为L1 < L2 ，所以F1 F2 > F2 F1 L1 L2 O 费力杠杆的特点是： 省距离但费力 探究新知 费力杠杆 探究新知 3.等臂杠杆 因为L1 ＝L2 ，所以F1 F2 ＝ F2 F1 L1 L2 O 等臂杠杆的特点是： 不省力也不省距离. 探究新知 等臂杠杆 天平 国旗杆顶端的定滑轮 探究新知 3.图中哪些杠杆省力，哪些杠杆费力，哪些杠杆既不省力也不费力？使用这三类杠杆各有什么好处? 省力杠杆 能省力 省力杠杆 能省力 等臂杠杆 测物体的质量 费力杠杆 能省距离 探究新知 省力杠杆 能省力 省力杠杆 能省力 拓展 判断杠杆是省力杠杆还是费力杠杆有以下三种方法： 方法一： 1.准确地找到支点，正确分析杠杆受的力哪个是动力，哪个是阻力 2.再作出各力臂，动力臂大于阻力臂是省力杠杆；动力臂小于阻力臂是费力杠杆； 方法二：设想让杠杆绕支点转动，通过比较动力作用点和阻力作用点移动的距离来判定。动力作用点移动距离大的是省力杠杆；动力作用点移动距离小的是费力杠杆。 方法三：利用使用杠杆时的目的判定：是为了省距离还是为了省力。如利用羊角锤起钉子目的是为了省力，故是省力杠杆。 探究新知 判断杠杆类型的方法： （1）从力臂来判断 （2）从用途来判断 费力 费力 省力 杠杆的动态平衡问题 F G G L2 L2 再判断4个量里面谁变谁不变 杠杆种类 环节六：游戏活动，巩固新知 1.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（ ） o l o l o l o l F F F F G G G G A B C D D 课堂练习 2.如图中的男孩重500N，女孩重350N，当男孩离跷跷板的转轴70cm时，女孩应该坐在哪里才能使跷跷板在水平位置上平衡？ 课堂练习 生活中的杠杆 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf55.33.100 Lavf58.45.100 $