5.1杠杆 课件-2025-2026学年华东师大版九年级上册科学

该初中科学课件围绕杠杆展开，涵盖力臂作图、五要素、平衡条件及分类等核心知识，通过钓鱼竿、撬棍等生活实例和人体杠杆导入，搭建从具体应用到抽象原理的学习支架，衔接作图要点与实际问题。 其亮点在于以探究实践为主线，通过杠杆平衡实验（多次测量归纳规律）培养科学思维，结合剪刀省力原理、蜡烛跷跷板等案例渗透态度责任，例题分层设计（基础作图到拓展应用）助力科学观念构建，学生能深化理解，教师可提升教学效率。

§5.1 杠杆 华师大版 九年级上册 第五章 功和简单机械 A.杠杆及其五要素 B.杠杆平衡条件及应用 这节课我们就跟着法拉第重走电磁感应的发现之路 你认识杠杆么？ 阿基米德说：给我一个支点，我可以撬动整个地球！ 你相信么？ 认识杠杆 用手能够比较容易地打开食品罐头的盖子吗？ 给你一把起子撬这个罐头的盖子，结果怎样？ 为什么用这两种方法的感觉非常不一样呢？ 说一说它在撬盖子的过程中有什么特点。 活动：实践感知，杠杆用途 使用杠杆更加方便快捷 认识杠杆 杠杆是人们使用最早、最普遍的简单机械。杠杆在工作时有支点、动力、阻力和动力臂、阻力臂。在一定条件下杠杆可以达到平衡。认识和了解各种类型杠杆的特点，可以更好地利用杠杆为人们服务。 认识杠杆 观察下列各图中的机械装置，它们的共同点是什么？ 共同点：都能绕着某个固定点转动。 杠杆 认识杠杆 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒。 杠杆 杠杆是生活和生产中普遍使用的一种简单机械。 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒。 杠杆 思考：硬棒可以是弯的吗？ 形状可直可弯，可方可圆，只要质地坚硬 撬棍、跷跷板、酒瓶起子等 由一个杠杆组成 钳子、剪刀、指甲刀等 由多个杠杆组成 只要是杠杆，都具备杠杆的相同特征——杠杆五要素 杠杆五要素 1.支点O：杠杆绕着转的点 O 2.动力F1：促使杠杆转动的力 F1 3.阻力F2：阻碍杠杆转动的力 F2 4.动力臂L1： 从支点到动力作用线的距离 L1 5.阻力臂L2： 从支点到阻力作用线的距离 L2 根据杠杆五要素，杠杆上有三个点：固定点（支点）、施力的作用点（动力作用点）、物体对杠杆的作用点（阻力作用点）； 分别找一找下图中的这三点： 支点 动力作用点 阻力作用点 支点 动力作用点 阻力作用点 杠杆例题 力的作图要点： （1）根据情境，找到合适的作用点； （2）根据情境，确定力的大小和方向。 杠杆中力的方向有何规律？ F1 F2 O F1 F2 O 动力和阻力位于支点同侧时，两力方向相反； 动力和阻力位于支点异侧时，两力方向相同。 找出下列支点 F1 F2 支点 找出下列支点、动力和阻力 F1 支点 F2 F1 O F1 F2 O 杠杆例题 （1）确定支点： 想象一下，杠杆转动时绕着哪个固定点转动，这个固定点就是支点。 （2）确定力的作用线： 先找到施力时力的作用方向，沿着力的方向用虚线画出这个力的作用线； （3）确定力臂： 利用三角板，由支点向力的作用线画垂线，画出垂足符号，用大括号标出力臂，标上力臂的符号。 F 支点 例如，画出F的力臂 力的作用线 垂线 L1 力臂的作图要点： 支点 动力 阻力 L阻 L动 动力臂 阻力臂 F动 F阻 21cnjy.com 21cnjy.com 21cnjy.com 21cnjy.com 杠杆例题 根据杠杆五要素，分别找一找下图中的这五要素： 试一试：画出下列杠杆的力臂 F1 F2 L1 O L2 图一 F1 F2 L1 L2 O 图二 O F2 L1 L2 图三 杠杆例题 试一试：画出下列杠杆的力臂 O F1 F2 L1 L2 F1 F2 L1 L2 杠杆例题 L阻 L动 F动 F阻 L阻 L动 F动 F阻 21cnjy.com 21cnjy.com 21cnjy.com 21cnjy.com 杠杆例题 试一试：画出下列杠杆的力和力臂                         F1 F2 L1 0 L2 F1 F2 L1 L2 0 21cnjy.com 21cnjy.com 杠杆例题 试一试：画出下列杠杆的力和力臂 试一试画出下列杠杆中的力臂： L1 L2 L1 L2 杠杆例题 试一试：根据已知的力臂画出相应的力 F1 杠杆例题·重难点 ①过力臂的端点做力臂的垂线，与杠杆的交点就是力的作用点 ②判断力的方向 ③过力的作用点沿力的方向作出力的示意图，并标明垂足和力的符号。 杠杆五要素 注意事项 ①动力、阻力都是杠杆受力，所以作用点在杠杆上 ②动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆转动 的方向相反 ③力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，不一定在杠杆上                         杠 杆 五要素 1 2 3 4 5 固定不动的点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 动力到动力作用线的距离 阻力到阻力作用线的距离 21cnjy.com (1) 杠杆一定是一根软棒。（ ） (2) 杠杆不一定是直的。（ ） (3) 支点一定位于杠杆上。（ ） (4) 动力和阻力作用点一定在杠杆上。（ ） (5) 动力和阻力一定位于支点两侧。（ ） (6) 动力和阻力的方向一定相反。（ ） 杠杆例题 支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 1、杠杆的五要素一定都在杠杆上吗？ 2、杠杆的动力和阻力作用点一定分别位于支点两侧位置吗？ 3、动力臂一定大于或小于阻力臂吗？ 4、杠杆只能独立工作吗？ 支点、动力和阻力的作用点一定在杠杆上； 但是力臂不一定在杠杆上。 不一定，动力和阻力的作用点可能位于支点各侧，也可能位于同一侧。 动力臂可能大于、小于或等于阻力臂。 杠杆可以独立工作，也可以几个组合在一起工作，如剪刀就是两个杠杆组合在一起的。杠杆也可以与滑轮等其他简单机械组合在一起工作。 杠杆讨论 人体的杠杆 人体的杠杆 人体的杠杆 人体的杠杆                         用剪刀剪硬纸片 分别用刀尖和靠近支点的位置去剪 手的感觉有什么不同？ 一个省力 一个费力 感觉为什么有如此区别呢？ 21cnjy.com 21cnjy.com                         调节杠秤的秤砣至平衡，便可测出物体质量。 那么，杠杆的平衡条件是什么呢？ 1、研究杠杆平衡条件时，如果用下列装置进行研究： 1）最好使杠杆运动状态始终处于 状态； 原因是 。 2）当杠杆静止时，最好使杠杆 位置； 原因是 ； 3）支点最好设在杠杆的 位置； 原因是 。 静止 便于确认杠杆平衡，也便于观察和读数 水平 便于直接从杠杆上读出力臂 中点 可以忽略杠杆本身重力对实验的影响 2、结合天平（等臂杠杆）的使用，说一说调节杠杆平衡的方法。 1）调节杠杆平衡时就使用杠杆两端的平衡螺母： 若杠杆左端上扬，则应将左端（或右端的）的平衡螺母向 方向调节； 2）以一定数目的钩码代替动力或阻力，挂在杠杆的某一位置，若这时杠杆的左端下沉，则应该将 端的钩码数减少或 端的钩码数增加；也可以将左端的钩码所挂位置（力的作用点）向 方向移动或将右端的钩码所挂位置 移动，直到杠杆在水平位置静止（平衡）。 左 左 右 右 右 实验步骤 1.将杠杆放在水平桌面上，调节 使杠杆水平平衡 平衡螺母 平衡螺母 为什么要水平平衡？ 重物 F 水平平衡 L 力臂在杠杆上 杠杆上有刻度 方便读数 倾斜平衡 重物 F L 不方便读数 2.用弹簧测力计测出一个钩码的重力 0.5N 3.将不同的钩码个数组成两个钩码组，分别将两个钩码组悬挂在杠杆上支点两侧，调节位置直至杠杆水平平衡 L1=5cm L2=10cm F1=2N F2=1N 实验步骤 4.算出力的大小，读出对应的力臂填入表格 测量序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 2 3 4 2N 5cm 1N 10cm 实验记录表格 5.保持力臂不变，改变钩码个数 ，使杠杆重新水平平衡，将对应的力和力臂填入表格 实验步骤 L1=5cm L2=10cm F1=1N F2=0.5N 1N 5cm 0.5N 10cm 6.保持力不变，改变钩码位置，使杠杆重新水平平衡，将对应的力和力臂填入表格 实验步骤 测量序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 2 3 4 2N 5cm 1N 10cm 实验记录表格 1N 5cm 0.5N 10cm L1=7cm L2=14cm F1=2N F2=1N 2N 7cm 1N 14cm 7.力和钩码位置都改变，使杠杆重新水平平衡，将对应的力和力臂填入表格 实验步骤 测量序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 2 3 4 2N 5cm 1N 10cm 实验记录表格 1N 5cm 0.5N 10cm 2N 7cm 1N 14cm L1=8cm L2=12cm F1=1.5N F2=1N 1.5N 8cm 1N 12cm 测量序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 2 3 4 2N 5cm 1N 10cm 实验记录表格 1N 5cm 0.5N 10cm 2N 7cm 1N 14cm 1.5N 8cm 1N 12cm 有什么规律？ 杠杆平衡条件： F1L1=F2L2 动力× 动力臂= 阻力× 阻力臂 多次实验的目的是什么？ 寻找普遍规律 × × × × × × × × =10 =10 =5 =5 =14 =14 =12 =12 根据杠杆平衡公式，你能解释 用剪刀剪硬纸片,分别用刀尖和靠近支点的位置去剪, 近端剪容易，远端剪困难？ 剪刀是由两根杠杆组合而成的工具。分析其中一根杠杆，根据F1L1=F2L2，由于使用时L1无法改变，F2近似为不变，当物体距支点较远时，阻力L2臂大，需要的动力F1也变大；反之越小。 发现：杠杆在使用时有些能省力，有些费力。                         杠 杆 分 类 1 2 3 自主学习：阅读课本93页，了解杠杆杠杆的分类。 21cnjy.com 21cnjy.com 21cnjy.com 21cnjy.com 杠杆的类型： 在生活中根据需要，杠杆可以是任意形状的。但根据力臂关系，可以将杠杆分为三种类型。 省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆                         L阻 L动 F动 F阻 当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力 。 省力杠杆 生活实例： 撬棍、钳子、羊角锤、酒瓶起子、核桃夹等 当L1＞L2时，F1 ＜ F2 ，此时杠杆是省力的。 L2 F1＝ L1 ×F2 由 可知， 省力杠杆： 优点：可省力 缺点：要多移动距离（费距离）                         L阻 L动 F动 F阻 当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力 。 费力杠杆 生活实例： 筷子、镊子、鱼竿、火钳、铁锹等 当L1＜L2时，F1＞ F2 ，此时杠杆是费力的。 L2 F1＝ L1 ×F2 由 可知， 费力杠杆： 优点：可少移动距离（省距离） 缺点：费力                         L阻 L动 F动 F阻 当动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力 。 等臂杠杆 生活实例：天平等 21cnjy.com 21cnjy.com L2 F1＝ L1 ×F2 由 可知， 当L1＝L2时，F1＝ F2 ，此时杠杆既不省力也不费力。 等臂杠杆： 优点：方便 缺点：不省力、不省距离 可以改变力的方向                         杠 杆 分 类 1 2 3 动力臂大于阻力臂 动力臂等于阻力臂 动力臂小于阻力臂 21cnjy.com 21cnjy.com 2、杠杆类型的应用： （1）省力杠杆：撬棍、扳手、钳子、拔钉器、开瓶器、铁皮剪刀、钢丝钳等。 （2）费力杠杆：筷子、镊子、钓鱼竿、食品夹、理发剪刀、船浆等。 （3）等臂杠杆：天平、定滑轮、跷跷板、挂钟等。 省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆 多杠杆组合 生活中有些物件也可以由多个杠杆组合合成 指甲钳 O F1 F2 O F1 F2 O F1 F2 F1 O F2 O F1 F2 多杠杆组合 生活中有些物件也可以由多个杠杆组合合成 蜡烛跷跷板 取生日蜡烛2支、大号缝衣针1根、纸杯2个、一小段圆珠笔芯。 1、把缝衣针穿过一支圆珠笔芯的中间，露出针头和针尾。 2、把2支生日蜡烛的底部各插在针的头尾。 3、把笔芯的两端放在两只杯子的边缘上。 4、分别点燃两边的蜡烛，就做成了一个蜡烛跷跷板。 仔细观察蜡烛跷跷板，想一想：为什么它的两端会不断地上下翘动。 原因： 先后点燃两根蜡烛，由于两根蜡烛燃烧的速度不一样，燃烧速度快的一端，蜡烛融化的速度也快，产生的蜡液就多，一旦蜡液太多掉下来，减轻了这一端的重量，这一端就会翘起。此时，翘起的一端蜡烛和火焰离得远，蜡烛不易被融化；另一端蜡烛和火焰离得近，蜡烛容易被融化。这样，另一端容易产生蜡液，滴落后，就会造成翘起一端的重量大于另一端，于是另一端翘起。如此往复，蜡烛就出现了上下交替的摆动现象，好比一个跷跷板。 杠杆拓展 我们已经学习了杠杆、杠杆平衡条件及杠杆的类型，完成下列题目： （1）画出作用在B端的最小动力； （2）判断上述杠杆类型为 ； 判断的依据： 。 F1 费力杠杆 动力臂小于阻力臂 杠杆拓展 杠杆上面找一点， 该点支点距最远。 两点相连作线段， 再过该点做垂线。 动力阻力作用反， 动力方向来判断。 $