3.4 简单机械 （第1课时）杠杆 导学案- 2025-2026学年浙教版九年级上册科学

该初中科学导学案聚焦杠杆核心知识，引导学生认识杠杆定义、五要素及平衡条件，通过自主学习中填空与问题设计，帮助从生活工具抽象杠杆模型，搭建从具体到抽象的学习支架，衔接生活经验与科学概念。 资料以实验探究为主线，通过提出问题、猜想假设、数据记录分析培养科学思维，典型例题与反馈检测结合生活实例（如垃圾桶、水泥板），强化科学观念与探究实践，助力学生理解应用，提升解决实际问题能力。

3.4 简单机械 （第1课时）杠杆 导学案 【学习目标】 1、 知道什么是杠杆，能够从生活工具中等效出杠杆的模型 2、 知道杠杆的五要素，会画杠杆的力臂 3、 通过实验，探究并掌握杠杆平衡条件及其作用 4、根据一定的标准对杠杆使用、特点、以及作用效果等进行分类 【学习重点】能利用杠杆的平衡条件解决有关问题 【学习难点】能够区分生活中的工具属于那种类型的杠杆 【自主学习】 知识点1．杠杆 1、 杠杆：在  的作用下可绕    转动的        叫做杠杆。 2、 杠杆的五要素： （1）支点：杠杆绕着     的点；用字母       表示。 （2）动力：使杠杆        的力；用字母         表示。 （3）阻力：     杠杆转动的力；用字母         表示。 （4）动力臂：支点到     的     距离；用字母    表示。 （5）阻力臂：     到      的   距离；用字母      表示。 3、力臂： 到 的 距离叫力臂。 4、画力臂的步骤： （1）找点，首先要确定杠杆的 ； （2）找线：然后找到 ，力的作用线就是由动力和阻力方； （3）找垂直：过支点向力的作用线做 ，垂线段就是力臂。 （4）力臂的表示方法：画力臂时，通常用 表示垂线段，然后用大括号括住，动力臂用L1表示，阻力臂用L2 表示。具体请看下面的实例： 知识点2．杠杆平衡条件 1、杠杆平衡指杠杆在动力和阻力的作用下 或 。 ①提出问题：当杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在怎样的定量关系呢？ ②先猜一下： 。 ③阅读课本P77，思考实验步骤。 选课本P77中图12.1-2所示的实验装置，探究F1、F2、L1、L2之间的关系。 思考与讨论： 杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用？ ④分小组进行实验探究（注意成员分工，边实验边记录） 指导：改变钩码数目（F1、F2），移动其悬挂的位置，使杠杆平衡，将数据填入下表。 序号 动力 动力臂 动力×动力臂 阻力 阻力臂 阻力×阻力臂 1             2             3             你对你的数据进行分析，根据实验数据得出的结论是： ⑤若用F1、F2、L1、L2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆的平衡条件可表示为： ⑥思考：杠杆只能静止在水平位置吗？你能让杠杆在非水平位置平衡吗？ 试一试。本实验中，让杠杆在水平位置平衡有什么好处呢？ 2、杠杆的类型： ①等臂杠杆：天平的动力臂 阻力臂，不 也不 。 ②省力杠杆：动力臂 阻力臂的杠杆。这类杠杆虽然 力，但是动力作用点必须却比阻力作用点移动的距离 。省了 ，却费了 。 ③费力杠杆：动力臂 阻力臂的杠杆。手加在桨上的动力比水对桨的阻力 ，但是手只要移动移动较 的距离，就能使桨在水中移动较 的距离。虽然 力，却了 距离。 【典型例题】 1、关于杠杆，下列说法中正确的是（　　） A．杠杆只有静止在水平位置才是处于平衡状态 B．杠杆平衡时，作用在杠杆上的两个力一定在支点的两侧 C．杠杆一定有支点 D．杠杆的支点一定在杠杆的正中间位置 2、 室内垃圾桶平时桶盖关闭，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据垃圾桶的结构示意图，可确定（　　） A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆 B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆 C．桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆 D．桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 3、如图所示，画出力F对支点O的力臂L。 4、如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，杠杆长0.4米，在它的中点B处挂一重20牛的物体G。若在杠杆上A端施加最小的力F，使杠杆在水平位置平衡，求：力F的大小和方向。 5、在探究杠杆平衡条件的实验中，如图甲、图乙所示。 （1）实验前，发现杠杆处于如图甲所示的状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 移动。 （2）上面操作使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 。 （3）某实验小组进行正确的实验操作后，得到的数据为F1=6N，L1=20cm，F2=4N 和L2=30cm该实验小组是否根据这组数据就能得出探究结论。 （4）实验中，用如图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能平衡，但采用这种方式 是不妥当的。主要是因为 A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码 C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多。 （5）乙图中，不改变支点o右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第 格 的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍然可以平衡。 【反馈检测】 1、如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（ ） A．F甲>F乙，因为甲方法的动力臂长 B．F甲<F乙，因为乙方法的阻力臂长 C．F甲>F乙，因为乙方法时阻力臂短 D．F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍 2、图所示的工具中，属于费力杠杆的是( ) A.钢丝钳 B.起子 C.羊角锤 D.镊子 3、如图所示，杠杆在水平位置平衡，货物A重为200N，请在图中画出货物A所受重力的示意图和拉力F的力臂L． 4、如图所示，灯重30 N，灯挂在水平横杆的C端，O为杠杆的支点，水平杆OC长2 m，杆重不计，BC长0.5 m，绳子BD作用在横杆上的拉力是多少？（∠DBO= 30°） 参考答案 【典型例题】 1、 C 2、 C 3、 4、解答：由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，若在杠杆上A端施加最小的力F，要求此时的力臂最大，力臂最大即为OA，力的方向竖直向上。 把F2＝G＝20N，L1＝OA＝0.4m，L2＝OB＝0.2m； 所以 F×0.4m＝20N×0.2m 解得：F＝10N，方向竖直向上。 分析：由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，若在杠杆上A端施加最小的力F，要求此时的力臂最大，力臂最大即为OA，力的方向竖直向上。 5、（1）右；（2）避免杠杆重力对杠杆平衡的影响并且便于测量力臂的长度；（3）不能；因为一次实验获得的数据具有偶然性，不能得出普遍规律；（4）D；（5） 【反馈检测】 1、D 解析：两次抬起水泥板时的情况如图所示： 在上述两种情况下，阻力都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一。由可知所以前后两次所用的力相同。所以F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍分析：本题要注意两种情况下动力臂和阻力臂的关系，结合杠杆平衡条件可求解。 2、D 3、解答：从A的重心画竖直向下的线段，标出力的大小为200N；作F的作用线，由支点向力的作用线画垂线段即为力F的力臂．并用L标出。如图所示： 分析：由支点向力的作用线画垂线段即为力F的力臂。 4、解析：解答：绳子拉力的力臂如图所示： 由图可知，阻力力臂为OC=2m，OB=OC-BC=1.5m， 所以动力臂OE=OB×Sin∠DBO=0.75m 由杠杆平衡条件得： G×OC=F×OE；则 分析：（1）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂； （2）本题为杠杆平衡题目，阻力力臂可以求出，只要求出动力力臂就可求出拉力。 【学习小结】 通过这堂课，你有什么收获？你还有什么疑问？请将你的收获和反思记下来 1 学科网（北京）股份有限公司 $