11.1 杠杆 课件-2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

该初中物理课件围绕杠杆的概念、五要素、平衡条件及分类应用展开，通过“拔图钉”动手活动和生活应用共同点提问导入，从生活现象切入，引导学生搭建从具体到抽象的认知支架，衔接杠杆定义及模型建构。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，实验部分详述器材、步骤及多次实验目的，力臂画法四步法清晰可操作，分类结合实例并拓展中国古人应用与空间站机械臂，体现科学态度与责任。学生能提升探究能力和联系实际的思维，教师可借助结构化内容提高教学效率。

11.1 杠 杆 学习目标： 1、知道杠杆的概念，会画杠杆的力臂 2、探究并了解杠杆的平衡条件，会用杠杆的平衡条件解题 3、了解杠杆的应用，能按一定标准对杠杆进行分类 拔图钉 做一做： 木板上钉了一枚图钉，你能直接用手把它拔出来吗？请从图中选择合适的工具把图钉拔出来。 生活应用 它们有什么共同点呢？ 杠杆 物理学中，将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。 模型法 杠杆的注意点 1、杠杆的条件：a.硬度大，在力的作用下不容易发生形变； b.在力的作用下能绕固定点转动. 2、“硬棒”不一定是直的，杠杆的形状可以是任意的. 杠杆的五要素： 支点：杠杆可以绕其转动的点0O 动力：使杠杆转动的力F1 阻力：阻碍杠杆转动的力F2 动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1 阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2 补充说明： 1、支点是杠杆转动时的相对不动的点，可以在杠杆上的任意位置 2、若力的作用线通过支点，则力臂为零，该力对杠杆的转动没有影响 3、支点、动力/阻力作用点一定在杠杆上，但力臂不一定都在杠杆上 4、若支点在动力和阻力之间时，两个力方向相反； 若支点在动力和阻力一侧时，两个力方向相同； 力臂的作图 力臂的作图 1.找支点； 2.画出力的作用线； 3.过支点画垂线； 4.标垂足、力臂名称；（注意：力臂用虚线+大括号） 试一试：画出下列杠杆的力臂或力的作用线 O 【最小力问题】 阻力、阻力臂确定，动力臂最大时，动力最小. 探究杠杆平衡条件 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆处于平衡状态。 1.实验器材:铁架台、杠杆、钩码、弹簧测力计、 2.测量的物理量: 3.实验步骤： ①平衡螺母调节方法：哪边高往哪边调 探究杠杆平衡条件 （1）安装杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡。 ②水平位置平衡的目的：消除杠杆的重力对杠杆转动的影响 力、力臂 探究杠杆平衡条件 （2）在杠杆左边挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在杠杆右边某一位置竖直拉住杠杆。设弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力F1是动力，动力臂为l1； 钩码对杠杆的拉力F2是阻力，阻力臂为l2。当杠杆在水平位置平衡时，测量 F1、l1、F2、l2的大小，并将数据记录在表格中。 ③实验中水平位置平衡的目的：便于测量力臂的大小 ④注意点:实验时禁止调节平衡螺母，避免破坏杠杆原来的平衡 探究杠杆平衡条件 3. 在下列情况下使杠杆在水平位置平衡，将相关数据记录在上表中： （1）保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量。 （2）保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置。 （3）保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置。 ⑤多次实验的目的：避免偶然性，寻找普遍规律 探究杠杆平衡条件 【实验结论】 杠杆的平衡条件是 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 或写为 F1l1=F2l2 探究杠杆平衡条件 0.5 4 2 1 1 5 2.5 2 1.5 4 1 6 2 2 1 4 ①条件：动力臂大于阻力臂，即l1＞l2时，动力 阻力， 即F1 F2 ②特点：省力，费距离 ③实例：起子、羊角锤、独轮车等 1、省力杠杆： 杠杆的分类 小于 ＜ ①条件：动力臂小于阻力臂，即l1＜l2时，动力 阻力， 即F1 F2 ②特点：费力，省距离 ③实例：筷子、扫把、钓鱼竿、面包夹等 2、费力杠杆： 杠杆的分类 大于 ＞ ①条件：动力臂等于阻力臂，即l1＝l2时，动力 阻力， 即F1 F2 ②特点：不省力，不省距离 ③实例：托盘天平等 3、等臂杠杆： 杠杆的分类 等于 ＝ 试一试：请对下列器具应用的杠杆进行分类： 等臂杠杆 费力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 中国古人对杠杆的研究和应用 在我国，人们很早就开始运用杠杆解决生产、生活中的问题。图 11-6 所示是在我国湖南长沙出土的战国时期的天平和砝码。该天平配有多个砝码，最小的砝码质量约为 0.6 g。这说明当时的称量已经相当精确。《墨经》中对秤的原理作了较为科学的描述。《墨经》将被称物品叫作“重”，砝码叫作“权”，支点到“重”的距离叫作“本”，支点到“权”的距离叫作“标”，如图 11-7 所示。 中国古人对杠杆的研究和应用 明代科学家宋应星在《天工开物》中描绘了用于捣谷的碓（图 11-8）和用于汲水的桔槔（图 11-9）。 从人体中的杠杆到空间站的机械臂 人体的运动系统主要是由骨、关节和骨骼肌组成的。尽管人体的各种运动相当复杂，但最基本的运动都是由骨绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。例如，当手握哑铃向上运动时（图 11-15），上臂的肱二头肌收缩、肱三头肌伸展产生的力使前臂骨绕肘关节转动。因此，前臂骨可以看成杠杆，肘关节是支点，哑铃对手的压力是阻力，上臂中的骨骼肌对前臂骨施加的力则是动力。 人体有 600 多块骨骼肌，它们在神经系统的调节下， 分别负责各部位的运动。当你做抬腿、伸臂、点头、叩齿 等动作时，就用到了身上各种各样的杠杆。 从人体中的杠杆到空间站的机械臂 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（图 11-16）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。它还能在空间站舱体外表面“爬行”，主要承担舱段转位、航天员出舱活动、舱外货物搬运、舱外状态检查和大型设备维护等任务。 $