11.1 杠杆 课件 -2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

该初中物理课件聚焦杠杆知识，涵盖定义、五要素、平衡条件及应用分类。通过物理小故事、拔图钉实验等生活实例导入，引导学生建立杠杆模型，逐步过渡到名词辨析、力臂作图，再经实验探究平衡条件，最后结合实例分类应用，构建生活到理论再到应用的学习支架。 其亮点在于强化科学探究与模型建构，通过“探究杠杆平衡条件”实验（含步骤、数据记录、反思讨论及配套视频）培养科学探究能力，力臂作图四步法助力模型建构。融入战国天平和《墨经》记载等古人研究，渗透科学态度与责任。学生能提升实验操作与问题解决能力，教师可直接利用完整教学流程与实例资源优化教学。

第十一章 简单 机械和功 一、杠杆 知道什么是杠杆，能从常见的生活实例中辨识杠杆，建立杠杆模型。 学习目标 了解与杠杆有关的名词，能画出杠杆的受力情况及相应的力臂。 了解杠杆的应用及分类标准，能对杠杆进行分类。 02 04 通过实验，探究杠杆的平衡条件，会用杠杆的平衡条件解决实际问题。 01 03 2 物 理 小 故 事 小男孩发现，单纯只依靠自己肌肉产生的力量是有限的，选择到一些工具可以产生更好的效果。杠杆就是这样的一类工具。你使用过杠杆类的工具吗?能说说它的作用吗? 课前引入 什么是杠杆 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11-1中选择合适的工 具把图钉拔出来。 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? 什么是杠杆 生活中有许多任务都是用类似的方法完成的。观察下图，指出图中的工具在使用时有哪些共同的特点。 ①都有力的作用 手发力位置 ②都是一根硬棒 ③都可以绕固定点转动 固定点 硬棒 杠杆的定义：将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆 瓶起子 切纸刀 什么是杠杆 继续观察下列图片，其中能够按照我们的定义称为杠杆的是？ ①钓鱼竿 ②指甲钳 ③食品夹 ④门把手 答案：①②③ 图④不是杠杆的原因是：不是硬棒 什么是杠杆 为了认识杠杆的作用，我们以螺丝刀撬图钉为例，了解杠杆相关的名词。 ①支点：杠杆绕着转动的点，即图中点 O 。 O l1 F1 F2 l2 ②动力：使杠杆转动的力，即图中的F1。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力，即图中的F2。 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离，即图中的l1。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，即图中的l2。 易错提醒：力臂不是支点到力的作用点的距离 1.杠杆力臂的表示 力臂常见的两种表示方法如图所示. 什么是杠杆 2.力臂作图 步骤 具体操作 以动力F为示例 一找点 在杠杆的示意图上，确定支点O   二画线 根据动力或阻力的示意图作动力作用线或阻力作用线（力的示意图所在直线延长部分用虚线画出）   三作垂线段 从支点O向力的作用线作垂线段，标出垂直符号，垂线段长度为力臂   四标示 力臂有虚线和实线两种画法：力臂用实线时，要在两端加箭头表示；力臂用虚线时，要用大括号括起来表示，力臂旁边均需标上字母“l” 什么是杠杆 杠杆的平衡条件 学生实验 探究杠杆的平衡条件 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.如图所示，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、 l ₁、F₂、l₂的大小 ， 并将数据记录在下表中。 实验与记录 杠杆的平衡条件 次数 动力F₁/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.5 10.0 1.0 15.0 2 3.0 10.0 2.0 15.0 3 1.5 20.0 2.0 15.0 4 1.0 20.0 2.0 10.0 （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。 （2）保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置。 3.在下列情况下使杠杆在水平位置平衡，将相关数据记录在下表中: 杠杆的平衡条件 交流与小结 分析表中数据，找出它们之间的关系。你有什么发现? 实验表明，杠杆平衡时 动力×动力臂=阻力×阻力臂 用字母表示可写成 F1 l1=F2 l2 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。 为了说明杠杆原理的威力，他曾说过：“假如给我一个支点，我就能推动地球”(如图)。 杠杆的平衡条件 反思与讨论 （1）选择杠杆中点作为支点的目的：消除杠杆自重对实验的影响。 （2）※调节杠杆平衡的操作：左高左调平衡螺母，右高右调。 （3）调节杠杆在水平位置平衡的原因：使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂、避免杠杆自重对实验的影响 （4）杠杆平衡状态的判断：本实验中杠杆必须在水平位置静止 （5）※错误操作：实验时通过调节平衡螺母来使杠杆平衡 （6）※多次实验的目的：寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性 杠杆的平衡条件 实验视频 杠杆的平衡条件 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0.6g。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。 杠杆的平衡条件 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)和用于汲水的桔梓(图11-9)。 中国古人对杠杆的研究和应用 杠杆原理的应用 杠杆的类型判断方法（以动力F1、阻力F2为例） 名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图       特征 动力臂l1 阻力臂l 2 动力臂l1 阻力臂l 2 动力臂l1 阻力臂l 2 > < = 杠杆原理的应用 下图所示的常见器具都应用了杠杆原理，请说出它们分别属于哪类杠杆，并说明理由。 F2 F1 l2 l1 动力臂l1 阻力臂l 2 = 托盘天平是 杠杆 等臂 动力臂l1 阻力臂l 2 托盘天平是 杠杆 费力 < F1 F2 l1 l2 动力臂l1 阻力臂l 2 托盘天平是 杠杆 省力 > 杠杆原理的应用 生活 物理 社会 生活中的剪刀 如图所示，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。 理发的剪刀 裁衣的剪刀 剪铁皮的剪刀 修枝的剪刀 裁缝用的剪刀刀刃比平常家用剪刀的刀刃长得多，完成一次剪裁动作可以剪下较长的布料。 理发师用的剪刀手柄比较短，他们剪发时手的动作幅度较小，可提高剪发的效率。 钣金工用的剪刀，其动力臂比阻力臂长，只要用较小的力，就能把坚硬的铁皮剪开。 园艺师使用的剪刀有很多种，如修整冬青树的剪刀、剪花枝的剪刀等。请你调查:园艺师使用了哪些剪刀?它们各有什么特点和用途? 杠杆原理的应用 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11-13所示。槽钢上的悬吊点0为支点，测得动力臂l1 为 9m, 阻力臂l₂为 7cm (图11-14)。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10N/kg) 杠杆原理的应用 分析 称象过程运用了杠杆原理。若不计槽钢和铁笼的质量，则图 11-14中的F₂ 与大象所受的重力G 大小相等。 解答 槽钢是一个杠杆，点O为支点，人通过弹簧测力计对杠杆A 端的拉力F₁=200 N 为动力，动力臂1₁=9m; 杠杆B 端所受的拉力F₂为阻力，阻力臂l₂=7cm=0.07m。 根据杠杆原理F₁l₁=Fl₂ 可得 拉力F₂与大象的重力G 大小相等，即F₂=G=mg, 所以大象的质量 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? 杠杆原理的应用 生活 物理 社会 从人体中的杠杆到空间站的机械臂 自主阅读教材 P8 的内容 随堂练习 1.如图所示，是人们利用杠杆知识制作的各种工具，其中使用时属于费力 杠杆的是（ ） A. 切纸刀 B. 笤帚 C. 船桨 D. 钢丝钳 √ √ 2．如图是某高架桥梁横截面的示意图。桥面可视作一个杠杆，货车因超重导致桥面发生侧翻，此时支点是 （选填“A”或“B”）。若货车沿大桥 （选填“外”或“内”）侧车道行驶，桥面就很难发生侧翻。 随堂练习 A 内侧 【解析】货车在桥面外侧超重，侧翻时桥面绕桥墩 A 转动，因此支点是 A ； 若货车沿内侧车道行驶，货车对桥面压力的力臂更小，根据杠杆平衡条件，更难发生侧翻。 3．如图所示，杠杆在水平位置平衡，按下列调整后杠杆仍然能保持水平平衡的是（　　） A．左右两边的钩码均向外边移2格 B．左右两边的钩码均向中间移1格 C．左边的钩码向左移1格，右边的钩码向右移2格 D．左边的钩码向右移1格，右边的钩码向左移1格 随堂练习 【解析】调整后左边：2G×2L+1L=6GL，右边：1G×4L+2L=6GL，6GL=6GL，平衡，故C符合题意 √ 4．画出作用在羊角锤上的最 小的动力F1及动力臂l1。 随堂练习 F1 L1 单击此处添加项标题 杠杆 动力×动力臂=阻力×阻力臂 字母表示：F1 l1=F2 l2 杠杆平衡条件 省力杠杆：动力臂大于阻力臂 费力杠杆：动力臂小于阻力臂 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂 三类杠杆 No.3 No.2 No.4 No.1 支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 五个要素 在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒 定义 课堂总结 课后作业 完成课后作业：“练习与应用” 完成配套同步分层作业 01 02 作业 Lavf61.1.100 $