11.1 杠杆 任务驱动型导学案-2026-2027学年苏科版物理九年级上册

该初中物理导学案围绕杠杆展开，核心知识点包括杠杆五要素、平衡条件及分类。课堂导入通过阿基米德名言和撬棍、剪刀等生活实例，联系已有力的三要素概念，搭建旧知到新知的学习支架，引导学生建立杠杆认知。 该导学案以实验探究为核心，通过调节杠杆平衡螺母等实验步骤培养科学探究能力，结合羊角锤、镊子等生活实例深化物理观念。设计预习反思、达标练习等环节，帮助学生自主建构知识，提升科学思维与解决实际问题的能力。

自主学习 1. 本节预习需结合已有力的概念和简单机械的生活经验，通过实验探究建立杠杆五要素的概念，掌握杠杆平衡条件及其分类，理解生活相关应用。 2. 阅读课本第十一章第1节“杠杆”内容，自主探究杠杆的基础知识内容，并根据阅读内容填写本节预习任务，把握本课重难点。 任务一 | 知识回顾·基础梳理 旧知温故 力的三要素是力的______、______和______。力可以改变物体的______，也可以改变物体的______。 新知填空 1. 杠杆的五要素： ①______（O）：杠杆绕着转动的固定点； ②______（F₁）：使杠杆转动的力； ③______（F₂）：阻碍杠杆转动的力； ④______（L₁）：从支点到动力作用线的垂直距离； ⑤______（L₂）：从支点到阻力作用线的垂直距离。 2. 力臂的画法：过支点向力的作用线作______，支点到垂足间的线段即为力臂。力臂是______距离，不是支点到力作用点的距离。 3. 杠杆在动力和阻力作用下______或______时，我们称为杠杆平衡。 4. 杠杆的平衡条件（杠杆原理）：______×______ = ______×______，即____________________。 5. 杠杆的分类： ① 省力杠杆：动力臂______阻力臂，省力但______距离。实例：______、______。 ② 费力杠杆：动力臂______阻力臂，费力但______距离。实例：______、______。 ③ 等臂杠杆：动力臂______阻力臂，不省力也不费力。实例：______。 任务二 | 课堂探究·知识建构 【情境导入】 阿基米德曾说：“给我一个支点，我可以撬动地球。”你相信吗？在日常生活中，当我们用撬棍撬动重物、用剪刀剪纸、用筷子夹菜时，都用到了同一种简单机械——杠杆。那么，杠杆为什么能省力？它遵循怎样的规律？今天我们就一起走进杠杆的世界。 思考交流： （1）你还能说出生活中哪些利用杠杆的例子？ （2）是不是所有杠杆都能省力？ 知识点1 杠杆的定义与五要素 如图所示，一根硬棒在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。 杠杆绕着转动的固定点叫______，通常用字母______表示；使杠杆转动的力叫______，通常用字母______表示；阻碍杠杆转动的力叫______，通常用字母______表示。 从______到______作用线的垂直距离叫动力臂；从______到______作用线的垂直距离叫阻力臂。力臂是______（选填“点到点”或“点到线”）的距离。 【归纳总结】 杠杆可以是直的，也可以是弯的。杠杆的五要素中，力臂的概念最为关键——明确力臂是“_______”而非“_______”，是正确分析杠杆的基础。 知识点2 力臂的画法 力臂是解决杠杆问题的关键。请按照以下步骤练习画力臂： 步骤一：找出杠杆的______，标出字母______； 步骤二：沿力的方向画出力的______； 步骤三：从支点向力的作用线作______（画出垂足符号）； 步骤四：用大括号标出______，即为力臂。 知识点3 杠杆的平衡条件 杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，称为杠杆平衡。那么杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间满足什么关系呢？ 【探究实验】 实验器材：杠杆（带刻度）、铁架台、若干个钩码。 实验步骤： （1）调节杠杆两端的______，使杠杆在______位置平衡，目的是消除杠杆自重对实验的影响，同时方便直接测量______； （2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，调节钩码位置使杠杆再次水平平衡； （3）记录动力F₁、动力臂L₁、阻力F₂、阻力臂L₂，并计算F₁L₁与F₂L₂的值。 实验结论：杠杆的平衡条件是____________________，用公式表示为____________________。这就是著名的杠杆原理，最早由古希腊科学家______发现并总结。 知识点4 杠杆的分类及生活实例 根据动力臂与阻力臂的大小关系，杠杆可以分为三类。请根据杠杆平衡条件分析并完成下表： 类型 力臂关系 力的大小关系 特点 生活实例 省力杠杆 L₁ ___ L₂ F₁ ___ F₂ 省力但___距离 ___、___ 费力杠杆 L₁ ___ L₂ F₁ ___ F₂ 费力但___距离 ___、___ 等臂杠杆 L₁ ___ L₂ F₁ ___ F₂ 不省力也不费力 ___ 【想想议议】 （1）用羊角锤拔钉子时，羊角锤属于______杠杆，因为动力臂______阻力臂。 （2）用镊子夹取细小物体时，镊子属于______杠杆，因为动力臂______阻力臂。 （3）托盘天平属于______杠杆，因为动力臂______阻力臂。天平平衡时，物体质量等于砝码质量。 达标练习 1. 关于杠杆，下列说法正确的是( ) A. 杠杆一定是直的硬棒 B. 动力臂就是支点到动力作用点的距离 C. 杠杆的支点一定在杠杆的中间 D. 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离 2. 如图所示，用起子开启瓶盖时，起子可视为杠杆。该杠杆的支点、动力和阻力分别对应图中的( ) A. A点为支点，手对B点的力为动力 B. B点为支点，手对B点的力为动力 C. A点为支点，瓶盖对C点的力为动力 D. C点为支点，瓶盖对A点的力为阻力 3. 下列工具中属于费力杠杆的是( ) A. 钢丝钳 B. 瓶盖起子 C. 食品夹 D. 核桃夹 4. 一根杠杆在水平位置平衡，动力臂为0.8m，阻力臂为0.2m。若阻力为200N，则动力为______N。若将阻力增大到400N，要使杠杆仍保持平衡，保持力臂不变，动力应变为______N。 5. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前，发现杠杆右端下沉，应将杠杆两端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）实验中多次改变力和力臂的大小，目的是____________________。 （3）某次实验数据记录如下：F₁=1.5N，L₁=0.2m，F₂=1N，L₂=0.3m。计算验证：F₁L₁=______N·m，F₂L₂=______N·m，杠杆______（选填“平衡”或“不平衡”）。 任务三 | 拓展提升·反思总结 拓展阅读：人体中的杠杆 人体的许多活动也利用了杠杆原理。例如，人弯腰提起重物时，脊柱可以看作一个杠杆——支点在骨盆处，背部肌肉提供动力，重物和上半身重力提供阻力。又如，前臂在手持重物时，以肘关节为支点，肱二头肌施加动力，手中的重物提供阻力，这是一个费力杠杆。虽然费力，但却能获得较大的活动范围和运动速度，体现了生物体结构的精妙。 预习反思 把预习中发现的问题记录一下吧…… 问题栏 答案与解析 任务一 温故知新·基础填空 旧知温故 大小；方向；作用点；形状；运动状态 新知填空 1. ①支点；②动力；③阻力；④动力臂；⑤阻力臂 2. 垂线；点到线的 3. 静止；匀速转动 4. 动力；动力臂；阻力；阻力臂；F₁L₁=F₂L₂ 5. ①大于；费；瓶盖起子、核桃夹；②小于；省；食品夹、钓鱼竿；③等于；托盘天平 任务二 课堂探究·知识建构 情境导入 （1）合理即可，如筷子、扳手、跷跷板等。（2）不是，如筷子、镊子费力但省距离。 知识点1 杠杆的定义与五要素 支点；O；动力；F₁；阻力；F₂ 支点；动力；支点；阻力；点到线 点到线的距离；点到点的距离 知识点2 力臂的画法 步骤一：支点；O 步骤二：作用线（延长线） 步骤三：垂线 步骤四：支点到垂足间的线段 知识点3 杠杆的平衡条件 （1）平衡螺母；水平；力臂 动力×动力臂=阻力×阻力臂；F₁L₁=F₂L₂；阿基米德 知识点4 杠杆的分类及生活实例 表格答案： 类型 力臂关系 力的大小关系 特点 生活实例 省力杠杆 L₁ > L₂ F₁ < F₂ 省力但费距离 瓶盖起子、核桃夹 费力杠杆 L₁ < L₂ F₁ > F₂ 费力但省距离 食品夹、钓鱼竿 等臂杠杆 L₁ = L₂ F₁ = F₂ 不省力也不费力 托盘天平 【想想议议】 （1）省力；大于 （2）费力；小于 （3）等臂；等于 达标练习 1. 答案：D 解析：杠杆可以是直的也可以是弯的，故A错误；力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而非支点到力作用点的距离，故B错误、D正确；支点可以在杠杆任意位置，不一定在中间，故C错误。 2. 答案：A 解析：用起子开瓶盖时，A点（起子与瓶盖边缘接触点）为支点，手对B点的力使起子转动为动力，瓶盖对C点的阻力阻碍转动。 3. 答案：C 解析：钢丝钳、瓶盖起子、核桃夹均为省力杠杆（动力臂大于阻力臂）；食品夹的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故选C。 4. 答案：50；100 解析：由F₁L₁=F₂L₂得F₁=F₂L₂/L₁=200N×0.2m/0.8m=50N。阻力增大到400N时，F₁=400N×0.2m/0.8m=100N。 5. 答案：（1）左；（2）寻找普遍规律，避免偶然性；（3）0.3；0.3；平衡 解析：（1）杠杆右端下沉，说明右侧偏重，应将平衡螺母向左调节。（2）多次实验是为了避免偶然性，得出普遍规律。（3）F₁L₁=1.5×0.2=0.3N·m，F₂L₂=1×0.3=0.3N·m，两者相等，杠杆平衡。 学科网（北京）股份有限公司 $