11.1 杠杆 第2课时 杠杆的应用 课件 2026-2027学年物理苏科版九年级上册

该初中物理课件聚焦杠杆的应用，核心知识点为根据动力臂与阻力臂关系区分省力、费力、等臂杠杆。通过生活实例（筷子、剪刀等）情境导入，以上节课杠杆平衡条件（F₁l₁=F₂l₂）为支架，推导力与力臂关系，构建分类依据。 其亮点在于结合生活（剪刀类型分析）、人体（举哑铃杠杆）及科技（中国空间站机械臂）实例，通过探究活动（器具分类）和对比总结表，培养科学思维（模型建构、科学推理）与科学态度（联系实际）。学生能深化物理观念，教师可借助结构化内容提升教学效率。

第十一章 简单机械和功 一、杠杆 第二课时 杠杆的应用 了解杠杆在生活、生产和人体中的广泛应用 能根据杠杆平衡条件区分省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆 能用杠杆分类知识解释生活中的简单现象，并进行相关计算 01 02 03 学习目标 概念建构——杠杆的分类 情境导入 上节课我们学习了杠杆的平衡条件，仔细观察我们的日常生活，从吃饭用的筷子、修剪树枝的剪刀，到钓鱼的鱼竿、划船的船桨，处处都有杠杆的影子。 思考一下：同样是杠杆，为什么有的用起来很省力，有的却很费力？是设计师水平不够吗？费力又有什么好处呢？ 回顾与思考 回顾：上节课我们通过实验得到了杠杆的平衡条件，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用公式表示为 思考：如果杠杆处于平衡状态，当动力臂和阻力臂不相等时，动力和阻力的大小会有什么关系呢？ 回顾与思考 根据公式推导可以得到 ，我们会发现力臂长的一端需要的力反而小。比如，当动力臂大于阻力臂时， 小于1，动力就小于阻力，我们用的力比要克服的力小，这就是省力的原理；反过来，如果动力臂小于阻力臂， 大于1，动力就要比阻力大，就变得费力了 由此，根据动力臂和阻力臂的大小关系，我们可以将杠杆分为三类 省力杠杆 当动力臂大于阻力臂时，由杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，这类杠杆称为省力杠杆。 省力杠杆虽然省力，但代价是费距离——也就是说，我们手移动的距离要比阻力端移动的距离更大。 生活中省力杠杆随处可见：开瓶扳手、羊角锤拔钉子、独轮车运货物、剪铁皮的剪刀等，都利用了这一原理。 费力杠杆 当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，这类杠杆称为费力杠杆。 既然费力，为什么还要用它呢？ 答案在于“省距离”——我们只需要用很小的动作幅度，就能让阻力端移动较大的距离。 比如钓鱼竿、筷子都是费力但省距离的巧妙应用，看似费力，实则方便高效 等臂杠杆 当动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力，这类杠杆称为等臂杠杆。 它既不省力也不费力，既不省距离也不费距离。托盘天平就是等臂杠杆最典型的应用，跷跷板在两端的人重量相当时也是等臂杠杆 三类杠杆的对比总结 杠杆类型 力臂关系 力的大小 特点 常见实例 省力杠杆 省力，费距离 开瓶扳手、羊角锤、独轮车 费力杠杆 费力，省距离 钓鱼竿、筷子、镊子、船桨 等臂杠杆 不省力也不费力 托盘天平、跷跷板 三类杠杆的对比总结 如何判断杠杆的类型 判断一个杠杆属于哪一类，可以从两个角度入手： 画图比较：画出杠杆示意图，找出支点，分别作出动力臂和阻力臂，比较长短即可判断 用途反推：设计目的是为了省力（如撬重物、剪铁皮），通常是省力杠杆；设计目的是为了方便灵活、提高操作效率（如夹菜、钓鱼），通常是费力杠杆 探究活动 · 常见器具的分类 如图所示的常见器具都应用了杠杆，请观察图片，说出它们分别属于哪类杠杆，并说明判断理由 探究活动 · 交流展示 (a) 跷跷板：①支点在正中间②两端力臂相等③等臂杠杆 (b) 独轮车：①支点在车轮与地面接触点②货物靠近支点（阻力臂短），手把远离支点（动力臂长）③省力杠杆 (c) 筷子：①支点在拇指根部与筷子接触点②手指施力点在近端（动力臂短），食物在远端（阻力臂长）③费力杠杆 (d) 笤帚：①上方手为支点②下方手施力（动力臂短），笤帚头扫地（阻力臂长）③费力杠杆 (e) 船桨：①上方手握处为支点②下方手施力（动力臂短），桨叶在水中受阻（阻力臂长）③费力杠杆 知识应用——生活中的剪刀 剪刀是我们每天都能见到的工具，它也是一种杠杆。但你是否注意过，不同行业的人使用的剪刀长得并不一样？裁缝的剪刀刀刃特别长，理发师的剪刀手柄很短，钣金工的剪刀手柄却很长，园艺师的剪刀也各有花样。为什么不能一种剪刀包打天下呢？这些不同的设计背后，其实都蕴含着杠杆分类的原理——需要省力还是省距离，决定了剪刀的结构 四种剪刀的分析 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。 小科普·人体中的杠杆 其实，我们每个人身上也到处都有杠杆。人体的运动系统由骨、关节和骨骼肌组成，骨骼肌收缩产生力，拉动骨骼绕关节转动，这本质上就是杠杆。比如，当你手握哑铃向上抬起前臂时，肘关节是支点，前臂骨就是杠杆，肱二头肌收缩产生的力是动力，作用在靠近肘关节的位置，所以动力臂很短；而哑铃对手的压力是阻力，作用在手掌处，离肘关节很远，阻力臂很长。因此，这个“举哑铃杠杆”是一个费力杠杆。这听起来似乎不够经济，但正是这种设计，让肌肉只需轻微收缩，手部就能大幅度移动，使我们的动作变得迅速而灵活——这是人体进化出的精妙方案 从人体到科技 · 中国空间站机械臂 人体中灵活多样的杠杆结构给科技工作者带来了丰富的灵感，机械臂的设计就是生动的体现。中国空间站上搭载的机械臂，设置了多个关节，能够像人的手臂一样灵活转动，实现任意角度与位置的抓取和操作。它还能在空间站舱体外表面“爬行”，承担舱段转位、航天员出舱活动辅助、舱外货物搬运、舱外状态检查和大型设备维护等一系列高难度任务。从吃饭用的筷子到太空中的机械臂，杠杆原理一直陪伴着人类，从生活走向科技，从地面走向太空 课堂小结 杠杆类型 力臂关系 力的大小 特点 省力杠杆 省力，费距离 费力杠杆 费力，省距离 等臂杠杆 不省力也不费力 本节课我们从杠杆平衡条件出发，根据动力臂和阻力臂的大小关系，将杠杆分为三类： 判断方法：比较动力臂与阻力臂的长短。力臂长的一端，需要的力就小。 核心理念：省力与省距离不可兼得，这是杠杆设计中的取舍智慧——需要省力就用省力杠杆，需要灵活方便就用费力杠杆。 课堂练习——基础巩固提升 课堂练习·基础 1、2026年央视马年春晚的舞台上，《武 BOT 》节目中的人形机器人手持长棍与武术少年精准对练。机器人手臂关节的驱动组件类似于人的手臂，下列常用工具中与机器人手臂属于同一类型杠杆的是（ ） A A. 夹起食物的食品夹 B. 拔钉子的羊角锤 C. 夹核桃的核桃夹 D. 起瓶盖的瓶起子 课堂练习·基础 【解析】机器人手臂类似于人的手臂，使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，与食品夹属于同一类杠杆；羊角锤、核桃夹、瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 BCD 不符合题意，A 符合题意。故选 A 。 课堂练习·基础 2、如图以 O 为支点的人体杠杆中，属于省力杠杆的是（ ） D 【解析】在举哑铃的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故 A 不符合题意；在做仰卧起坐的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故 B 不符合题意；在高抬腿的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故 C 不符合题意；做俯卧撑的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故 D 符合题意。故选 D 。 A B C D 课堂练习·基础 3、工人在竖起水泥电线杆（图中用白色长方形表示）的过程中，要先挖土方，再竖起来，如图所示，下列方案中既省力又便捷的是（ ） A A B C D 课堂练习·基础 【解析】由杠杆平衡条件 知，动力臂越长越省力，则图 A 所示方案比图 C 所示方案更省力；挖成图A所示的深坑要比挖成图 D 所示的深坑少挖土方，这样可以少做功，避免人力浪费，提高劳动效率；挖成图 A 所示的深坑不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上，重心上升高度小，施工时图A所示方案与其他选项相比既省力又省效率。故选 A 。 课堂练习·基础 4、为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（ ） D A B C D 课堂练习·基础 【解析】图中的支点是底座左侧边缘，假设螺钉对支架底座的压力是动力，则动力臂不变，横杆与信号灯受到的重力是阻力，信号灯的重力大小不变，分散后信号灯重心靠近竖杆，阻力臂较小，图中横杆粗的一端与竖杆相连时，横杆的重心靠近竖杆，则当信号灯分散、横杆粗的一端与竖杆相连时，横杆与信号灯重力对应的力臂较小，即阻力臂较小，故 D 图中的阻力臂较小。根据杠杆的平衡条件知，阻力和动力臂一定时，阻力臂越小，动力越小，故 D 图螺钉对支架底座的压力最小。故选 D。 课堂练习·基础 5、如图所示，水平地面上有一个底面为正方形的柱体，设该柱体高为 ，底面边长为 ，重为 ，要使该柱体底面的一侧稍稍离开地面，至少应对它施加（ ） A. 的力 B. 的力 C. 的力 D. 的力 A 课堂练习·基础 【解析】要使该柱体底面的一侧稍稍离开地面，该柱体可以看作杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，阻力与阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；要使该柱体底面的一侧稍稍离开地面，设此时动力为 F，阻力为，最大动力臂（对角线），阻力臂（底面边长的一半），最小动力为：，故 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。 课堂练习·基础 6、如图甲所示，赛龙舟是中国端午节习俗之一。图乙是运动员划船时桨受力的示意图，运动员一只手在船桨上端 O 点，另一只手对船桨 A 处的拉力为 ，船桨可看作一个 （填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。为获得更大的推力，A 点应 （填“靠近”或“远离”）O 点一些。 费力 远离 【解析】由图乙可知，动力臂小于阻力臂，故船桨可看作一个费力杠杆；若想使水对龙舟产生更大的推力，即 变大，阻力臂不变，动力不变，则动力臂应该尽量变大，即 A 点应尽量远离 O 点一些。 第十一章 简单机械和功 一、杠杆 第二课时 杠杆的应用 Lavf58.46.101 $