11.1 杠杆课件 2026-2027学年苏科版物理九年级上册

该初中物理课件围绕杠杆展开，涵盖杠杆的概念、五要素、平衡条件及应用。通过“拔图钉”活动导入，从生活现象抽象出杠杆定义，结合力臂作图训练，搭建从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于注重科学探究与科学思维培养，通过杠杆平衡条件实验设计问题链，引导学生分析操作目的与数据，结合生活实例如蜡烛跷跷板、人体杠杆，帮助学生形成物理观念。学生能提升探究能力，教师可高效开展教学。

第一节 杠杆 第1课时 第十一章 简单机械和功 活动 11.1 拔图钉 木板上钉了一枚图钉，你能直接用手把它拔出来吗? 做一做 议一议 你是怎样拔出图钉的?有哪些方法? 请从图11-1中选择合适的工具把图钉拔出来。 图11-1 拔图钉 F 图钉很小，而且用手拔时需要用很大的力才行，所以直接用手很难把它直接拔出来。羊角锤能够方便地卡住图钉，使用时相当于一个省力杠杆，所以选择图中的羊角锤更方便、省力。 观察下图，指出图中的工具在使用时有哪些共同的特点？ F o 固定点 F o 固定点 F o 固定点 1.都受到力的作用； 2.都绕固定点转动 3.都是硬棒（不易发生形变） 共同点 一、认识杠杆 将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒，称为杠杆。 （a）开瓶盖 (b)钓鱼 O F F O 杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。如钓鱼竿、开瓶器。 O A、支点（O） B、动力（F1） F1 C、阻力（F2） F2 效果相反 注意：“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。 D、动力臂（l1） l1 E、阻力臂（l2） l2 【五要素】 重点提示 1.动力、阻力都是 受到的力！ 所以:支点、动力作用点、阻力作用点都在____ ___上！ 2.力臂是指支点到 的垂直距离! 3.支点是否一定要在动力和阻力之间？ 杠杆 杠杆 力的作用线 不是 支点 阻力点 动力点 F1 F2 力的 作用线 各种工具的动力点、阻力点及支点 筷子 镊子 指甲剪 支点 动力点 阻力点 支点 动力点 阻力点 支点 动力点 阻力点 支点 动力点 阻力点 1、找支点 2、画力的作用线 3、作垂线（力臂）并标出符号 力臂的作法 已知力画力臂 注意：若力的作用线不够长，要用虚线延长 F1 F2 L1 L2 O F1 F2 O 4、力的方向是否一定相反？ 支点在中间，两力方向“相同” 支点在一侧，两力方向“相反” 不是 F1 L1 F2 O L2 人的右手与鱼竿接触点为支点，左手的力为动力F1，鱼对鱼竿末端的拉力F2为阻力。如图所示。 已知力画力臂 作图训练： 例1： l1 F1 l2 F2 o ∟ ∟ 例2： O F1 F2 L1 L2 例3： 拓展：如图所示，一个绕O点转动的杠杆，已知阻力F2的方向，以及动力 F1的力臂l1 ，在图中作出阻力F2的力臂l2以及动力F1的示意图。 F2 ● O F1 l1 ● ● ∟ 已知力臂画力 F2 ● O F1 l1 ∟ ①作力臂的垂线； ②确定力的方向（F1、F2使杠杆转动方向相反）； ③力的作用点在杠杆上 ● 支点在中间同向 支点在一侧反向 ①已知力臂，画对应的力 11 F1 O O F1 F2 F2 l1 l2 l2 l1 ∟ ∟ ∟ ∟ 例4： 第一节 杠杆 第2课时 第十一章 简单机械和功 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？ 答：要改变 F O l1 l2 拓展 力和力臂 力臂包含了力的作用点和力的方向两个要素。 二、杠杆的平衡条件 1、杠杆处于平衡状态! 静止 2.杠杆的转动效果与什么因素有关？ 提出问题 “想一想”：如图，大人被小孩跷起来了， 如果大人要把小孩跷起来，可以怎么做呢？ O 猜想与假设 力 力臂 杠杆在力的作用下会转动， 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台 器材: 测量的物理量: 力 力臂 活动实验 探究杠杆的平衡条件 设计实验 3. ①是什么力使杠杆产生了转动效果？ 先解决两个问题: O ● G 在实验前,如何消除杠杆自身重力对杠杆转动的影响? 使重力作用线经过支点 ● G 实验前，调节杠杆在水平位置平衡！ 目的：消除杠杆自重对实验的影响 调节平衡螺母（哪边高往哪边调） 平衡螺母 演示没有挂钩码为什么杠杆会转动？挂钩码一次在一边一次在支点。问“为什么为什么作用在杠杆支点上的力没有产生转动效果呢？” o o F1 L1 思考：为什么作用在杠杆支点上的力 没有产生转动效果呢？ 解决方法: 活动11.2 学生实验：探究杠杆的平衡条件 实验过程 二、杠杆的平衡条件 B A 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。 F1 F1 F2 F2 l1 l1 l2 l2 实验时，使杠杆在水平位置平衡. 目的：便于测量力臂的大小。 力臂不在杠杆上。 4、②A、B两图中的杠杆处于静止状态，实验时采用哪幅图更好？为什么？ A图； 静止时，记录力与力臂。倾斜状态时力臂不好测量 18 实验表明，杠杆平衡时_____________________________; 用字母表示可写成_________________; o F2 F1 l2 l1 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 5、多次实验的目的是？ 避免偶然性，寻找普遍规律。 制定计划与设计实验 实验与记录 分析与论证： 1、实验中将弹簧测力计竖直向下拉的好处? 便于测量力臂大小 2、如果逐步倾斜弹簧测力计，弹簧测力计的示数有何变化？ o F2 F1 l2 l1 l1 测力计的示数会变大，因为阻力和阻力臂不变，斜拉动力臂变小了 l1 支点和力的作用点的连线是最长的力臂 3、杠杆在其他位置静止时能否得到杠杆平衡条件？ 4、测力计斜着拉时可不可以得到杠杆平衡条件？ 能 能 交流与讨论 1.实验前为什么要调节杠杆在水平位置平衡？ 2. 实验时为什么要调节杠杆在水平位置平衡？ 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 便于测量力臂 “给我一个支点，我可以撬动整个地球。” ——阿基米德 动力×动力臂=阻力×阻力臂 杠杆平衡条件： (杠杆原理) ---最早由阿基米德总结出 我国古人也对杠杆进行过深入的研究，并将杠杆广泛应用于生产和生活中，为推动人类文明的进步作出了重大贡献 《墨经》中秤的原理示意 碓 桔槔 【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，如图所示。槽钢上的悬吊点O为支点，测得动力臂l1为9m，阻力臂l2为7 cm。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10 N/kg）。 2、利用杠杆原理计算： 2、利用杠杆原理计算： 解：F1＝200N；l1=9m；l2=7cm=0.07m 根据杠杆原理F1l1＝F2l2 得： F2===2.57×104N = 2.57×103kg=2.57t 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? 将铁笼系于槽钢上的一端B点，移动吊车吊钩在槽钢上的悬吊点，使槽钢在水平位置平衡。这样的作用是：消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响。 F1=200N l1=9m l2=7cm F2 2. 如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，保持杠杆水平平衡，改变弹簧测力计拉杠杆的方向，弹簧测力计的示数会改变吗?此时动力臂与支点到动力作用点的距离相等吗?试用杠杆平衡条件解释。 会改变，不相等 实践与练习 3. 小制作：蜡烛跷跷板。 在一段塑料管中间垂直插入一根大号缝衣针，将两支相同的蜡烛分别插入塑料管的两端，再把缝衣针的两端分别放在两个玻璃杯上，就做成了一个蜡烛跷跷板。如图所示，点燃蜡烛，你看到了什么现象?你能说明其中的道理吗? 点燃蜡烛，先点的一端燃烧（设为A端），蜡液滴下，该端重力减少，跷跷板向另外一端（设为B端）倾斜，此时，A端朝上，B端朝下，朝下的一端会出现火焰烧烤蜡烛，加速蜡烛的熔化，而朝上的A端则不会，于是B端的蜡液快速熔化滴落，B端的重量快速减小，于是A端的重力又大于B端的重力，B端向下倾斜，蜡烛快速融化，重力快速降低。如此往复，跷跷板就会来回自动翘个不停。此现象判断的依据是杠杆平衡原理。 实践与练习 第一节 杠杆 第3课时 第十一章 简单机械和功 ①如图所示，是利用撬棒撬石头时的情景，请仔细观察，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？ 我们在使用时，是省力？还是费力呢？ ②如图所示，是利用食品夹时的情景，请仔细观察，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？ 三、杠杆原理的应用 l1＞l2 l1＜l2 力臂不等，动力阻力大小也不同。 三、杠杆原理的应用 1、杠杆的分类： 若l1＞l2，则F1 F2 若l1= l2，则F1 F2 若l1＜l2，则F1 F2 ＞ ＝ ＜ 省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆 F1l1＝F2l2 托盘天平 提示：判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。 等臂杠杆 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 省力杠杆 费力杠杆 O F1 F2 L1 L2 镊子 费力杠杆 省力杠杆 省力杠杆 l1 F1 l2 F2 Ｏ ∟ ∟ 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 省力，费距离 h S=4h O F2 F1 A B F2 F1 A’ B’ 省力杠杆有哪些特点？ 省力杠杆的特点 可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离 33 S=h/4 h A’ B’ A B F2 F1 O F2 F1 S把 s 费力杠杆有哪些特点？ 费力杠杆的特点 可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离 费力，省距离 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 O 等臂杠杆的特点: 等臂杠杆的特点 由 F1L1=F2L2 ∵L1 = L2 ∴F1 = F2 这是等臂杠杆 等臂杠杆不省力，也不省距离 不省力，不省距离 （a）裁衣的剪刀 （b）理发的剪刀 （c）剪铁皮的剪刀 （d）修枝的剪刀 生活•物理•社会 生活中的剪刀 如图11-12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。 思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？使用费力杠杆有什么好处？ 当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离，很方便。 栽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裁剪较长的布料。 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，可提高剪发的频率。 剪铁皮的剪刀，其动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，只要用较小的力，就能把坚硬的金属片剪开。 从人体中的杠杆到空间站的机械臂 举哑铃 当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省距离。 F2 l1 l2 F1 ∟ ∟ 费力杠杆 踮脚： 费力杠杆 撑起： 费力杠杆 中国空间站的机械臂 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。 费力杠杆 机械臂=模仿人的手臂 怎么分呀？ 哈哈…… 我知道！ O G1 G2 l1 l2 ∴G1＜G2 即G1×l1 ＝G2×l2 又∵l1＞l2 ∵F1×l1 ＝F2×l2 1.　如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确是 （ ） A.两杠杆均为省力杠杆 B.两杠杆均为费力杠杆 C.DEF为省力杠杆 D.ABC为省力杠杆 课堂训练 1、确定动力作用点或找离支点最远的点 【最小动力的确定】 【方法】 2、连接支点与动力作用点，为最大L1 画出使杠杆保持平衡时作用在A端最小的动力F1？ L2 F2 F L1 2、作垂线（垂直于最大L1），确定动力方向 www.jkzyw.com 43 例1.画出使杠杆AB在图中所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。 第一节 杠杆 第4课时 拓展 第十一章 简单机械和功 1、保持杠杆在水平位置平衡，从位置1经过2到位置3，则拉力F的大小如何变化? 1 O B A G 2 3 L1 L3 L2 先变小后变大 【杠杆动态平衡分析】 46 www.jkzyw.com 2、如图，用始终与杠杆垂直的力F将杠杆缓拉至水平位置的过程在中，F的大小如何变化？ B F O A F’ B A G G L2 变大 L2’ 一直水平拉呢？ 【杠杆动态平衡分析】 47 www.jkzyw.com 变大 情形3：如图，力F的方向保持水平向右，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？ 注意：此情况下杠杆不可能到达水平位置（当杠杆无限接近水平位置时，l 1无限接近于零，F无穷大）。 始终竖直拉呢？ 不变 情形4：如图，力F的方向保持竖直向上，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？ 1、如图所示,在一个轻质杠杆 的中点挂一重物,在杆的另 一端施加一个动力F，使杠 杆保持平衡,然后向右转动 F至水平方向，这一过程中 F变化情况是( ) A.一直增大 B.一直减小 C.先变小后变大 D.先变大后变小 C 课堂训练 50 www.jkzyw.com $