2019-2020年九年级物理上册11.1杠杆学案新版苏科版

2019-2020年九年级物理上册11.1杠杆学案新版苏科版

【学习目标】

（1）从生活实践中体验什么是杠杆。

（2）知道一些杠杆的名词术语，理解力臂的概念，会画杠杆的力臂。 【学习重点、难点】

（1）知道杠杆的五要素，会画杠杆示意图和力臂， （2）力臂的概念和作图。 【学习器材】

羊角锤、钳子、螺丝刀、木板、图钉、开瓶的扳手、夹子 等 【学习内容】 一、杠杆

问题一、什么是杠杆

（学生自学）

〖探究〗观察开瓶扳手、衣服夹子使用时的共同特点。

（展示演练）

〖活动〗拔图钉：

〖讨论〗用不同方法拔图钉时，有哪些共同之处？哪一种方法更方便？

（教师精讲）:

杠杆是一根在力的作用下绕一固定点转动的硬棒。这个硬棒可以是直的也可以是弯曲的。分析

生活中的杠杆模型：

问题二、什么是杠杆的五要素

（学生自学）

学生用螺丝刀撬图钉，体会活动中的物体是怎么运动的和各种力以及力的作用效果分别是什么。

（展示演练）

〖活动〗认识与杠杆有关的名词

〖提示〗（1）支点、动力作用点、阻力作用点一定在杠杆上。

（2）力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线

（教师精讲）：

指导：数学中的点到直线的距离做法，注意三角板的放置方法。

．＼

1．力臂的概念。力臂是本节的难点。对力臂的理解，注意以下几点：

（1）力臂是指支点到力（动力或阻力）作用线的距离，而不是从支点到力的作用点的距离。 （2）当作用在杠杆上的力的方向改变时，其力臂的大小一般也将发生改变。 （3）力臂不一定在杠杆上，如图所示 （4）若力的作用线过支点，则它的力臂为零。

（5）如何画力臂？ 第一步：先找支点O ；

第二步：再画出动力（阻力）作用线；

第三步：作支点到力的作用线的垂线（有时需要将力的作用线进行正向或反向延长）。

（当堂检测）：

F

（总结评价）：

【课后作业】

一、杠杆（第二课时）

【学习目标】

（1）经历“探究杠杆的平衡条件”的探究活动，理解杠杆的平衡条件。（2）能将杠杆进行分类，并列举出生活中三类杠杆的应用。

【学习重点、难点】

（1）探究杠杆的平衡条件。

（2）用杠杆的平衡条件解决相关问题。

【学习器材】

铁架台、标有刻度的均匀的刻度尺钩码若干细线

【学习内容】

问题一、什么是杠杆平衡

（教师精讲）:

在初二时我们学过物体的机械运动，当物体受力平衡时，总保持静止状态和匀速直线运动状态。

那么，当杠杆处于平衡状态时，也应该是静止状态或缓慢的匀速转动状态。其中静止状态最为简单，所以我们在研究杠杆平衡时就是研究杠杆静止时满足的条件是什么。

经历探究杠杆平衡条件的过程是本节学习的重点，探究的过程中要注意以下几点：

（1）设计实验方案

①选取实验工具②写出实验步骤③设计记录数据的表格等

（2）调节杠杆水平平衡时，依照“右高右旋，左高左旋”的方法，即杠杆右边高则螺母向右移，杠杆左边高则向左移，直至杠杆水平平衡。

（3）注意杠杆水平平衡一旦调好，不得随意再旋转平衡螺母，否则会影响实验结果。

（4）实验中，每次改变动力、阻力、动力臂、阻力臂后都要使杠杆保持水平平衡，这样动力臂和阻力臂都可以直接读出。动力臂和阻力臂的长度单位不一定要用米，只要两个力臂的长度单位统一就可以了。（学生自学）

探究杠杆的平衡条件：

（1）先把杠杆的中点支在支架上，并调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在位置平衡，这样做的目的是。实验前，发现杠杆处于如图所示的状态，应将杠杆右端的平衡螺母向______（右/左）移动，或者将杠杆左端的平衡螺母向______（右/左）移动。

（2）如图，在杠杆左边挂上一定数量的钩码，在右边用弹簧测力计沿方向拉。通过移动钩码或弹簧测力计的位置，仍使杠杆在位置平衡，这样做的目的是。

分三种情况探究杠杆在水平位置平衡的情况。

（学生展示）：

（教师精讲）:

对于数据的处理方法。关于杠杆平衡的条件，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间就可能存在某种关系，由此作出以下猜想：

A F1+ L1= F2+ L2

B F1- L1= F2- L2

C F1L1= F2 L2

D F1÷L1= F2÷L2

分析：前面A 、B两种猜想显然不合理，因为两个物理量相加和相减，其单位必须相同，而力和力臂的单位是不同的，因此下面我们就可以主要检验C和D的两个猜想是否合理。

而从上面记录的数据进行分析处理，可以发现每次试验中动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积。从而得出结论。

（学生练习）

小丽和小宇同学在探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验时，老师只给小丽10个相同的钩码，当在杠杆的左端挂上如图位置的三只钩码时，则为使杠杆平衡，小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩

码？；

（2）当小宇拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直接读出对应的力臂，结果发现：动力×动力臂≠阻力×阻力臂，于是小宇说，杠杆平衡条件在此种情况不成立，你知道其中的原因吗？

问题二可以把杠杆分成哪几类

（教师精讲）:

题

根据已学过的杠杆知识，注意观察生活中各种形状的杠杆，如指甲剪、钓鱼竿、剪刀、筷子、天平、独轮车等。并能按照动力臂与阻力臂长短的关系分析和判断是省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆。根据杠杆平衡条件，生活中使用时要注意两点：（1）要省力就要多移动距离；（2）要省距离就要费力，省力又省距离的杠杆是没有的。

（课堂检测） 一、填空题

1.我们在日常使用的工具中很多是利用杠杆知识制成的，我们分析杠杆时，首先要找到杠杆绕着转动的固定点叫 ，然后分析杠杆的受力情况，即使杠杆转动的力叫 ，阻碍杠杆转动的力叫 。

2.杠杆有三类,既省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。在撬棒、天平、铡刀、扳手、酒瓶起子、理发剪刀、钓鱼杆等常见杠杆中，属于省力杠杆的有 ,属于费力杠杆的有 ,属于等臂杠杆的有 。

3．一把杆秤自重不计，提纽到秤钩的距离是4㎝， 秤砣重为4.9N ，用这样的杆秤来称量质量为2㎏的物体， 秤砣离提纽 ㎝时，秤杆平衡。

4.杠杆的应用非常广泛，工具车上的起重臂就是一个 费力杠杆．使用它的具体好处是 。 二、选择题

5．下图是一些日常生活中所使用的工具，其中属于省力杠杆的是( )

6．一根杆秤，如果秤砣被磨损掉一部分，用它称得的质量将比被称物体的实际质量（ ）

A ．偏大

B ．偏小

C ．相等

D ．无法判定

7．园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O 靠近，这样做的目的是为了（ ）

A ．增大阻力臂，减小动力移动的距离

B ．减小动力臂，减小动力移动的距离

C ．增大动力臂，省力

D ．减小阻力臂，省力

8 .人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动. 如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力. 由图可以看出，这是一个（ ）

A ．费力、省距离的杠杆

B ．省力、费距离的杠杆

C ．既费力，也费距离的杠杆

D ．既省力，也省距离的杠杆

9.一均匀杠杆A 处挂2个钩码，B 处挂1个钩码，杠杆恰好平衡.若钩码的质量均为50g ，在A 、B 两处再各加一个钩码，那么：

A ．杠杆仍平衡

B ．杠杆的左边向下倾

C ．杠杆的右边向下倾

D ．无法确定杠杆是否平衡 三、作图、实验题

10．如图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A 点. 请作出拔钉子时所用最小动力F 的示意图. (注意：请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线.)

11.在“研究杠杆平衡条件”的实验中，在如图所示的实验装置中：

（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向_______(选填“左”或“右”

)

第11题图

O A

第10题图

第9题图

边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。

（2）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？(请设计两种方案)

①.________________________________ ；

②____________________________ 。

（3）在实验中，王亮同学猜想：杠杆平衡的条件可能是：动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂。马欣同学猜想：杠杆平衡的条件可能是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。他们共同通过实验，获得了一组数据。如下表。

法存在什么问题？

三、计算、论述题

12．如图所示，一根轻质木杆A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状Array态，此时细线竖直。已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为多少？

第12题图

（总结评价）：

1．如图所示，下列器件中属于省力杠杆的是（）

A．坩埚钳Ｂ．剪刀Ｃ．筷子Ｄ．镊子2．如图所示的简单机械，在使用中属于费力杠杆的是（）

3．根据具体工作需要能选择合适的工具是劳动者的基本技能，要剪开较硬的物体，下图中的四种剪刀，应选择（）

A B C D

4．如图是指甲刀的结构图，关于指甲刀下面说法正确的是（）

A．指甲刀可以看成是一个省力杠杆和一个费力杠杆组成

B．指甲刀可以看成是一个省力杠杆和两个费力杠杆组成

C．指甲刀使用的越久，用它剪指甲就越省力

D．用指甲刀剪指甲时，大段地往下剪比小段地往下剪省力

5．如图（a）所示的杠杆是平衡的，在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个物体，如图（b）所示，那么，以下说法中正确的是（）

A．杠杆仍然平衡

B．杠杆可能平衡

C．杠杆一定不能平衡

D．杠杆是否平衡与加挂物体的质量多少无关

5．如图所示，是新式门锁把手的示意图，O点是把手的转轴，请画出作用力F的力臂L．

6．地震抢险、建桥修路常要用撬棒移动笨重的石块，如图所示．撬棒是________(选填“省力”或“费力”)杠杆，沿DM方向用力撬起石块1，支点是_________(选填“A”、“B”或“C”)点，沿DN方向用力撬起石块1，支点是________点．

7．人体的运动系统由骨骼、肌肉和关节组成．如图所示，是手握哑铃向上运动的模型图，肱二头肌收缩产生拉力F1，使前臂骨骼绕肘关节转动．前臂骨骼可以看成杠杆，肘关节是支点，哑铃对手的压力F2是阻力．试在图中作出F1、F2的力臂．

8．使用简单机械存在悟性的问题，悟性高的人能灵活、巧妙的使用简单机械工作．如图所示，小强同学与其双胞胎弟弟游玩归来，用相同的木棒挑着相同的旅行袋行走，小强很轻松．弟弟感到很累，原因是：___________________________．

9．小明同学钓鱼时，习惯右手不动，左手用力，如图所示．左手到右手间的水平距离为0．2 m，左手到鱼线间的水平距离为3 m．一条鱼上钩后，小明要用8 N的力竖直向上提升鱼杆．

(1)动力臂和阻力臂分别是多少?

(2)此时鱼对杆的作用力是多少N?

10．如图所示，刘杰和戴宇同学用一根均匀的木棒抬面粉，刘杰在前，戴宇在后．

(1)戴宇要减轻刘杰的负担，可采用的方法有哪些?(给出一条合理的做法即可)

(2)若两同学之间的木棒长度为2 m，戴宇承担面粉的重力，则面袋至戴宇的距离为多少m?

11．小华同学将硬棒的一端固定在墙壁的O点，通过提拉另一端A来起吊重物，如图所示．若作用力始终与硬棒垂直，起吊的重物质量为20 kg．(g取10 N／kg)

(1)说明硬捧由位置A拉至水平位置B(保证任意角度，硬棒均处于平衡状态)，作用力大小的变化情况．

(2)重物挂于OA的中点，硬棒到达水平位置时，作用力的大小是多少N?

12．小明同学对课堂讨论得到及资料给出的有关理发剪刀是费力

杠杆的结论，提出质疑．课间操期间，他来到校理发店，认真观察理发

师傅使用剪刀的情况，观察记录如下：①将理发剪刀标注为A、B、C、

D四部分，如图所示；②理发师傅剪头发时，手提在A处，头发是随意放在C到D之间的，剪刀的两臂绕B点转动；③一次性剪去较多头发时，头发往往放在C处，剪去速度较慢，剪去1、2根头发时，头发往往放在D处，略去头发的速度很快；④实际测量BD的长度远大于AB的长度，BC的长度远小于AB的长度．

(1)根据观察记录可知，使用理发剪刀时，剪较多头发时，剪刀是_______杠杆，剪较少头发时，剪刀是_________杠杆；

(2)理发师傅将头发放在C处可以省_________，将头发放在D处可以省_______．

13．如图所示，O是用扳手开瓶盖时的支点，动力F1和阻力F2的力臂分别是

L1和L2．瓶盖被打开的过程 ( )

A．F1×L1=F2×L2 B．F1×L1＞F2×L2

C．F1×L1＜F2×L2 D．F1＞F2

14．小华同学做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验装置如图所示．

(1)实验时要先凋节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆中________位置平

衡．杠杆左端偏高，应将平衡螺母向________调节．

(2)小华发现杠杆的支点O不在零位，位于标尺零位左侧的1 mm处．

杠杆调节平衡后，在杠杆左右两侧的15mm处各挂1只50 g的钩码，此

时杠杆________(选填“能”或“不能”)平衡．要使杠杆平衡，左侧钩

码不动，右侧钩码应放到标尺的_________mm的位置．

15．某科学兴趣小组利用硬棒（质量可忽略不计）、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示，在C处挂一待测物体B，当重为8牛的物体A 挂在D处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得OC为6厘米，OD为18厘米。

（1）此时物体B的重力是多少牛？

（2）保持O点位置和物体A的重力不变，在C处挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。问该杠杆的刻度是否均匀？请说明理由。

参考答案

1．B 2．C 3．D 4．B 5．B

5．6．省力 A C 7．

8．与弟弟相比，小强的旅行袋挂的位置，距离肩膀(支点)近，使木棒是一根省力杠杆，而弟弟的却是费力杠杆

9．0．2 m 3．2 m 0．5 N

10．戴宇要将面粉袋悬挂于较自己肩膀近的位置 0．8 m

11．随着硬棒的抬高，重物的力臂增大，作用力变大 100 N

12．省力、费力力、距离

13．B

14．水平左不能 13

15．（1）G B=24牛

（2）刻度均匀

方法一设：待测物体重为G,物A距离O点为L

根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2得G×OC=G A×L，.G

因为是定值，所以L与G成正比

方法二更换不同的重物，计算得出相应的L（至少2组），归纳得出L与G按比例关系