資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第4節 簡單機械（第3課時）
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
④知道常見的簡單機械（杠桿、滑輪、輪軸、斜面等）的特點，并用它們解釋一些生活實例。
【教學目標】
1.科學觀念:會進行杠桿的分類并描述三種杠桿的特點。
2.科學思維:會應用杠桿的平衡條件解釋生活和生產中的問題
3.探究實踐:學會利用杠桿的平衡條件對生活中的杠桿分類。
4.態度責任:通過學習,體會杠桿在生活和生產中的重要性。
【教學思路】本課時主要學習杠桿的三種類型,判斷依據是杠桿的平衡條件。動力臂大于阻力臂的是省力杠桿,如擰螺絲的扳手;動力臂小于阻力臂的是費力杠桿,如筷子;動力臂等于阻力臂的是等臂杠桿,如實驗室用的托盤天平。
【教學過程】
教學環節 教學活動 設計意圖
創設情境，明確問題 兩個和尚抬水喝（PPT圖片）。 兩個和尚抬水時，誰省力了？誰費力了？ 我們可以用F1·l1 ＝ F2·l2 來解決有關杠桿平衡的問題。 由學生熟悉的故事入課題。激發學習興趣。
杠桿的分類 [情景展示] [問題探究] 觀察上圖中所示的杠桿,比較它們的動力臂l1、阻力臂l2 、動力F1、阻力F2的大小,你能得出什么結論 [思考交流] [歸納提升] 由杠桿的平衡條件可知: (1)若l1>l2 ,則F1 l2的杠桿叫省力杠桿。如:鍘刀、剪鐵皮的剪刀、起釘錘、起子等。 (2)若l1F2 ,使用這種杠桿費力,因此,把l1杠桿問題的分析與計算 [情景展示] [問題探究] 結合圖片內容,若要求F2的大小,你如何分析計算呢 [思考交流] [歸納提升] 在用杠桿的平衡條件分析問題時,首先確定支點和動力作用點,過動力作用點作出與動力作用線垂直的直線,即為動力臂。根據杠桿平衡條件:F1l1=F2l2或其變形公式分析即可。在杠桿的阻力、阻力臂一定的情況下,增大動力臂可以減小動力,而在通常情況下,連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長,以此為動力臂,所用的動力最小。 引導學生歸納解題思路，規范解題。
課堂小結
板書
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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第4節 簡單機械（第3課時）
考試這樣考
題型一　杠桿的分類
角度1：杠桿類型的判斷
1.在如圖所示的簡單機械中,屬于省力杠桿的是 (　　)
角度2：杠桿的特點
2.如圖所示工具中,在使用時可以省距離的是 (　　)
題型二　杠桿的應用
3.如圖所示,列車上有出售食品的手推車,若貨物在車內擺放均勻,當前輪遇到障礙物A時,售
貨員向下按扶把;當后輪遇到障礙物A時,售貨員向上提扶把。若把以上兩種情況下的手
推車視為杠桿,則下列說法錯誤的是(　　)
A.當前輪遇到障礙物A時,售貨員向下按扶把,支點是C
B.當后輪遇到障礙物A時,售貨員向上提扶把,支點是B
C.當后輪遇到障礙物A時,售貨員向上提扶把,手推車可視為省力杠桿
D.當后輪遇到障礙物A時,售貨員向上提扶把,手推車可視為費力杠桿
4.小明家有個木衣架，他將書包掛在衣架的A處，衣架倒了下來．他分析了衣架倒下來的原
因，并測量了以下的數據：木衣架質量3kg；圓底盤直徑30cm；其他數
據如圖所示，衣架受到重力的作用線經過圓底盤的圓心。分析木衣架會
倒的原因時，可以把它看成 。通過分析，小明認為防止衣架倒下
來可以采取以下措施：控制所掛書包的質量不允許超過 kg。
題型三 杠桿動態分析
角度1：力臂變化，判斷力的變化情況
5.如圖所示，輕質杠桿可繞O轉動，在A點始終受一垂直作用于杠桿的
力，在從A轉動A,位置時，力F將（ ）
A.變大 B.變小 C.先變大，后變小 D.先變小，后變大
角度2：l2和l1的比值不變，判斷力的變化情況
6.用圖所示的杠桿提升重物，設作用在A端的力F始終豎直向下，在將重物慢慢提升到一定
高度的過程中，F的大小將（ ）
A.保持不變 B.逐漸變小 C.逐漸變大 D.先變大，后變小
題型四 根據杠桿平衡條件的簡單計算
7.骨骼、肌肉和關節構成了人體的運動系統，基本的運動都是肌肉牽
引骨骼繞關節轉動產生的，其模型就是杠桿。如圖所示是踮腳時的示意圖，人體的重力
為阻力，小腿肌肉施加的拉力為動力。重600N的小明在1min
內完成50個雙腳同時踮起動作,每次踮腳過程中腳跟離開地
面的高度是9cm。求:
（1）踮起腳跟是 杠桿（填“省力”、“費力”或“等臂”）。
（2）小腿肌肉對每只腳的拉力。
（3）小明踮腳過程中克服重力做功的功率。
題型五 學科綜合
8.我國古代記錄傳統手工技術的著作《天工開物》里記載了一種搗谷用的舂，如圖甲所示，
若硾頭質量為20千克，不計橫木的重力和摩擦。
（1）圖乙為腳用力向下踩舂時在某一位置的示意圖，
O點為支點，F2為阻力，請在圖中作出阻力臂
_____，此時舂屬于____（選填“省力”、“等
臂”或“費力”）杠桿。
（2）若每次硾頭上升的高度為0.6米，1分鐘撞擊臼中的谷粒20次，則人克服硾頭重力
做功的功率為________瓦。
題型六 拓展創新
9.小明所用的拉桿旅行箱示意圖如圖所示。裝有物品的旅行箱整體可視為杠桿，O為支點，
B為重心，BC為豎直方向，A為拉桿的端點。已知箱重為
250N，OA為120cm，OC為24cm。在A點沿圖示方向施加拉
力F，旅行箱靜止。請完成下列問題：
（1）圖中在A點沿圖示方向施加動力F，箱子靜止，則拉
力F的力臂為______ cm，大小為______N；
（2）要使作用在A點的拉力減小，下列做法可行的有
______（選填序號）。
①縮短拉桿的長度②使拉力方向順時針改變30° ③使拉力方向逆時針改變60°
④將箱內較重的物品靠近O點擺放，重心由B變至B′
能力提升訓練
如圖所示的裝置為某學生在科技創新大賽時發明的可以直接測量液體密度的“密度天平”。
其制作過程和原理如下：選擇一根長1m的杠桿，調節兩邊平衡螺母使杠桿在水平位置平
衡。在左側離中點10cm的A位置用細線固定一個質量為150g、容積為80mL的容器，右
側用細線懸掛一質量為50g的鉤碼（細線的質量忽略不計）。測
量時往容器中加滿待測液體，移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡，
在鉤碼懸掛位置直接讀出液體的密度。
（1）該“密度天平”的“零刻度”應標在右端離支點____ cm處。
（2）該“密度天平”的量程為多大？
（3）若將鉤碼的質量適當增大，該“密度天平”的量程將______（選填“增大”“減小”
或“不變”）。
參考答案
考試這樣考
1.B 2.A 3.D 4. 杠桿；4.5；增大 5.C 6.A 7.省力 400N 60W
8.（1）費力 （2）40
9.60 100 ③④
能力提升訓練
30 1.25 增大
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共22張PPT)
第4節 簡單機械
（第3課時）
浙教版 九年級上
教材解析
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
④知道常見的簡單機械（杠桿、滑輪、輪軸、斜面等）的特點，并用它們解釋一些生活實例。
會描述三種杠桿的特點，并能應用其解釋相關現象；　
會應用杠桿的平衡條件解釋生活和生產中的問題。
創設情境
兩個和尚抬水喝：
兩個和尚抬水時，誰省力了？誰費力了？
我們可以用F1·l1 ＝ F2·l2 來解決有關杠桿平衡的問題。
探究實踐
F1
F2
L2
O
L1
L2
在用撬棒撬石頭時，通常會感到省力些，這到底是為什么呢
由 F1L1=F2L2
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
是省力杠桿
探究實踐
可見，省力杠桿雖然省力，但費了距離
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
O
F2
F1
A
B
F2
F1
A’
B’
省力杠桿的特點
探究實踐
請畫出以下器材的杠桿示意圖，比較動力臂和阻力臂的大小關系，比較動力和阻力的大小關系。
由 F1L1=F2L2 ，∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2 是省力杠桿
探究實踐
在腳踩剎車踏板時，是省力了還是費力？為什么呢
F2
F1
動力臂l1
阻力臂l2
O
由 F1l1=F2l2
∵l1 < l2
∴F1 > F2
這是費力杠桿
探究實踐
F2
F1
h
S=4h
A’
B’
A
B
F2
F1
O
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
費力杠桿的特點
可見，費力杠桿雖然費了力，但可以省距離
探究實踐
請畫出以下器材的杠桿示意圖，比較動力臂和阻力臂的大小關系，比較動力和阻力的大小關系。
由 F1L1=F2L2 ，∵L1 L2 ∴F1> F2 是費力杠桿
探究實踐
在托盤天平稱物體質量時，是省力了還是費力？為什么呢
F2
F1
L1
L2
O
由 F1l1=F2l2
∵l1 = l2
∴F1 = F2
這是等臂杠桿
特點：等臂杠桿不省力，也不省距離
探究實踐
讀圖
觀察圖3-40 中所示的杠桿，比較它們的動力臂l1、阻力臂l2、動力F1、阻力F2 的大小，你能得出什么結論？
天平 鐵鍬
釣魚竿 鍘刀
∵L1 = L2
∴F1 = F2
等臂杠桿
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
費力杠桿
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
是省力杠桿
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
費力杠桿
探究實踐
杠桿的類型
杠桿類型 杠桿特點 杠桿優點 杠桿缺點 應 用
省力杠桿
費力杠桿
等臂杠桿
L1>L2
F1(動力<阻力)
L1F1>F2
(動力>阻力)
L1=L2
F1=F2
(動力=阻力)
省力
費距離
省距離
費力
既不省力也不省距離
探究實踐
1.你認為如何正確地判斷出杠桿是省力的或或費力或等臂杠杠？
畫出杠桿示意圖，畫出力臂，比較l1與l2大小，得出杠杠的類別。
2.你還能舉出一些生活和生產中省力、費力和等臂杠桿的實例嗎？如圖3-41 所示，賽艇上的槳屬于哪類杠桿？
費力杠桿
費力杠桿
費力杠桿
省力杠桿
省力杠桿
思考與討論
探究實踐
思考與討論
如何正確選用這些剪刀？為什么？
各種剪刀
利用課余時間觀察各種剪刀，畫出杠桿示意圖，說明如何正確使用？并與同學交流。
探究實踐
杠桿平衡條件的應用
【例題】如圖是鐵道檢修工用的道釘撬，有關尺寸見圖。若在A點豎直向下作用200 牛的力，道釘撬對道釘會產生多大的力？如果還不能將道釘撬出，在保持手的作用力大小和作用點不變的情況下，采用什么方法可增大道釘撬對道釘的作用力？
解：據杠桿平衡條件 F1l1 = F2l2，
可得：F2 = F1l1/l2
= 200牛×120 厘米/6 厘米
= 4000 牛
答：道釘撬對道釘能產生4000 牛的力。將F1 的方向與撬棒垂直，可增大撬棒對道釘的作用力。
思路：畫出杠桿示意圖→明確已知量和待求量
→公式（F1l1 = F2l2 ）→帶單位代入→結果（有單位）
探究實踐
【練習】一位質量為50千克的同學在做俯臥撐時，他所受的重力可視為集中在A 點，如圖所示。請計算地面對雙手的支持力至少多大？
= 288牛
可得F1 = F2l2/l1
= 490牛×1米/1.7米
解：據杠桿平衡條件 F1l1 = F2l2，
如圖姿勢塌腰時進行俯臥撐，地面對雙手的支持力會如何變化？
根據 F1l1 = F2l2，
F2l2不變，l1變小，F1變大，更費力。
課堂小結
杠桿類型
省力杠桿：l1 ＞l2
等臂杠桿：l1 =l2
費力杠桿：l1 ＜ l2
F1l1 = F2l2
遷移應用
1.下列各圖中屬于省力杠桿的是（　　）
A.鑷子 B.筷子 C.獨輪車 D.釣魚桿
C
2.如圖是一座拉索橋的設計示意圖，其中O是可轉動點，當輪船需要駛過時，可利用拉索把橋面拉起．如果只需要一根拉索，甲設
乙的力臂更長更省力
計的拉索較低，乙設計的拉索較高，請你比較圖中拉索的拉力F甲 （填“＞”“＜”“=”）F乙，理由 。
＞
遷移應用
3.如圖所示，O點為輕質杠桿AC的支點，AB=BO=OC，B處掛一重為10牛的小球．若要使杠桿在水平位置平衡，則在C點施加的力應至少為 牛．若用最小的力使杠桿在水平位置平衡，則該力的大小為 牛，方向豎直 。
5
10
向上
板書設計
第4節 簡單機械（第3課時）
杠桿的應用
謝謝
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