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(共32张PPT)
第三章 能量的转化与守恒
第4节 简单机械
浙教版 科学（初中）
九年级上
1
课堂导入
观察思考
给我一个支点我可以撬动地球
为什么较瘦小的女孩也可以比胖子“重”呢？
古代的攻城投石车
互动学习
2
一、认识杠杆
你有没有使用过开瓶器？利用它你只要用较小的力就可以将瓶盖打开。
开瓶器就是一种被称为杠杆的简单机械。那么，杠杆有什么特征呢？
尝试着使用图中的各种工具，体验这些工具在使用过程中有什么共同的特征。
钳子钳断一段铁丝，用板子拧紧一个螺帽，用起子启开一瓶料酒，用剪子剪开纸盒子。
说一说这些工具在使用过程中有什么共同的特征？
①都是硬棒。
②工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的。
（1）共同的特征
③都受到两个作用效果相反的力。
什么是杠杆？
（2）杠杆
②注意：杠杆形状各异，可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬棒。
①定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。
支点o
动力臂L1
L2阻力臂
阻力F2
动力F1
用
硬
棒
撬动石头
支点o
动力臂L1
L2阻力臂
阻力F2
动力F1
你能说出杠杆五要素的概念含义吗？
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点O 叫做支点；
（2）动力：能够使杠杆转动的力F1 叫做动力；
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力F2 叫做阻力；
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离L1 叫做动力臂；
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离L2 叫做阻力臂。
（6）力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线。
杠杆五要素：支点 、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
“画力臂”可以用简单的顺口溜记住:一找点，二画线，三是作出垂线段。
注意：
1、动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧；
2、当力作用在支点时力臂为零。
3、力臂不一定在杠杆上。
4、杠杆可能要考虑自身重力影响。
请你找出它们的支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。
O
动力F1
阻力F2
动力臂L1
阻力臂L2
在生活和生产中，你还能举出杠杆的其他实例吗？
活塞式压水井
3、人身上的杠杆
人体的杠杆系统，都有四个基本组成部分：
骨—— 一根硬棒；
肌肉收缩——动力的来源；
两根骨之间可以活动的关节——支点；
移动肢体或物体——阻力的来源。
读图 寻找手臂上的杠杆。当手拿物体抬起时，找出相应的杠杆，以及支点、动力、阻力。
支点o
收缩的肱二头肌
放松的肱三头肌
动力F1
阻力F2
收缩的肱三头肌
放松的肱二头肌
当手拿物体放下时,找出相应的杠杆，以及支点、动力、阻力。
支点o
动力F1
阻力F2
将头部抬起
踮起脚跟
F2
F1
O
F2
F1
O
寻找人体上的杠杆：将头部抬起、踮起脚跟，如图所示。头部或脚板是否可以看做杠杆？
互动学习
2
二、杠杆的平衡条件
你知道什么是杠杆的平衡吗？
杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。
那么杠杆平衡时，应满足什么条件呢？
1．提出问题：
杠杆平衡时，作用在杠杆上的动力F1、阻力F2和动力臂L1、阻力臂L2之间存在着怎样关系？
2．建立假设
从跷跷板游戏中我们可以得到什么启发？
研究杠杆的平衡
两个同学在玩跷跷板的时候，结合自己玩跷跷板的体会，怎样才能保持跷跷板平衡？若要把自己这一端往下压，需要把自己的身体往外移动，也就是说，增大力臂。从中我们可以得到启发：杠杆的平衡跟动力、动力臂与阻力、阻力臂有关。
你还能提出什么假设？
杠杆的平衡跟动力、动力臂与阻力、阻力臂有关。当动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1L1＝F2L2时，杠杆平衡。
3．设计实验：
利用小组合作的方式设计实验方案。我们可以对跷跷板进行简化，如图所示，用一根带有刻度的均质木尺作为杠杆，用钩码的拉力来代替人的作用力，进行实验研究。
L1
L2
FI
F2
研究杠杆的平衡
4．进行实验：
（1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。
（2）在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次在水平
位置处于平衡状态。这时杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力。将支点左边钩码
对杠杆作用力记作动力F1，右边钩码对杠杆作用力记作阻力 F2。将动力和阻力填入表内。
（3） 读出动力臂 l1、阻力臂 l2，并填入表内。
（4） 改变力和力臂的数值，重复上述实验，共做 4 次。把有关数据填入表内。
序号 动力F1（牛） 动力臂l1（厘米） F1×l1 阻力F2（牛） 阻力臂l2（厘米） F2×l2
1
2
3
4
3
10
2
15
4
20
2
10
6
10
4
15
2
20
10
1
20
30
40
60
20
30
40
60
表 3-1 记录表
5．分析与论证：
分析实验数据，得出实验结论：
杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂
等于阻力乘以阻力臂即：F1×L1=F2×L2
1、为什么要调节杠杆在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡。
避免杠杆自重对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
2、杠杆调平的方法是什么
左边高向左调，右边高向右调
3
课堂小结
典例分析
考点一：认识杠杆
4
【典型例题1】
如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上且作用点分别在长和宽中点的力，欲使其一端抬离地面，则(　　)
A．F甲＞F乙
B．F甲＜F乙
C．F甲＝F乙
D．无法比较
C
【迁移训练1】
如图所示是一种新型开瓶器，借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖，该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的动力F1和阻力F2的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　　D
D
考点二：杠杆的平衡条件
【典型例题1】
如图所示的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，为使杠杆水平平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是(　　)
A．在水平方向用力F1最小
B．在竖直方向用力F2最小
C．在跟OA连线垂直的方向F3最小
D．在各个方向上用力一样大
C
【迁移训练1】
如图右图所示，作用在杆A点的力F方向与杆保持垂直，将重物G慢慢提起，直至杆处于水平位置，如果力F的方向始终和杆保持垂直，则在这个过程中，力F(　 　 )
A．增大
B．减小
C．不变
D．无法确定
A
【迁移训练2】
如图所示，保持F的方向不变将杆由A位置匀速转动到B位置，在这个过程中F将(　　)
A．先变大后变小
B．先变小后变大
C．始终不变
D．始终变大
C
如图所示，足够长的杠杆上放着质量不相等(m1＞m2)的两个球，杠杆在水平位置平衡，若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间，则杠杆 ( )
A．仍平衡
B．大球那端下沉
C．小球那端下沉
D．无法确定
B
【迁移训练3】
在探究杠杆平衡条件的实验中。
(1)如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，可以向 移动左端的螺母。(选填“左”或“右”)
(2)如图乙所示，为了使杠杆平衡，应在P点挂 个同样的钩码；若是改用在P点沿虚线方向拉弹簧测力计，则测力计的示数会 (选填“大于”、“等于”或“小于”)上述所要挂钩码的总重量，因为这时拉力的力臂 (选填“变小”或“变大”)了。
(3)在图乙中，保持杠杆左边所挂钩码的位置和个数不变，用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆，使之平衡，得到表中的几组数据，请在图丙中绘出F-L图象。由表中数据或图象可知，在阻力与阻力臂一定的条件下，动力F与动力臂L成 。(选填“正比”或“反比”)
动力F/N 6.0 4.0 3.0 2.0 1.5
动力臂L/cm 5 7.5 10 15 20
左
2
大于
变小
反比
【迁移训练4】

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