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第1节 杠杆 课时2
第十一章 简单机械和功
苏科版（2024）九年级上册同步备课
1.了解杠杆在生产、生活中的应用；
2.知道什么是省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆。
我们身边有很多杠杆。例如，跷跷板、羊角锤、船桨、各种剪刀，观察这些杠杆，它们的动力臂和阻力臂有什么关系？
羊角锤
瓶盖起子
观察思考
钓鱼竿
知识点一：杠杆原理的应用
1.省力杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。用较小的动力
就可以克服较大的阻力。（l1>l2， F1大于
小于
(3)常见的省力杠杆：瓶盖起子、羊角锤、独轮车、钳子等。
省力杠杆的实例分析
F1
F2
o
o
F2
F1
剪刀相当于两个杠杆组合在一起
l2
l1
生活中的一些省力杠杆：
2.费力杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。动力作用点移动
较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离。（l1F2）
大于
小于
(3)常见的费力杠杆：镊子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿、筷子夹菜、皮划艇的桨、扫帚等。
费力杠杆的实例分析
o
F1
F2
F2
l1
l2
l2
l1
筷子相当于两个杠杆组合在一起。
人的右手与钓鱼竿接触处为支点。
o
F1
生活中的一些费力杠杆：
扫把
镊子
船桨
3.等臂杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。这样的杠杆既不省力也不费力。（L1=L2， F1=F2）
等于
等于
(3)常见的等臂杠杆：跷跷板、托盘天平。
生活中的等臂杠杆：
托盘天平
跷跷板
如下图所示，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。
常见的剪刀
生活中的剪刀
（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
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。
园艺师使用的剪刀有很多种，如修整冬青树的势刀、剪花枝的剪刀等，它们各有特点。请你调查一下，园艺师使用了哪些剪刀?它们各有什么特点?为什么这样设计?
粗枝剪
能剪切0-4cm的粗枝，类似老虎钳子。实际上是个省力杠杆。
园艺大剪刀
刀刃比平常剪刀的刀刃长得多，完成一次剪裁动作可以裁剪较多的枝叶。
【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1所示。槽钢上的悬吊点0为支点，测得动力臂l1 为 9m, 阻力臂l? 为 7cm (图11-14)。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10N/kg)。
图1 用杠杆称象
图2 称量原理示意
分析：称象过程运用了杠杆原理。若不计槽钢和铁笼的质量，则图（b） 中的F2与大象所受的重力 G大小相等。
解：槽钢是一个杠杆，点O为支点，人通过弹簧测力计对杠杆A端的拉力F1＝200N为动力，动力臂L1=9m，杠杆B端所受的拉力F2为阻力，阻力臂L2=7cm=0.07m
根据杠杆原理F1l1＝F2l2 可得：
F2=????1????1????2=200N×9m0.07m≈2.57×104N
拉力F2与大象的重力 G大小相等，即F2＝G＝mg ，所以大象的质量
????=????????=2.57×104N10N/kg = 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?
骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统。尽管人体的各种运动 相当复杂，但最基本的运动都是由 骨骼绕关节转动产生的，其模型就 是杠杆。例如，当手握哑铃向上运动时(右图),上臂中的肱二头肌收缩、肱三头肌伸展产生的力 使前臂骨骼绕肘关节转动。因此，前臂骨骼可以看成杠杆，肘关节是支点，哑铃对手的压力是阻力， 上臂中的肌肉对前臂骨骼施加的力则是动力。
人体有600多块肌肉，它们在神经系统的控制下，分别负责各 部位的运动。当你做抬腿、伸臂、点头、叩齿等动作时，就用到了身上各种各样的杠杆。
举哑铃
从人体中的杠杆到空间站的机械臂
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(下图)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。它还能在空间站舱体外表面爬行，主要承担舱段转位、航天员出舱活动、舱外货物搬运、舱外状态检查和大型设备维护等任务。
中国空间站的机械臂示意
省力杠杆：l1＞l2，F1＜F2，省力，费距离.
费力杠杆：l1＜l2 ，F1＞F2，费力，省距离.
等臂杠杆：l1=l2， F1=F2，不省力，也不费距离.
杠杆原理的应用
A ． 托盘天平
B .
钢丝钳
C ． 开瓶扳手
D .
筷子
1 ．如图所示是生活中几种常见的工具，其中可看作等臂杠杆的是 ( )
A
2．园艺师使用如图所示的剪刀修剪树枝时，为了更省力，应尽量让树枝 （靠近/远离）刀轴 O ，手握在刀柄的 （中间/末端）。使用此剪刀时 （省/ 费）距离。
靠近
末端
费
3.如图，B 为杠杆 OA 的中点，在 B 点挂一个 20N 的重物，加在 A 点的动力使 OA 在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计），则 ( )
A.该杠杆一定是省力杠杆
C.作用点在 A 点的最小动力等于 10N
B.该杠杆一定是费力杠杆
D.物体的重力就是杠杆所受的阻力
C

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