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第1节 简单机械
第四章 机械和功
“给我一个立足点和一根足够长的硬棒，我就能移动地球。”
——阿基米徳
杠 杆
请观察下面几幅图
杠 杆
杠 杆
杠 杆
这三个用具有什
么共同特点
？
杠 杆
杠杆的共同特征
受力的作用
绕固定点转动
比较坚硬
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒， 物理学中叫杠杆。
杠 杆
注意：硬棒可以是直,也可以是弯曲的,
即硬棒可以是各种各样的形状.
杠 杆
生活中常见的杠杆
两个作用在杠杆上的力使杠杆的转动方向有什么不同吗？
杠 杆
支点：
杠杆绕着转动的固定点，用0表示。
促使杠杆转动的力，用F1表示。
动力：
阻力：
阻碍杠杆转动的力，用F2表示。
O
F1
F2
O
F1
F2
杠 杆
O
F2
动力臂
从支点到动力作用线的距离，用L1表示。
阻力臂
从支点到阻力作用线的距离，用L2表示。
杠 杆
动力作用线
动力臂
阻力臂
动力
阻力
阻力作用线
o
支点
杠杆五要素
F1
F2
L1
L2
（1）支点、动力作用点、阻力作用点都在杠杆上；
（2）沿力的方向所画的直线叫做力的作用线。
杠 杆
F1
F2
L1
L2
O
试着画出各力和力臂
杠 杆
（1）辨认杠杆，先找支点O；
（2）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线．
（3）从支点向力的作用线做出一条垂线。
（4）标出力臂（从支点到垂足）。
画力臂的方法是：
杠 杆
l1
F1
l2
F2
Ｏ
画出杠杆受到的阻力以及的动力臂和阻力臂
杠 杆
汲水的桔槔
捣谷的舂
古代的杠杆
2 、杠杆是否都是直的？
思考讨论：
1、 力臂是一定在杠杆上吗？
3、 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：不是
答：杠杆可以是直的，也可以是弯的
答：要改变
大显身手
1、下列说法正确的是（ ）
A．支点一定在杠杆上
B．动力作用点与阻力作用点一定在支点的两侧
C．力臂一定在杠杆上
D．杠杆的长度一定是动力臂与阻力臂之和
A
大显身手
2、用如图所示的方法，工人向下施力，就可以撬起很重的石头，撬棒作为一根杠杆，此时它的支点是（ ）
A．A点 B．B点
C．C点 D．D点
B
大显身手
3、如图为用自行车手闸刹车的情景，图中关于该手闸使用时杠杆的示意图正确的是（ ）
A
大显身手
4、如图所示，杠杆处于平衡状态，作用在A点的4个力中力臂最大的是（ ）
A．F1 B．F2
C．F3 D．F4
B
再 见中小学教育资源及组卷应用平台
4.1.1简单机械（1）
【教学目标 】
1、知识与技能
（1）理解杠杆的定义；
（2）知道杠杆的支点，动力和阻力；
（3）初步理解力臂的概念。
（4）会画杠杆的力臂。
2、过程与方法
在将常见工具抽象成平直杠杆的过程中，感受建模的科学方法。
3、情感、态度与价值观
通过了解杠杆、滑轮、轮轴、斜面、机械传动等简单机械与生产、生活的密切联系，体验到生活中处处存在物理。
【教学重点】
利用作图法画出杠杆的动力臂和阻力臂
【教学难点】
力臂概念的建立。
【教学用具】
钉有骑马钉的木板、螺丝刀、小木块、切纸刀、镊子、普通剪刀等
【教学过程】
教师指导 教学过程 学生活动
播放视频，引入新课 引导学生总结杠杆的特点指导学生通过活动进一步理解杠杆的概念示范力臂的画法 （一） 引入 1．情景1 播放使用起子、剪刀、滑轮和一些大型机械等工作的情景，说明复杂机械都是由简单机械组合而成的，从而引入新课。 （二）新课 2．杠杆的概念 播放用硬棒撬起石块、剪刀、玩跷跷板等的情景，思考这些杠杆有什么共同之处。 学生讨论后总结为： （1）必须是硬棒；（2）都有一个绕着转动的固定点； （3）都受到两个力的作用，一个力促使杠杆转动，一个力阻碍杠杆转动。 杠杆的概念：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。 （注意：硬棒不一定都是直棒，动力和阻力的作用点都在杠杆上）生活中常见的杠杆 两个作用在杠杆上的力使杠杆的转动方向有什么不同吗？促使杠杆转动的力叫做动力； 阻碍杠杆转动的力叫做阻力； 杠杆绕着转动的固定点叫做支点。 3．杠杆的力臂 （1）定义： 动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，l1 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，l2 （2）画力臂：注意作图的几点要求 （1）辨认杠杆，先找支点O；（2）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线．（3）从支点向力的作用线做出一条垂线。 （4）标出力臂（从支点到垂足）。（三）巩固 1、阅读教科书P5页“你知道吗？”，观察古书《天工开物》中记载的捣谷的舂，并画出舂的杠杆示意图。 2、分析杠杠的五要素并画出力臂 思考讨论：（1） 力臂是一定在杠杆上吗？（2）杠杆是否都是直的？（3）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？（四）作业布置 略。 观看、思考、体会通过观看，讨论总结特点理解杠杆的概念 完成活动，并讨论总结 学习、理解学生讨论回答
当堂练习：
1、下列说法正确的是（ ）
A．支点一定在杠杆上
B．动力作用点与阻力作用点一定在支点的两侧
C．力臂一定在杠杆上
D．杠杆的长度一定是动力臂与阻力臂之和
2、用如图所示的方法，工人向下施力，就可以撬起很重的石头，撬棒作为一根杠杆，此时它的支点是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
3、如图为用自行车手闸刹车的情景，图中关于该手闸使用时杠杆的示意图正确的是（ ）
4、如图所示，杠杆处于平衡状态，作用在A点的4个力中力臂最大的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
教学反思：
部分学生对力臂的概念还比较模糊，需要再次举例。
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4.1.1 简单机械（1）
一、填空题（共3题）
1. 在力的作用下能够绕 转动的硬棒叫杠杆；从 到 的距离叫动力臂。
2. 如图所示， 是以 点为支点的杠杆， 是作用在杠杆 端的力。图中线段 与力 的作用线在一条直线上，且 。线段 （填“”“”或“”）表示力 的力臂。
3. 如图所示，一拉杆旅行箱在力 作用下保持静止状态，图中 为支点，则图中的线 （选填“”、“”或“”）表示力 的力臂。
二、选择题（共1题）
4. 开瓶器开启瓶盖时可抽象为一个轻质杠杆。下列图中表示它工作示意图的是
A． B．
C． D．
5、下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（ ）
A．杠杆只可以是直的
B．动力臂就是支点到动力作用点的距离
C．杠杆支点一定在杠杆上
D．杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和
三、作图题（共6题）
6.如图所示，请画出力 的力臂 。
7.手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个杠杆，请在图中画出力 的力臂 。
8.按要求作图。
如图甲所示，一轻质杠杆 在力 、 的作用下处于静止状态。 是力 的力臂，请在图中画出 的力臂 和力 的示意图。
9.如图所示，在杠杆上的 点挂一重物，在 点对杠杆施加一个最小的力，使杠杆平衡。在图中画出这个力的示意图和力臂。
10.如图所示，杠杆在水平位置平衡，货物 重 ，若拉力 为动力，请在图中画出杠杆所受阻力的示意图及动力 对支点 的力臂。（保留作图痕迹）
11.如图所示，杠杆在力 的作用下处于平衡状态，作出力 的力臂，并用 表示。
答案
一、填空题（共3题）
1. 【答案】固定点；支点；动力作用线
2. 【答案】
【解析】本题考查力臂的作图。力臂是从支点到力的作用线的垂线段距离，故图中力 的力臂是 。
3. 【答案】
【解析】如图，拉杆箱是一个杠杆， 是支点，拉力 是动力，把拉力 的作用线延长为 ，过支点 向 作垂线，则 是拉力 的力臂。
二、选择题（共1题）
4. 【答案】B
【解析】用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端的 点，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力 ，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力 ，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即 ，故ACD错误，故B正确；
故答选B。
5、【答案】C
A、杠杆可以是直的，也可以是弯曲的，故A错误；
B、动力臂就是支点到动力作用线的距离，故B错误；
C、杠杆的五要素之一就是支点，且支点一定作用在杠杆上，故C正确；
D、力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，而不是“点”到“点”的距离。力臂不一定是杠杆的长度，也不一定在杠杆上，所以杠杆的长度不一定等于动力臂与阻力臂之和，故D错误。
故选：C。
三、作图题（共6题）
6. 【答案】
【解析】用虚线延长力 的作用线，做 到力的作用线的距离。标出力臂 。
7. 【答案】
【解析】从支点 分别向 和 的作用线作垂线，垂线段的长度分别是两个力的力臂 和 。如答图所示。
8. 【答案】
【解析】过力臂 的右端，作垂直于 的直线，与杠杆 的交点为力 的作用点，方向斜向右上方，即为 ；作 的反向延长线，过支点 作 的垂线，即为 的力臂 。如图所示。
9. 【答案】
【解析】根据杠杆平衡条件，要想动力最小，动力臂就要最大，因为支点是 点，当力作用在 点时，力臂最长，连接 即为最长力臂 ；为使杠杆平衡，过 点作垂直 的向上的垂线即为最小力，如图所示。
10. 【答案】
【解析】货物 所受重力的大小为 ，此时杠杆所受阻力等于货物 对杠杆压力；先将 反向延长，再过 点向 的作用线做垂线，垂线段的长就是该力的力臂。
11. 【答案】
【解析】延长力的作用线 ，从支点作力 的作用线的垂线，垂线段的长就是力 的力臂 ，如图所示。
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