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第4节 简单机械（第2课时）
考试这样考
类型一 探究杠杆平衡条件
角度1：探究杠杆平衡条件的实验
1.在研究杠杆平衡条件的实验中:
（1）实验前,发现杠杆如图甲所示,你认为这时杠杆是否处于平衡状态 。
实验时应先调节杠杆在 位置平衡,目的是 。若出现如图
甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调。
（2）小明在实验中记录杠杆平衡的数据，分析数据得出杠杆的平衡条件是 。
（3）杠杆平衡后,小明在如图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,
这时应在B位置挂上 个钩码(每个钩码的质量相等)。
（4）实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条
件是否仍然成立 ”于是小明利用如图丙所示的装置进行探究，发现在杠杆左端的
不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与
杠杆平衡条件不相符。其原因是 。
角度2：正确认识力臂
2.如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M。用一把弹簧测力计
依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次
的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是( )
A.F1＜F2＜F3＜G B.F1＞F2＞F3＞G
C.F1＞F2=F3=G D.F1=F2=F3=G
题型二 杠杆的平衡分析
角度1：改变力或力臂对杠杆平衡的影响
3.如图所示,在杠杆两侧挂上钩码后恰好平衡,每个钩码的质量相同。在下列各种情况下杠杆
还能保持平衡的是 ( )
A.左右钩码各向支点移一格 B.左右钩码各减少一个
C.左右钩码各减少一半 D.左右钩码各增加一个
角度3：改变力的方向判断力的大小
4.如图所示,改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③,杠杆始终处于水平平衡状态,
此过程中,弹簧测力计的示数将( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
类型三 学科综合
5.如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景（g取10牛/千克）。
（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单
杠对他的作用力为F2，则F1________F2（填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约为________焦。
题型四 拓展创新
6.某兴趣小组利用厚纸板来探究杠杆的平衡条件,厚纸板上每间隔相同距离有个小孔。现用
细绳将纸板悬挂起来,如图甲所示。
（1）实验中,小明在A点挂了1个钩码,如图乙所示,则需要在B点挂 个钩码才
能使杠杆平衡。
（2）小红认为:在力臂大小不变时,改变力的作用点到支点的距离,不会影响平衡。小红
该怎样操作才能证明她的想法 。
（3）小军进行如图丙实验,松手后发现杠杆不能保持水平平衡。请分析其原因是________。
能力提升训练
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
2.如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重为0.5牛）。下
列说法正确的是（ ）
A.实验前出现图A所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B.图B在AB处各增加一个钩码，杠杆仍然能保持平衡
C.图C弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大
D.图D用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛
参考答案
考试这样考
1.(1)是 水平 便于读取力臂 左 (2)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
(3)4 (4)杠杆自重对杠杆平衡产生影响
2.D 3.C 4.D 5.（1）小于 （2）420
6.3 将其中一端物体悬挂的位置上移(或下移动)1格(或2格) 厚纸板自身重力影响
能力提升训练
1.C 2.C
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第4节 简单机械
（第2课时）
浙教版 九年级上
教材解析
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
④知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面等）的特点，并用它们解释一些生活实例。
用简单的器材探究杠杆的平衡条件， 根据实验数据得出杠杆平衡条件的数学表达式。
创设情境
跷跷板是一个杠杆。
跷跷板平衡时，若跷跷板两端所受力一样大，其力臂长短是怎样的 若受力不一样呢
受力一样大，则力臂一样长；受力不一样大时，作用力大的力臂短。
力和力臂间会不会存在定量关系呢
探究实践
图2
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是杠杆的平衡状态
怎么样的杠杆才算平衡呢？
图1
水平位置静止
不在水平位置静止
杠杆应满足什么条件，才能保持平衡状态？
探究实践
探究
研究杠杆的平衡
1. 提出问题：
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？
2 猜想与假设：
假设一：
假设二：
假设三：
假设四：
F1 + l1 = F2 + l2
F1 – l1 = F2 – l2
F1 / F2 = l1 / l2
F1 · l1 = F2 · l2
在两个同学在玩跷跷板的时候，结合自己玩跷跷板的体会， 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？
探究实践
3 设计实验：
（1）我们取杠杆的哪一种平衡状态？
（2）用什么作动力和阻力？ 如何测动力臂和阻力臂？
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。
F1
F2
O
l2
l1
保持静止
探究实践
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。
①调节杠杆两端的螺母：
当杠杆向左倾斜时，调节螺母向右；
当杠杆向右倾斜时，调节螺母向左。
②此时使杠杆水平位置平衡的目的：
可以排除杠杆自身重力的干扰。
G自
重力作用在支点。
探究实践
4 .进行实验：
（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的作用力记作动力 F1，右边钩码对杠杆的作用力记作阻力 F2。将动力和阻力填入表内。
F1
F2
（3）读出动力臂l1、阻力臂l2，并填入表内。
l1
l2
探究实践
（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。
4 .进行实验：
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
4
记录表
如何处理实验数据？
探究实践
F1 l1
F2 l2
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
4
5. 分析与论证：
分析实验数据，得出实验结论：______________________________________________________________。
动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
F1 × l1 = F2 × l2
记录表
探究实践
杠杆平衡的条件：
动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
F1 × l1 = F2 × l2
变形
F1
l1
F2
l2
=
或
F1
l1
×F2
l2
=
若
l1
l2
=
n
则
F1
=
杠杆上的动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
阿基米德曾说过这样一句话：“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动地球。”
×F2
1
n
探究实践
思考与讨论
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？
要求杠杆静止时在水平位置，可以便于直接在杠杆上读出力臂的数值。
倾斜状态时力臂比杠杆上的刻度小，而且要用刻度尺测量，不方便。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l2
l1
探究实践
如图，杠杆已平衡：
1.若两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？
继续探究：
2.将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？
力的大小；
力臂的大小；
力与力臂的乘积。
当杠杆失去平衡，决定因素是：
当杠杆平衡时，满足的条件是：
F1 × l1 = F2 × l2
失去平衡
失去平衡
探究实践
如果将弹簧测力计向上斜拉，读数发生怎样变化？为什么？
因为力臂变小；读数变大。
F＇
l＇
F
l
继续探究：
F1 × l1 = F2 × l2
不变
变小
变大
当力臂最大时，力最小。
探究实践
实验中能否证明了“力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离”？
保持支点到作用点的距离不变，
改变弹簧测力计的拉力方向。
弹簧测力计的拉力大小不同。
力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离
保持力的作用点不变，
课堂小结
杠杆平衡
实验前平衡调节：调节平衡螺母
平衡状态
平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1·l1=F2·l2）
实验中水平位置平衡
迁移应用
1.小明探究杠杆的平衡条件，挂钩码前，调节杠杆在水平位置平衡，杠杆上每格距离相等，杆上A、B、C、D的位置如图所示，当A点挂4个钩码时，下列操作中能使杠杆在水平位置平衡的是（ ）
A . B点挂5个钩码
B . C点挂4个钩码
C . D点挂1个钩码
D . D点挂2个钩码
D
迁移应用
2.一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在200牛和300牛的重物时，杠杆恰好平衡．若将两边物重同时减少50牛，则杠杆（ ）
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然平衡 D.无法确定
B
3.在均匀铁条的中点O处用线将其悬挂起来，铁条水平平衡，如图(a)所示。若将OB弯折，如图(b)所示，则铁条将 （ ）
A．A端下降，C端上升
B．A端上升，C端下降
C．仍然平衡
D．无法判断
A
板书设计
第4节 简单机械（第2课时）
动力F1
阻力F2
阻力臂l2
动力臂l1
F1 × l1 = F2 × l2
谢谢
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第4节 简单机械（第2课时）
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
④知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面等）的特点，并用它们解释一些生活实例。
【教学目标】
1.科学观念:知道杠杆平衡条件。
2.科学思维:根据实验数据归纳出杠杆平衡条件的数学表达式；应用杠杆平衡条件解决相关问题。
3.探究实践:=学会用简单的器材探究杠杆的平衡条件；根据实验数据得出杠杆平衡条件的数学表达式；在实验中,学会测量多组数据排除偶然因素影响结论的方法；
4.态度责任:通过学习体会对探究事物的认识由定性到定量的变化过程。
【教学思路】本课是一节实验课,主要内容是根据实验得出杠杆的平衡条件,实验的基本步骤包括:调节杠杆平衡,改变力或力臂,设计表格记录数据,分析处理数据,得出结论并整理出数学表达式。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 师:同学们,我想大家都玩过跷跷板吧,跷跷板也是一个杠杆,它的支点在哪里 生:中间。 师:是的。那么跷跷板平衡时,若跷跷板两端所受力一样大,其力臂长短是怎样的 若受力不一样呢 生:受力一样大,则力臂一样长;受力不一样大时,作用力大的力臂短。 师:既然存在着力等大力臂等长,力大力臂小,力小力臂大的现象,那么力和力臂间会不会存在定量关系呢 这节课老师带来了一个类似跷跷板的杠杆模型,我们一起研究一下这个问题。 科学源于生活。“接地气”地引入课题。有利于科学用于生活。
研究杠杆的平衡条件 [情景展示] [问题探究] 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之间存在着怎样的关系呢 [思考交流] 1.建立假设： 2.设计实验：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。 （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的作用力记作动力 F1，右边钩码对杠杆的作用力记作阻力 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。 [归纳提升] 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。 [继续探究] 本实验中为什么使杠杆在水平位置平衡 [思考交流] [归纳提升] 避免杠杆自重对杠杆平衡的影响,便于测量力臂。 支点选在杠杆的中心也就是重心,杠杆要调整为水平平衡,实验要测量多组数据排除偶然性。 归纳杠杆平衡条件时要注意单位
杠杆平衡的判断 [情景展示] [问题探究] 结合图片内容,三种情况下杠杆每次都能平衡吗 [思考交流] [归纳提升] 判断杠杆是否平衡关键看动力和动力臂乘积是否等于阻力和阻力臂乘积,若等于则平衡,若大于则沿动力方向旋转,若小于则沿阻力方向旋转。 [情景展示] [问题探究] 用弹簧测力计实验，斜拉下杠杆平衡时测力计示数如何变化 [思考交流] [归纳提升]因为力臂变小；读数变大。F1 × l1 =F2 × l2，当力臂最大时，力最小。 [问题探究] 实验中能否证明了“力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离”？ [思考交流] [归纳提升]力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离。 通过实验、作图，运用杠杆平衡条件展开讨论，得出结论。
课堂小结
板书
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