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第4节 简单机械（第3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:会进行杠杆的分类并描述三种杠杆的特点。
2.科学思维:会应用杠杆的平衡条件解释生活和生产中的问题
3.探究实践:学会利用杠杆的平衡条件对生活中的杠杆分类。
4.态度责任:通过学习,体会杠杆在生活和生产中的重要性。
【教学思路】本课时主要学习杠杆的三种类型,判断依据是杠杆的平衡条件。动力臂大于阻力臂的是省力杠杆,如拧螺丝的扳手;动力臂小于阻力臂的是费力杠杆,如筷子;动力臂等于阻力臂的是等臂杠杆,如实验室用的托盘天平。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 两个和尚抬水喝（PPT图片）。 两个和尚抬水时，谁省力了？谁费力了？ 我们可以用F1·l1 ＝ F2·l2 来解决有关杠杆平衡的问题。 由学生熟悉的故事入课题。激发学习兴趣。
杠杆的分类 [情景展示] [问题探究] 观察上图中所示的杠杆,比较它们的动力臂l1、阻力臂l2 、动力F1、阻力F2的大小,你能得出什么结论 [思考交流] [归纳提升] 由杠杆的平衡条件可知: (1)若l1>l2 ,则F1 l2的杠杆叫省力杠杆。如:铡刀、剪铁皮的剪刀、起钉锤、起子等。 (2)若l1F2 ,使用这种杠杆费力,因此,把l1杠杆问题的分析与计算 [情景展示] [问题探究] 结合图片内容,若要求F2的大小,你如何分析计算呢 [思考交流] [归纳提升] 在用杠杆的平衡条件分析问题时,首先确定支点和动力作用点,过动力作用点作出与动力作用线垂直的直线,即为动力臂。根据杠杆平衡条件:F1l1=F2l2或其变形公式分析即可。在杠杆的阻力、阻力臂一定的情况下,增大动力臂可以减小动力,而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,以此为动力臂,所用的动力最小。 引导学生归纳解题思路，规范解题。
课堂小结
板书
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第4节 简单机械（第3课时）
考试这样考
题型一 杠杆的分类
角度1：杠杆类型的判断
1.在如图所示的简单机械中,属于省力杠杆的是 ( )
角度2：杠杆的特点
2.如图所示工具中,在使用时可以省距离的是 ( )
题型二 杠杆的应用
3.如图所示,列车上有出售食品的手推车,若货物在车内摆放均匀,当前轮遇到障碍物A时,售
货员向下按扶把;当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把。若把以上两种情况下的手
推车视为杠杆,则下列说法错误的是( )
A.当前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,支点是C
B.当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,支点是B
C.当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,手推车可视为省力杠杆
D.当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,手推车可视为费力杠杆
4.小明家有个木衣架，他将书包挂在衣架的A处，衣架倒了下来．他分析了衣架倒下来的原
因，并测量了以下的数据：木衣架质量3kg；圆底盘直径30cm；其他数
据如图所示，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。分析木衣架会
倒的原因时，可以把它看成 。通过分析，小明认为防止衣架倒下
来可以采取以下措施：控制所挂书包的质量不允许超过 kg。
题型三 杠杆动态分析
角度1：力臂变化，判断力的变化情况
5.如图所示，轻质杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆的
力，在从A转动A,位置时，力F将（ ）
A.变大 B.变小 C.先变大，后变小 D.先变小，后变大
角度2：l2和l1的比值不变，判断力的变化情况
6.用图所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终竖直向下，在将重物慢慢提升到一定
高度的过程中，F的大小将（ ）
A.保持不变 B.逐渐变小 C.逐渐变大 D.先变大，后变小
题型四 根据杠杆平衡条件的简单计算
7.骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，基本的运动都是肌肉牵
引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力
为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重600N的小明在1min
内完成50个双脚同时踮起动作,每次踮脚过程中脚跟离开地
面的高度是9cm。求:
（1）踮起脚跟是 杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）。
（2）小腿肌肉对每只脚的拉力。
（3）小明踮脚过程中克服重力做功的功率。
题型五 学科综合
8.我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，如图甲所示，
若硾头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。
（1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，
O点为支点，F2为阻力，请在图中作出阻力臂
_____，此时舂属于____（选填“省力”、“等
臂”或“费力”）杠杆。
（2）若每次硾头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服硾头重力
做功的功率为________瓦。
题型六 拓展创新
9.小明所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，
B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆的端点。已知箱重为
250N，OA为120cm，OC为24cm。在A点沿图示方向施加拉
力F，旅行箱静止。请完成下列问题：
（1）图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止，则拉
力F的力臂为______ cm，大小为______N；
（2）要使作用在A点的拉力减小，下列做法可行的有
______（选填序号）。
①缩短拉杆的长度②使拉力方向顺时针改变30° ③使拉力方向逆时针改变60°
④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′
能力提升训练
如图所示的装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”。
其制作过程和原理如下：选择一根长1m的杠杆，调节两边平衡螺母使杠杆在水平位置平
衡。在左侧离中点10cm的A位置用细线固定一个质量为150g、容积为80mL的容器，右
侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。测
量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，
在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。
（1）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点____ cm处。
（2）该“密度天平”的量程为多大？
（3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将______（选填“增大”“减小”
或“不变”）。
参考答案
考试这样考
1.B 2.A 3.D 4. 杠杆；4.5；增大 5.C 6.A 7.省力 400N 60W
8.（1）费力 （2）40
9.60 100 ③④
能力提升训练
30 1.25 增大
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第4节 简单机械
（第3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。
会描述三种杠杆的特点，并能应用其解释相关现象；
会应用杠杆的平衡条件解释生活和生产中的问题。
创设情境
两个和尚抬水喝：
两个和尚抬水时，谁省力了？谁费力了？
我们可以用F1·l1 ＝ F2·l2 来解决有关杠杆平衡的问题。
探究实践
F1
F2
L2
O
L1
L2
在用撬棒撬石头时，通常会感到省力些，这到底是为什么呢
由 F1L1=F2L2
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
是省力杠杆
探究实践
可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离
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’
省力杠杆的特点
探究实践
请画出以下器材的杠杆示意图，比较动力臂和阻力臂的大小关系，比较动力和阻力的大小关系。
由 F1L1=F2L2 ，∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2 是省力杠杆
探究实践
在脚踩刹车踏板时，是省力了还是费力？为什么呢
F2
F1
动力臂l1
阻力臂l2
O
由 F1l1=F2l2
∵l1 < l2
∴F1 > F2
这是费力杠杆
探究实践
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
费力杠杆的特点
可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离
探究实践
请画出以下器材的杠杆示意图，比较动力臂和阻力臂的大小关系，比较动力和阻力的大小关系。
由 F1L1=F2L2 ，∵L1 L2 ∴F1> F2 是费力杠杆
探究实践
在托盘天平称物体质量时，是省力了还是费力？为什么呢
F2
F1
L1
L2
O
由 F1l1=F2l2
∵l1 = l2
∴F1 = F2
这是等臂杠杆
特点：等臂杠杆不省力，也不省距离
探究实践
读图
观察图3-40 中所示的杠杆，比较它们的动力臂l1、阻力臂l2、动力F1、阻力F2 的大小，你能得出什么结论？
天平 铁锹
钓鱼竿 铡刀
∵L1 = L2
∴F1 = F2
等臂杠杆
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
费力杠杆
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
是省力杠杆
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
费力杠杆
探究实践
杠杆的类型
杠杆类型 杠杆特点 杠杆优点 杠杆缺点 应 用
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
L1>L2
F1(动力<阻力)
L1F1>F2
(动力>阻力)
L1=L2
F1=F2
(动力=阻力)
省力
费距离
省距离
费力
既不省力也不省距离
探究实践
1.你认为如何正确地判断出杠杆是省力的或或费力或等臂杠杠？
画出杠杆示意图，画出力臂，比较l1与l2大小，得出杠杠的类别。
2.你还能举出一些生活和生产中省力、费力和等臂杠杆的实例吗？如图3-41 所示，赛艇上的桨属于哪类杠杆？
费力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
省力杠杆
思考与讨论
探究实践
思考与讨论
如何正确选用这些剪刀？为什么？
各种剪刀
利用课余时间观察各种剪刀，画出杠杆示意图，说明如何正确使用？并与同学交流。
探究实践
杠杆平衡条件的应用
【例题】如图是铁道检修工用的道钉撬，有关尺寸见图。若在A点竖直向下作用200 牛的力，道钉撬对道钉会产生多大的力？如果还不能将道钉撬出，在保持手的作用力大小和作用点不变的情况下，采用什么方法可增大道钉撬对道钉的作用力？
解：据杠杆平衡条件 F1l1 = F2l2，
可得：F2 = F1l1/l2
= 200牛×120 厘米/6 厘米
= 4000 牛
答：道钉撬对道钉能产生4000 牛的力。将F1 的方向与撬棒垂直，可增大撬棒对道钉的作用力。
思路：画出杠杆示意图→明确已知量和待求量
→公式（F1l1 = F2l2 ）→带单位代入→结果（有单位）
探究实践
【练习】一位质量为50千克的同学在做俯卧撑时，他所受的重力可视为集中在A 点，如图所示。请计算地面对双手的支持力至少多大？
= 288牛
可得F1 = F2l2/l1
= 490牛×1米/1.7米
解：据杠杆平衡条件 F1l1 = F2l2，
如图姿势塌腰时进行俯卧撑，地面对双手的支持力会如何变化？
根据 F1l1 = F2l2，
F2l2不变，l1变小，F1变大，更费力。
课堂小结
杠杆类型
省力杠杆：l1 ＞l2
等臂杠杆：l1 =l2
费力杠杆：l1 ＜ l2
F1l1 = F2l2
迁移应用
1.下列各图中属于省力杠杆的是（ ）
A.镊子 B.筷子 C.独轮车 D.钓鱼杆
C
2.如图是一座拉索桥的设计示意图，其中O是可转动点，当轮船需要驶过时，可利用拉索把桥面拉起．如果只需要一根拉索，甲设
乙的力臂更长更省力
计的拉索较低，乙设计的拉索较高，请你比较图中拉索的拉力F甲 （填“＞”“＜”“=”）F乙，理由 。
＞
迁移应用
3.如图所示，O点为轻质杠杆AC的支点，AB=BO=OC，B处挂一重为10牛的小球．若要使杠杆在水平位置平衡，则在C点施加的力应至少为 牛．若用最小的力使杠杆在水平位置平衡，则该力的大小为 牛，方向竖直 。
5
10
向上
板书设计
第4节 简单机械（第3课时）
杠杆的应用
谢谢
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