3.4 简单机械（第2课时）（教学课件）-2024-2025学年度九年级科学上册同步高效课堂（浙教版）.pptx

3.4简单机械（第2课时）第3章能量的转化与守恒科学浙教版九年级上册

学习目录杠杆的平衡条件杠杆的应用

学习目标研究杠杆的平衡条件及应用；知道杠杆的分类及特点。

课堂导入跷跷板是一种简单的杠杆机械，为什么体重不同的两人在跷跷板上移动到适当的位置能让跷跷板达到水平静止的状态？那么杠杆什么样的状态是平衡状态呢？达到平衡状态又需要什么条件呢？

PART01杠杆的平衡条件

一、杠杆的平衡条件杠杆的平衡状态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状态。所以说杠杆的平衡状态并不一定就是水平位置平衡，也可以是非水平位置静止，也可以是匀速转动的状态。那么杠杆平衡时，应满足什么条件？

一、杠杆的平衡条件研究杠杆的平衡【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之间存在着怎样的关系呢？【建立假设】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水平位置平衡？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。

一、杠杆的平衡条件【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。【实验器材】带刻度的杠杆和支架、钩码、细线等。

一、杠杆的平衡条件【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。①可以使杠杆的重心落在支点处，此时杠杆自身重力的力臂为0，从而消除了杠杆的重力对实验的影响。②此时力臂在杠杆上，便于读出力臂。注意一开始调好平衡螺母后之后就不再调节，杠杆向右偏，平衡螺母向左调，反之右调

一、杠杆的平衡条件（3）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。（4）读出动力臂l1、阻力臂l2，并填入表内。（5）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）阻力F2（牛）阻力臂l2（厘米）10.5201.01021.0202.01031.5101.01542.0101.020目的：避免结论的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍性规律

一、杠杆的平衡条件?阿基米德杠杆原理

一、杠杆的平衡条件?

一、杠杆的平衡条件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？可以使杠杆的重心落在支点处，此时杠杆自身重力的力臂为0，从而消除了杠杆的重力对实验的影响。可以从杠杆上直接读出力臂的大小。

PART02杠杆的应用

二、杠杆的应用使用杠杆到底是省力还是费力呢？读图：观察图中所示的杠杆，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？OF1F2l1l2l1=l2OF1F2l1l2l1＜l2OF1F2l1l2l1＜l2OF1F2l2l1l1＞l2

二、杠杆的应用?F1＝F2等臂杠杆F1＜F2省力杠杆

二、杠杆的应用费力杠杆F1＞F2F1＞F2

二、杠杆的应用思考与讨论：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？如图所示，赛艇上的桨属于哪类杠杆？F2F1l2l1如图，l1＜l2，则F1＞F2，使用杠杆要费力，为费力杠杆。

二、杠杆的应用通过对省力杠杆和费力杠杆的进一步分析，可以发现：使用省力杠杆虽然省力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离大。而使用费力杠杆虽然费力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小。故省力杠杆可以省力但费距离，费力杠杆费力却省距离。判断杠杆类型的方法①根据力臂大小判断；②根据使用简单机械的目的，如使用鱼竿钓鱼是为了钓远处的鱼，是为了省距离，所以是费力杠杆，使用撬棒撬石头是为了省力，所以是省力杠杆。

二、杠杆的应用例.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？?

二、杠杆的应用阅读：我国古代人们对杠杆的应用早在3000多年以前，勤劳智慧的中国人就已经开始使用杠杆。他们发明了用来捣谷的舂（如图左），用来在井上汲水的桔槔（如图右），以及用来精确测量质量的天平和杆秤等。在公元前4世纪~公元前3世纪写成的《墨经》中就对天平的平衡原理作了精辟的论述：“衡木：加重于其一旁，必捶一重相若也。”意思是：天平横梁的一臂加重物，另一臂