資源簡介

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第4節 簡單機械（第2課時）
考試這樣考
類型一　探究杠桿平衡條件
角度1：探究杠桿平衡條件的實驗
1.在研究杠桿平衡條件的實驗中:
（1）實驗前,發現杠桿如圖甲所示,你認為這時杠桿是否處于平衡狀態 　　　　。
實驗時應先調節杠桿在　位置平衡,目的是 　　　　　　　　　　。若出現如圖
甲所示情況,應將杠桿的平衡螺母向　　　　(填“左”或“右”)調。
（2）小明在實驗中記錄杠桿平衡的數據，分析數據得出杠桿的平衡條件是　　　　　。
（3）杠桿平衡后,小明在如圖乙所示的A位置掛上3個鉤碼,為了使杠桿在水平位置平衡,
這時應在B位置掛上　　　　個鉤碼(每個鉤碼的質量相等)。
（4）實驗結束后,小明提出了新的探究問題:“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條
件是否仍然成立 ”于是小明利用如圖丙所示的裝置進行探究，發現在杠桿左端的
不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態時，測出的拉力大小都與
杠桿平衡條件不相符。其原因是 　 。
角度2：正確認識力臂
2.如圖所示，可繞O點轉動的輕質杠桿，在D點掛一個重為G的物體M。用一把彈簧測力計
依次在A、B、C三點沿與圓O相切的方向用力拉，都使杠桿在水平位置平衡，讀出三次
的示數分別為F1、F2、F3，它們的大小關系是( )
A.F1＜F2＜F3＜G B.F1＞F2＞F3＞G
C.F1＞F2=F3=G D.F1=F2=F3=G
題型二　杠桿的平衡分析
角度1：改變力或力臂對杠桿平衡的影響
3.如圖所示,在杠桿兩側掛上鉤碼后恰好平衡,每個鉤碼的質量相同。在下列各種情況下杠桿
還能保持平衡的是 (　　)
A.左右鉤碼各向支點移一格 B.左右鉤碼各減少一個
C.左右鉤碼各減少一半 D.左右鉤碼各增加一個
角度3：改變力的方向判斷力的大小
4.如圖所示,改變彈簧測力計拉力的方向,使其從①→②→③,杠桿始終處于水平平衡狀態,
此過程中,彈簧測力計的示數將(　　)
A.逐漸變大 B.逐漸變小
C.先變大后變小 D.先變小后變大
類型三 學科綜合
5.如圖是小明在做俯臥撐和引體向上的鍛煉場景（g取10牛/千克）。
（1）圖甲中小明靜止時地面對雙手的支持力為F1，圖乙中小明靜止懸掛在單杠上時，單
杠對他的作用力為F2，則F1________F2（填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）重為600牛的小明按圖乙做一個引體向上，需克服自身重力做功約為________焦。
題型四 拓展創新
6.某興趣小組利用厚紙板來探究杠桿的平衡條件,厚紙板上每間隔相同距離有個小孔。現用
細繩將紙板懸掛起來,如圖甲所示。
（1）實驗中,小明在A點掛了1個鉤碼,如圖乙所示,則需要在B點掛　　　　個鉤碼才
能使杠桿平衡。
（2）小紅認為:在力臂大小不變時,改變力的作用點到支點的距離,不會影響平衡。小紅
該怎樣操作才能證明她的想法 　　　　 　　　　　　　　　　　　。
（3）小軍進行如圖丙實驗,松手后發現杠桿不能保持水平平衡。請分析其原因是________。
能力提升訓練
1.如圖所示，一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上且作用點
分別在長和寬中點的力，欲使其一端抬離地面，則（　　）
A.F甲＞F乙 B.F甲＜F乙
C.F甲=F乙 D.無法比較
2.如圖，用刻度均勻的勻質杠桿進行“杠桿平衡條件”的實驗（每個鉤碼重為0.5牛）。下
列說法正確的是（ ）
A.實驗前出現圖A所示情況，應將杠桿的平衡螺母向左調
B.圖B在AB處各增加一個鉤碼，杠桿仍然能保持平衡
C.圖C彈簧測力計從a位置轉到b，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數需變大
D.圖D用彈簧測力計在c點向上拉杠桿，為保持杠桿在水平位置平衡，其示數小于3牛
參考答案
考試這樣考
1.(1)是　水平　便于讀取力臂　左 (2)F1l1=F2l2(或動力×動力臂=阻力×阻力臂)
(3)4　(4)杠桿自重對杠桿平衡產生影響
2.D 3.C 4.D 5.（1）小于　　（2）420
6.3 將其中一端物體懸掛的位置上移(或下移動)1格(或2格) 厚紙板自身重力影響
能力提升訓練
1.C 2.C
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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第4節 簡單機械
（第2課時）
浙教版 九年級上
教材解析
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
④知道常見的簡單機械（杠桿、滑輪、輪軸、斜面等）的特點，并用它們解釋一些生活實例。
用簡單的器材探究杠桿的平衡條件， 根據實驗數據得出杠桿平衡條件的數學表達式。
創設情境
蹺蹺板是一個杠桿。
蹺蹺板平衡時，若蹺蹺板兩端所受力一樣大，其力臂長短是怎樣的 若受力不一樣呢
受力一樣大，則力臂一樣長；受力不一樣大時，作用力大的力臂短。
力和力臂間會不會存在定量關系呢
探究實踐
圖2
杠桿在動力和阻力的作用下，保持靜止狀態或勻速轉動狀態是杠桿的平衡狀態
怎么樣的杠桿才算平衡呢？
圖1
水平位置靜止
不在水平位置靜止
杠桿應滿足什么條件，才能保持平衡狀態？
探究實踐
探究
研究杠桿的平衡
1. 提出問題：
杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關系？
2 猜想與假設：
假設一：
假設二：
假設三：
假設四：
F1 + l1 = F2 + l2
F1 – l1 = F2 – l2
F1 / F2 = l1 / l2
F1 · l1 = F2 · l2
在兩個同學在玩蹺蹺板的時候，結合自己玩蹺蹺板的體會， 從中我們可以得到啟發：杠桿的平衡跟動力、 動力臂與阻力、阻力臂有關。你還能提出什么假設？
探究實踐
3 設計實驗：
（1）我們取杠桿的哪一種平衡狀態？
（2）用什么作動力和阻力？ 如何測動力臂和阻力臂？
如圖所示，用一根帶有刻度的均質木尺作
為杠桿，用鉤碼的拉力來代替人的作用力，
進行實驗研究。
F1
F2
O
l2
l1
保持靜止
探究實踐
4 .進行實驗：
（1）把杠桿的中央支在支架上，調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置處于平衡狀態。
①調節杠桿兩端的螺母：
當杠桿向左傾斜時，調節螺母向右；
當杠桿向右傾斜時，調節螺母向左。
②此時使杠桿水平位置平衡的目的：
可以排除杠桿自身重力的干擾。

G自
重力作用在支點。
探究實踐
4 .進行實驗：
（2） 在杠桿的兩端分別掛上不同數量的鉤碼，并左右移動鉤碼懸掛的位置，直到杠桿再次在水平位置處于平衡狀態。這時杠桿兩端受到的作用力分別等于各自鉤碼的重力。
將支點左邊鉤碼對杠桿的作用力記作動力 F1，右邊鉤碼對杠桿的作用力記作阻力 F2。將動力和阻力填入表內。

F1

F2
（3）讀出動力臂l1、阻力臂l2，并填入表內。
l1
l2
探究實踐
（4）改變力和力臂的數值，重復上述實驗，共做4次。把有關數據填入表內。
4 .進行實驗：
實驗次數 動力F1/N 動力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
4
記錄表
如何處理實驗數據？
探究實踐
F1 l1
F2 l2
實驗次數 動力F1/N 動力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
4
5. 分析與論證：
分析實驗數據，得出實驗結論：______________________________________________________________。
動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂。
F1 × l1 = F2 × l2
記錄表
探究實踐
杠桿平衡的條件：
動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂。
F1 × l1 = F2 × l2
變形
F1
l1
F2
l2
=
或
F1
l1
×F2
l2
=
若
l1
l2
=
n
則
F1
=
杠桿上的動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。
阿基米德曾說過這樣一句話：“給我一個支點和一根足夠長的棍，我就能撬動地球。”
×F2
1
n
探究實踐
思考與討論
為什么要調節杠桿在水平位置平衡，而不使它處于傾斜狀態平衡？
要求杠桿靜止時在水平位置，可以便于直接在杠桿上讀出力臂的數值。
傾斜狀態時力臂比杠桿上的刻度小，而且要用刻度尺測量，不方便。

F1

F2
l1
l2
F1
F2
l2
l1
探究實踐
如圖，杠桿已平衡：
1.若兩端去掉相同質量的鉤碼，杠桿平衡嗎？
繼續探究：
2.將兩端鉤碼向支點移同樣的距離，杠桿平衡嗎？
力的大小；
力臂的大小；
力與力臂的乘積。
當杠桿失去平衡，決定因素是：
當杠桿平衡時，滿足的條件是：
F1 × l1 = F2 × l2
失去平衡
失去平衡
探究實踐
如果將彈簧測力計向上斜拉，讀數發生怎樣變化？為什么？
因為力臂變小；讀數變大。
F＇
l＇
F
l
繼續探究：
F1 × l1 = F2 × l2
不變
變小
變大
當力臂最大時，力最小。
探究實踐
實驗中能否證明了“力臂是支點到力的作用線的距離,不是支點到作用點的距離”？
保持支點到作用點的距離不變，
改變彈簧測力計的拉力方向。
彈簧測力計的拉力大小不同。
力臂是支點到力的作用線的距離,不是支點到作用點的距離
保持力的作用點不變，
課堂小結
杠桿平衡
實驗前平衡調節：調節平衡螺母
平衡狀態
平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂（F1·l1=F2·l2）
實驗中水平位置平衡
遷移應用
1.小明探究杠桿的平衡條件，掛鉤碼前，調節杠桿在水平位置平衡，杠桿上每格距離相等，桿上A、B、C、D的位置如圖所示，當A點掛4個鉤碼時，下列操作中能使杠桿在水平位置平衡的是（ ）
A . B點掛5個鉤碼
B . C點掛4個鉤碼
C . D點掛1個鉤碼
D . D點掛2個鉤碼
D
遷移應用
2.一根輕質杠桿，在左右兩端分別掛在200牛和300牛的重物時，杠桿恰好平衡．若將兩邊物重同時減少50牛，則杠桿（ 　）
A.左端下沉　 B.右端下沉　 C.仍然平衡　 D.無法確定
B
3.在均勻鐵條的中點O處用線將其懸掛起來，鐵條水平平衡，如圖(a)所示。若將OB彎折，如圖(b)所示，則鐵條將 （ ）
A．A端下降，C端上升
B．A端上升，C端下降
C．仍然平衡
D．無法判斷
A
板書設計
第4節 簡單機械（第2課時）
動力F1
阻力F2
阻力臂l2
動力臂l1
F1 × l1 = F2 × l2
謝謝
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第4節 簡單機械（第2課時）
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
④知道常見的簡單機械（杠桿、滑輪、輪軸、斜面等）的特點，并用它們解釋一些生活實例。
【教學目標】
1.科學觀念:知道杠桿平衡條件。
2.科學思維:根據實驗數據歸納出杠桿平衡條件的數學表達式；應用杠桿平衡條件解決相關問題。
3.探究實踐:=學會用簡單的器材探究杠桿的平衡條件；根據實驗數據得出杠桿平衡條件的數學表達式；在實驗中,學會測量多組數據排除偶然因素影響結論的方法；
4.態度責任:通過學習體會對探究事物的認識由定性到定量的變化過程。
【教學思路】本課是一節實驗課,主要內容是根據實驗得出杠桿的平衡條件,實驗的基本步驟包括:調節杠桿平衡,改變力或力臂,設計表格記錄數據,分析處理數據,得出結論并整理出數學表達式。
【教學過程】
教學環節 教學活動 設計意圖
創設情境，明確問題 師:同學們,我想大家都玩過蹺蹺板吧,蹺蹺板也是一個杠桿,它的支點在哪里 生:中間。 師:是的。那么蹺蹺板平衡時,若蹺蹺板兩端所受力一樣大,其力臂長短是怎樣的 若受力不一樣呢 生:受力一樣大,則力臂一樣長;受力不一樣大時,作用力大的力臂短。 師:既然存在著力等大力臂等長,力大力臂小,力小力臂大的現象,那么力和力臂間會不會存在定量關系呢 這節課老師帶來了一個類似蹺蹺板的杠桿模型,我們一起研究一下這個問題。 科學源于生活。“接地氣”地引入課題。有利于科學用于生活。
研究杠桿的平衡條件 [情景展示] [問題探究] 杠桿平衡時,作用在杠桿上的動力F1、阻力F2和動力臂L1、阻力臂L2之間存在著怎樣的關系呢 [思考交流] 1.建立假設： 2.設計實驗：用一根帶有刻度的均質木尺作為杠桿，用鉤碼的拉力來代替人的作用力，進行實驗研究。 （1）把杠桿的中央支在支架上，調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置處于平衡狀態。 （2） 在杠桿的兩端分別掛上不同數量的鉤碼，并左右移動鉤碼懸掛的位置，直到杠桿再次在水平位置處于平衡狀態。這時杠桿兩端受到的作用力分別等于各自鉤碼的重力。 將支點左邊鉤碼對杠桿的作用力記作動力 F1，右邊鉤碼對杠桿的作用力記作阻力 F2。將動力和阻力填入表內。 （3）讀出動力臂l1、阻力臂l2，并填入表內。 （4）改變力和力臂的數值，重復上述實驗，共做4次。把有關數據填入表內。 [歸納提升] 當動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂,即F1l1=F2l2時,杠桿平衡。 [繼續探究] 本實驗中為什么使杠桿在水平位置平衡 [思考交流] [歸納提升] 避免杠桿自重對杠桿平衡的影響,便于測量力臂。 支點選在杠桿的中心也就是重心,杠桿要調整為水平平衡,實驗要測量多組數據排除偶然性。 歸納杠桿平衡條件時要注意單位
杠桿平衡的判斷 [情景展示] [問題探究] 結合圖片內容,三種情況下杠桿每次都能平衡嗎 [思考交流] [歸納提升] 判斷杠桿是否平衡關鍵看動力和動力臂乘積是否等于阻力和阻力臂乘積,若等于則平衡,若大于則沿動力方向旋轉,若小于則沿阻力方向旋轉。 [情景展示] [問題探究] 用彈簧測力計實驗，斜拉下杠桿平衡時測力計示數如何變化 [思考交流] [歸納提升]因為力臂變小；讀數變大。F1 × l1 =F2 × l2，當力臂最大時，力最小。 [問題探究] 實驗中能否證明了“力臂是支點到力的作用線的距離,不是支點到作用點的距離”？ [思考交流] [歸納提升]力臂是支點到力的作用線的距離,不是支點到作用點的距離。 通過實驗、作圖，運用杠桿平衡條件展開討論，得出結論。
課堂小結
板書
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