师：同学们，改革开放以来，我国重工业取得迅速发展，大国重器遍布世界各个角落，彰显了中华民族强大的智慧。下面我们来看一段视频，千川，注意千川进行回转试验。
生：好嘞好嘞。
师：这种履带式起重机可以在吊装过程中缓慢行走，以便把被吊装物体放到指定位置。这是全世界最大起重机的极限吊装试验，一个紧张的时刻。大家关注下压力表房后仓的压力，发动机的参数，看看两边的转速和声音扭矩是否一致。
生：一切正常。
师：李颖，你看那个往下落，一直往下落，查看一下它的路径。
生：试验成功。
师：就是这些大国重器创造了人类历史上一个又一个伟大工程，如长江三峡工程、港珠澳跨海大桥。当然，在我们生活中，任何一个小小的工具都能给我们带来方便。现在我们来做一个小游戏，请我们班力气最大的男生和力气最小的女生到讲台来。我们首先有请这位男生拔出此木板上的钉子。
生：（男生尝试后）用力了，但没拔出来。
师：好，请回去哈。现在我们有请这位女生继续拔出此木板上钉子，不过此次老师为这位女生提供一个工具——羊角锤，请借用一下。
生：（女生轻松拔出钉子）。
师：看得出来，羊角锤助这位女生一臂之力。两位学生完成得很好，大家掌声鼓励一下。好，请下去。这说明了羊角锤可以起到省力的作用。其实在我们生活中，还有很多工具能给我们带来帮助，如老虎钳、起瓶器等。本单元我们主要学习简单机械相关知识，本节课我们来认识一下简单机械中的一类——杠杆。
首先请同学们观察工人师傅使用撬棍的场景：一根铁棍支撑在小石头上，工人压下铁棍一端，铁棍另一端可以撬起大石头，铁棍可以绕着小石头转动。大家还能列举出生活中哪些工具是这样工作的呢？
生：杨晓琪说羊角锤手柄在拉力作用下，可以绕固定点转动，拔出钉子。
生：启瓶器在手向上拉力作用下，可以绕固定点转动，向上打开瓶盖。
生：活塞式抽水机手柄在手拉力或压力作用下，可以绕固定点上下转动，从而拉推延展。
师：现在我们归纳一下这些工具在使用时有什么共同特征呢？第一，使用这些工具时都要有力作用在工具上。第二，工具都要绕某一固定点转动。第三，这些工具都是硬棒。我们把这一类工具称为杠杆。杠杆的定义就是在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。同学们还能列举出生活中哪些杠杆吗？
生：划船时，使用的船桨可以绕固定点前后摆动，船桨也是杠杆。
生：上面这一块可以绕固定点在手压力松开下向下运动，所以此部分是一个杠杆，当然下面这两部分也是一个杠杆。
生：实验室使用的天平，可以绕中间固定点左右摆动，所以它也是个杠杆。
生：核桃钳，在手压力作用下可以绕中间固定点向里转动。当然核桃钳有两个杠杆。
师：同学们都听明白了吗？为了更好地了解杠杆的转动，我们需要学习杠杆的五要素。
以撬棍撬石头为例，一是支点，支点是撬棍绕着转动的固定点，支点在杠杆上，一般用字母 o 表示。二是两个力，动力和阻力。动力是手对撬棍的力，也是使杠杆转动的力，用 F1 表示；阻力是大石头对撬棍的压力，也是阻碍杠杆转动的力，用 F2 表示。动力和阻力作用点都在杠杆上，动力和阻力一般是相对的。三、四是两个力臂，动力臂和阻力臂。动力臂是支点到动力作用线的距离，用 L1 表示；阻力臂是支点 o 到阻力作用线的距离，用 L2 表示。一般画力臂有三个步骤：一是找到支点 o；二是过力的作用点，沿力的方向画出力的作用线，一般是一条直线；三是过支点 o 作力的作用线的垂线段，记为力臂。大家听明白了吗？现在我们来归纳一下杠杆五要素的概念：一是支点；二是两个力，动力 F1 和阻力 F2，这两类一般是相对的；三是两个力臂，动力臂 L1 和阻力臂 L2。为了巩固杠杆五要素相关知识，我们出示两个题目，请同学们先独立完成。
师：现在老师公布老师的画法，同学们检查一下自己画的有没有问题。刚才已经说过，活塞式抽水机的手柄是一个杠杆，质点为支点 o，那么手的力为动力 F1，拉杆对手柄向下的拉力为 F2，那么动力臂就是支点 o 到 F1 的距离 L1，阻力臂就是支点 o 到阻力作用线的距离 L2。跷跷板也是一个杠杆，两个小孩对跷跷板向下的压力分别为动力和阻力，我们设定左边的为动力，那么右边的就为阻力，点 o 到 F1 作用线距离为动力臂，支点 o 到阻力作用线的距离记为 L2。同学们都画对了吗？把画错的地方修改过来，课后同学们要多练习力臂的画法。
托盘天平也是杠杆，天平在读数时必须处于水平静止状态，或左右摆动角度相同时，此时天平处于平衡状态。那么杠杆平衡怎样定义呢？
生：杠杆平衡状态是杠杆保持静止或者匀速转动状态。
师：那么怎样才能使一个杠杆处于平衡状态呢？需要我们探究一下。下面我们探究杠杆平衡的条件，按照探究的步骤，第一步我们要提出问题：杠杆平衡需要满足什么样的条件呢？接着提出我们的猜想，大家的猜想都会集中到动力臂和阻力臂之间的定量关系。猜想一，动力加上动力臂，等于阻力加上阻力臂；猜想二，动力减去动力臂，等于阻力减去阻力臂；猜想三，动力除以动力臂，等于阻力除以阻力臂；猜想四，动力乘以动力臂，等于阻力乘以阻力臂。根据单位不同不能相加减，直接排除猜想一和猜想二。下一步，我们重点探究猜想三与猜想四。第二步，制定计划与设计实验。杠杆平衡条件是动力、阻力、动力臂、阻力臂之间满足什么规律？我们需要测出这些数据，我们可以找像这样一个带有刻度的杠杆来做实验，让杠杆在水平位置平衡时我们再读数，这样既可以消除杠杆自重对本实验影响，还可以便于读取力臂。我们规定左边的钩码对杠杆的拉力为动力 F1，右边的钩码对杠杆的力为阻力 F2。为了使结论更具有普遍性，我们可以测出三组数据。
第三步，进行实验和收集证据。请同学们观看实验视频。
（播放视频：探究杠杆的平衡条件。实验目的，通过实验探究杠杆的平衡条件。本次实验所需器材为带挂钩的平衡杠杆、刻度尺，标有质量大小的钩码数量若干，铁架台。实验步骤，观察并计算钩码重力。实验开始，首先取过钩码，观察钩码的质量，看到本次实验每个钩码的质量为 50 克，通过 g = mg 可计算得出每个钩码的重力为 0.5 牛，调节杠杆平衡。接下来将铁架台放到水平桌面上，组装好仪器，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置保持平衡。改变力与力臂，使杠杆平衡。接着在支点左边挂上一个钩码，右边挂上两个钩码，然后使杠杆在水平位置平衡。当杠杆平衡时，准确读出此时的长度读数，看到动力臂为 10.0 厘米，阻力臂为 5.0 厘米，根据钩码的数量可得出此时的动力为 0.5 牛，阻力为 1.0 牛。接着改变钩码的数量和位置，在支点左边挂上两个钩码，右边挂上三个钩码，使杠杆在水平位置重新平衡。当杠杆平衡时，准确读出此时的长度读数，看到动力臂为 15.1 厘米，阻力臂为 10.0 厘米。根据钩码的数量可得出此时的动力为 1.0 牛，阻力为 1.5 牛。接着在支点左边挂上三个钩码，右边挂上三个钩码，使杠杆在水平位置重新平衡。当杠杆平衡时，准确读出此时的长度读数，看到动力臂为 5.0 厘米，阻力臂为 5.0 厘米。根据钩码的数量可得出此时的动力为 1.5 牛，阻力为 1.5 牛。）