—認(rèn)識簡單機械

1、說說使用機械的好處說說使用機械的好處？蒸汽機蒸汽機汽輪機汽輪機古代勞動工具古代勞動工具 現(xiàn)代各式起重機現(xiàn)代各式起重機這些能給我們提供方便的工具都稱為機械這些能給我們提供方便的工具都稱為機械 第第3 3節(jié)節(jié) 認(rèn)識簡單機械認(rèn)識簡單機械你見過開瓶器嗎？你見過開瓶器嗎？這三個用具有什這三個用具有什 么共同特點么共同特點上例中的上例中的共同點：共同點：都是都是硬硬棒（軟的不行，直的彎棒（軟的不行，直的彎的都可以）的都可以）工作過程中都在工作過程中都在轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程，轉(zhuǎn)動過程中中有有一點一點是不動的是不動的除固定不動的點外，還要除固定不動的點外，還要受到受到兩兩個力個力的作用的作用（一個能使它轉(zhuǎn)動，另

2、（一個能使它轉(zhuǎn)動，另一個阻礙它轉(zhuǎn)動）一個阻礙它轉(zhuǎn)動）： 剪刀剪刀羊角錘羊角錘釣魚竿釣魚竿胡桃夾胡桃夾O使用撬棒撬石塊時，能否將石使用撬棒撬石塊時，能否將石塊撬起跟哪些因素有關(guān)？塊撬起跟哪些因素有關(guān)？ 思考：思考：將手下移靠近將手下移靠近O點點，F(xiàn)1產(chǎn)生的效產(chǎn)生的效 果是否不變果是否不變?2、杠桿的五要素：、杠桿的五要素：支點支點動力動力阻力阻力杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用OO表示。表示。使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F F1 1表示。表示。阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F F2 2表示。表示。：力的作用效果還與力的作用效果還與力臂力臂有關(guān)。有關(guān)。2、杠桿的五

3、要素：、杠桿的五要素：支點支點動力動力動力臂動力臂阻力阻力阻力臂阻力臂杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用OO表示。表示。使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F F1 1表示。表示。從支點到動力作用線的距離，用從支點到動力作用線的距離，用L L1 1表示。表示。阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F F2 2表示。表示。從支點到阻力作用線的距離，用從支點到阻力作用線的距離，用L L2 2表示。表示。提問：請找出下列圖中的杠桿？能指出支點在哪里嗎?提問：請找出下列圖中的杠桿？能指出支點在哪里嗎?OF2F1提問：請找出下列圖中的杠桿？能指出支點在哪里嗎?OF2F1提問：請找出下列圖

4、中的杠桿？能指出支點在哪里嗎?OF1F2L2L1BF2OF1AF2BOAF1畫出圖中各力的力臂畫出圖中各力的力臂（1 1）找出支點的位置）找出支點的位置（2 2）沿動力、阻力的作用）沿動力、阻力的作用方向?qū)⒘Φ淖饔镁€畫出方向?qū)⒘Φ淖饔镁€畫出（3 3）從支點作動力、阻力）從支點作動力、阻力作用線的垂線段。作用線的垂線段。（1 1）辨認(rèn)杠桿；）辨認(rèn)杠桿；（2 2）先找支點）先找支點O O；（3 3）畫出動力和阻力；）畫出動力和阻力；（4 4）畫出力的作用線；）畫出力的作用線；（5 5）過支點）過支點0 0作力的作用線的垂線段作力的作用線的垂線段L L，即為力臂。，即為力臂。畫畫力臂力臂的的方法方法

5、是：是：畫出圖中杠桿各力的力臂畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2Ol2l1l1l2l1l2l1l2l2OF1F2l2l1l1l2F1F2OOF2F1l1l1F2l2OF1中國古代對杠桿也有廣泛的使用中國古代對杠桿也有廣泛的使用在生活和生產(chǎn)中，你還能舉出杠在生活和生產(chǎn)中，你還能舉出杠桿的實例嗎？并找出它們的支點、動桿的實例嗎？并找出它們的支點、動力和阻力、動力臂和阻力臂。力和阻力、動力臂和阻力臂。指甲剪指甲剪垃圾筒垃圾筒OF2F1 第第3 3節(jié)節(jié) 認(rèn)識簡單機械認(rèn)識簡單機械l2OF1F2l2l1l1l2F1F2OOF2F1l1l1F2l2OF1圖圖1圖圖2問問:圖圖1與圖與圖

6、2有何不同之處有何不同之處?圖圖1在水平位置在水平位置,圖圖2不在水平位置不在水平位置問問:圖圖1與圖與圖2有何相同之處有何相同之處?都處于靜止?fàn)顟B(tài)都處于靜止?fàn)顟B(tài)杠桿的平衡狀態(tài)杠桿的平衡狀態(tài)思考：怎么的杠桿才算平衡呢？思考：怎么的杠桿才算平衡呢？ 當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，或作緩慢地勻速轉(zhuǎn)動時，我們說杠桿平衡了。二、杠桿的平衡二、杠桿的平衡1、杠桿的平衡狀態(tài)、杠桿的平衡狀態(tài)當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止靜止時，時，或作或作勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動時，我們說杠桿時，我們說杠桿平衡平衡了。了。實驗探究：杠桿的平衡條件1提出問題提出問題：杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、杠桿

7、平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？2猜想與假設(shè)：猜想與假設(shè)：杠桿杠桿平衡平衡螺母螺母思考與討論思考與討論 杠桿兩端有兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能 起什么作用? 為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢? ?歸納結(jié)論作用作用:調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡因為這樣力臂的數(shù)值在杠桿因為這樣力臂的數(shù)值在杠桿 上就能直接讀出或量出。上就能直接讀出或量出。實驗實驗次數(shù)次數(shù)F1 / 牛牛L1/米米F2/牛牛L2/米米1234研究杠桿的平衡研究杠桿的平衡提問提問: 你的實驗結(jié)論與你的假設(shè)你的實驗結(jié)論與你的假設(shè) 一致嗎一致嗎?分析以上

8、數(shù)據(jù)，你得分析以上數(shù)據(jù)，你得出什么結(jié)論出什么結(jié)論?這是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。二、杠桿的平衡二、杠桿的平衡1、杠桿的平衡狀態(tài)、杠桿的平衡狀態(tài)當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止靜止時，時，或作或作勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動時，我們說杠桿時，我們說杠桿平衡平衡了。了。AOBCF2F1如圖所示，用撬棒撬石頭，手握在撬棒的末端如圖所示，用撬棒撬石頭，手握在撬棒的末端B B端，端，其中其中AOAO0.10.1米，米，ABAB1 1米，米，OCOC0.70.7米，要撬起石米，要撬起石頭需要頭需要500500牛的力，求在牛的力，求在B B端要用多少向下的力才端要用多少向下的力才能撬起石頭？能撬起

9、石頭？1。有一根杠桿，動力為。有一根杠桿，動力為1000N，阻力為，阻力為3000N，動力臂為動力臂為1.5m，求：它的阻力臂為多少？，求：它的阻力臂為多少？想一想2。一根輕質(zhì)扁擔(dān)長。一根輕質(zhì)扁擔(dān)長1.8m，前后兩端分別掛上，前后兩端分別掛上重重600N和和200N的貨物，問：人肩應(yīng)挑在離前端的貨物，問：人肩應(yīng)挑在離前端多遠(yuǎn)處才能使扁擔(dān)平衡？多遠(yuǎn)處才能使扁擔(dān)平衡？F1=G1600NF2=G2200N想一想OL1L2L=1.8m動力動力(F1 ) (牛牛)動力臂動力臂(l1) (10-2米米)阻力阻力(F2) (牛牛)阻力臂阻力臂(l2) (10-2米米)一一3232二二6243三三3426某次

10、實驗得到的數(shù)據(jù)某次實驗得到的數(shù)據(jù):通過第一組有通過第一組有“2323”,某同學(xué)得出杠桿某同學(xué)得出杠桿平衡的條件是平衡的條件是“F1l1F2l2”,請問對嗎請問對嗎?為什么為什么?條件：杠桿已平衡（如圖）條件：杠桿已平衡（如圖）1、兩端去掉相同質(zhì)量的鉤碼，杠桿平衡嗎？、兩端去掉相同質(zhì)量的鉤碼，杠桿平衡嗎？2、將兩端鉤碼向支點移同樣的距離，杠桿平衡嗎、將兩端鉤碼向支點移同樣的距離，杠桿平衡嗎？問題探究問題探究F1F2OL1L2傾斜狀態(tài)力臂比杠桿上的刻度小為了直接根據(jù)杠桿上的刻度讀出力臂第第3 3節(jié)節(jié) 認(rèn)識簡單機械認(rèn)識簡單機械例例1用鐵錘拔釘?shù)那榫叭鐖D用鐵錘拔釘?shù)那榫叭鐖D3-37所示，由圖中所示，由

11、圖中所提供的數(shù)據(jù)，求出釘子對鐵錘的阻力。所提供的數(shù)據(jù)，求出釘子對鐵錘的阻力。例例2：有一根杠桿，阻力為：有一根杠桿，阻力為1000N，動力臂為，動力臂為0.5m，阻力，阻力臂為臂為1.5m，求：它的動力為多，求：它的動力為多少牛？少牛？通過這兩個題目你發(fā)現(xiàn)了什么？通過這兩個題目你發(fā)現(xiàn)了什么？三、杠桿的分類三、杠桿的分類 省力杠桿省力杠桿 （l1 l2） 杠桿杠桿 費力杠桿（費力杠桿（l1 l2） 杠桿杠桿 費力杠桿（費力杠桿（l1 l2） 杠桿杠桿 費力杠桿（費力杠桿（l1 l2 ） 等臂杠桿（等臂杠桿（l1 = l2）省力杠桿費距離，費力杠桿省距離，省力杠桿費距離，費力杠桿省距離，但都不能省

12、功。但都不能省功。ABCDEF8如圖所示如圖所示,某同學(xué)在做俯臥撐運動?？蓪⑺暈槟惩瑢W(xué)在做俯臥撐運動?？蓪⑺暈橐粋€杠桿。他的重心在一個杠桿。他的重心在A點點,重力為重力為500牛牛,那么他將那么他將身體撐起，雙手對地面的壓力至少身體撐起，雙手對地面的壓力至少。若他。若他在在1分鐘內(nèi)做了分鐘內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為均為0.4米，則他的功率至少為瓦。米，則他的功率至少為瓦。 300牛牛60結(jié)束第第3 3節(jié)節(jié) 認(rèn)識簡單機械認(rèn)識簡單機械 (1)(2)(3)(4)(5)(6)1、4、63、52分組器材：兩只帶固定裝置鐵架臺、兩只滑輪、分組器材：兩只帶固定

13、裝置鐵架臺、兩只滑輪、兩根繩子，一盒鉤碼兩根繩子，一盒鉤碼要求：使用一只滑輪提升重物要求：使用一只滑輪提升重物你能想出幾種不同的提升方法？你能想出幾種不同的提升方法？學(xué)生裝置展示：學(xué)生裝置展示：學(xué)生裝置分析：學(xué)生裝置分析：滑輪的位置固定不動滑輪隨重物移動1、定滑輪：位置固定不動的滑輪、定滑輪：位置固定不動的滑輪四、定滑輪與動滑輪四、定滑輪與動滑輪2、動滑輪：位置隨重物移動的滑輪、動滑輪：位置隨重物移動的滑輪1、用彈簧秤測出鉤碼的重，、用彈簧秤測出鉤碼的重，G1。通過定滑輪用彈簧秤勻速拉動鉤碼，彈通過定滑輪用彈簧秤勻速拉動鉤碼，彈簧秤的讀數(shù)簧秤的讀數(shù)F1。同時注意觀察。同時注意觀察F1拉過距離與

14、重物上升高度間的關(guān)系拉過距離與重物上升高度間的關(guān)系F1G1G2F22、用彈簧秤測出鉤碼和動滑輪的總重，、用彈簧秤測出鉤碼和動滑輪的總重，G2。通過動滑輪用彈簧秤勻速拉動鉤碼，彈簧秤的讀數(shù)通過動滑輪用彈簧秤勻速拉動鉤碼，彈簧秤的讀數(shù)F2。同時注意觀察。同時注意觀察F2拉過距離與重物上升高度拉過距離與重物上升高度間的關(guān)系間的關(guān)系結(jié)論：使用定滑輪不能省力；拉力與重物通過和距離相等結(jié)論：使用定滑輪不能省力；拉力與重物通過和距離相等動滑輪可以省一半力，但要多移動距離動滑輪可以省一半力，但要多移動距離動滑輪和定滑輪有何特點動滑輪和定滑輪有何特點?1、通過定滑輪用彈簧秤勻速向如、通過定滑輪用彈簧秤勻速向如圖

15、所示豎直向下、斜向下、水平拉圖所示豎直向下、斜向下、水平拉動鉤碼，注意觀察彈簧秤的讀數(shù)動鉤碼，注意觀察彈簧秤的讀數(shù)F是否改變是否改變F1G1F2F3結(jié)論：結(jié)論：F1F2F3G1繼續(xù)研究動滑輪和定滑輪有何特點繼續(xù)研究動滑輪和定滑輪有何特點?F結(jié)論：使用定滑輪不能省力；但可以改變力的方向結(jié)論：使用定滑輪不能省力；但可以改變力的方向vF1、定滑輪：位置固定不動的滑輪、定滑輪：位置固定不動的滑輪四、定滑輪與動滑輪四、定滑輪與動滑輪2、動滑輪：位置隨重物移動的滑輪、動滑輪：位置隨重物移動的滑輪特點：不能省力，但可以改變力的方特點：不能省力，但可以改變力的方向向,sh特點：省一半力，但不能改變力的方向，特

16、點：省一半力，但不能改變力的方向，s2h1、定滑輪：位置固定不動的滑輪、定滑輪：位置固定不動的滑輪四、定滑輪與動滑輪四、定滑輪與動滑輪2、動滑輪：位置隨重物移動的滑輪、動滑輪：位置隨重物移動的滑輪特點：省一半力，但不能改變力的方向，特點：省一半力，但不能改變力的方向， S2h實質(zhì)：等臂杠桿實質(zhì)：等臂杠桿實質(zhì)：動力臂為阻力臂的兩倍的杠桿實質(zhì)：動力臂為阻力臂的兩倍的杠桿F1F2OL1L2F1F2OL1L2特點：不能省力，但可以改變力的方向特點：不能省力，但可以改變力的方向,sh l1 l2 FG l12 l2 F1/2（G物物G動動）（不計摩擦）（不計摩擦）（不計摩擦）（不計摩擦）F1G總F1G總

17、F2G總F2G總n1。n2。承擔(dān)總重的繩子段數(shù)承擔(dān)總重的繩子段數(shù)23（f0）1、使用滑輪組時，重物與動滑輪、使用滑輪組時，重物與動滑輪的總重由幾段繩子承擔(dān)，提起重物的總重由幾段繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是總重的幾分之一。所用的力就是總重的幾分之一。五、滑輪組五、滑輪組（f0）（f0）例題纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為例題纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為300牛，用它牛，用它連接成如圖的滑輪組，能否提升重為連接成如圖的滑輪組，能否提升重為600牛的重物？（已牛的重物？（已知動滑輪重知動滑輪重20牛，摩擦及繩的重力不計）牛，摩擦及繩的重力不計）F解：總重解：總重G600牛牛20牛牛620牛牛因

18、為所需要的拉力大于繩子所能承受的最大拉力，因為所需要的拉力大于繩子所能承受的最大拉力，所以不能用來提升所以不能用來提升600牛的重物。牛的重物。F21、按要求畫出滑輪組的穿繩情況。、按要求畫出滑輪組的穿繩情況。（動滑輪重力不計，（動滑輪重力不計，F(xiàn)為拉力）為拉力） 2、 如圖所示，利用定滑輪，動滑輪及滑輪如圖所示，利用定滑輪，動滑輪及滑輪組勻速向上提升重物。已知作用在繩子自由組勻速向上提升重物。已知作用在繩子自由端的拉力端的拉力G甲甲=G乙乙=G丙丙=60牛頓。則：牛頓。則：(1)(1)不計動滑輪重和繩與不計動滑輪重和繩與滑輪之間摩擦?xí)r，提升的滑輪之間摩擦?xí)r，提升的物重分別是：物重分別是：F

19、F甲甲=_=_牛；牛；F F乙乙=_=_牛；牛；F F丙丙=_=_牛。牛。(2)(2)動滑輪重動滑輪重6 6牛，不計牛，不計繩與滑輪之間摩擦，提升繩與滑輪之間摩擦，提升的物重分別是：的物重分別是：F F甲甲=_=_牛；牛；F F乙乙=_=_牛；牛；F F丙丙=_=_牛。牛。60牛牛30牛牛20牛牛60牛牛33牛牛22牛牛3、 如圖所示，利用定滑輪，動滑輪及滑輪如圖所示，利用定滑輪，動滑輪及滑輪組勻速向上提升重物。已知作用在繩子自由組勻速向上提升重物。已知作用在繩子自由端的拉力端的拉力F甲甲=F乙乙=F丙丙=60牛頓。則：牛頓。則：(1)(1)不計動滑輪重和繩與不計動滑輪重和繩與滑輪之間摩擦?xí)r，

20、提升的滑輪之間摩擦?xí)r，提升的物重分別是：物重分別是：G G甲甲=_=_牛；牛；G G乙乙=_=_牛；牛；G G丙丙=_=_牛。牛。(2)(2)動滑輪重動滑輪重6 6牛，不計牛，不計繩與滑輪之間摩擦，提升繩與滑輪之間摩擦，提升的物重分別是：的物重分別是：G G甲甲=_=_牛；牛；G G乙乙=_=_牛；牛；G G丙丙=_=_牛。牛。6012018060114牛牛174第第3 3節(jié)節(jié) 認(rèn)識簡單機械認(rèn)識簡單機械1、使用圖所示的裝置勻速提起重物、使用圖所示的裝置勻速提起重物所用的拉力中，力（所用的拉力中，力（）AF1最大最大BF2最大最大CF3最大最大D一樣大一樣大2、如如右右圖所示，木塊在桌面圖所示，

21、木塊在桌面上勻速滑動，拉力上勻速滑動，拉力F為為2牛，木牛，木塊所受摩擦力為塊所受摩擦力為_牛。牛。D4如圖，某人用動滑如圖，某人用動滑輪將重為輪將重為的米的米袋提升袋提升h高度。設(shè)高度。設(shè)動滑輪重為動滑輪重為，不考慮繩子重及滑不考慮繩子重及滑輪軸心處的摩擦，輪軸心處的摩擦，人所做的功為多少？人所做的功為多少？米袋勢能增加了多米袋勢能增加了多少？少？人所做的功是不是全部都轉(zhuǎn)化人所做的功是不是全部都轉(zhuǎn)化為米袋的勢能呢？為米袋的勢能呢？利用動滑輪利用動滑輪提升物體時，在提升物體時，在人所做的兩部分人所做的兩部分功功和和中，中，哪個功是我們所哪個功是我們所必需要做的？哪必需要做的？哪個功并不是我們個

22、功并不是我們需要做的，但又需要做的，但又不得不做的？不得不做的？有用功：我們把必需做的那部分功叫做有用功有用功：我們把必需做的那部分功叫做有用功（克服有用阻力所做的功）。（克服有用阻力所做的功）。額外功：把雖然不需要，但又不得不做的那部額外功：把雖然不需要，但又不得不做的那部分功叫做額外功（克服額外阻力所做的功）分功叫做額外功（克服額外阻力所做的功）總功：有用功與額外功的總和叫總功（動力所總功：有用功與額外功的總和叫總功（動力所做的功）。做的功）。、在圖中，如果考、在圖中，如果考慮繩子的自身重及滑慮繩子的自身重及滑輪軸心處的摩擦，所輪軸心處的摩擦，所做的額外功還有哪些？做的額外功還有哪些？你希

23、望額外功大些、你希望額外功大些、還是小些？還是小些？、從能量轉(zhuǎn)化的角、從能量轉(zhuǎn)化的角度，可以對圖中的各度，可以對圖中的各種功進(jìn)行如下的分析。種功進(jìn)行如下的分析。怎樣描述機械工作時怎樣描述機械工作時能量的利用率？能量的利用率？總功人提供的能量總功人提供的能量有用功米袋增加的勢能有用功米袋增加的勢能額外功滑輪增加的勢能額外功滑輪增加的勢能有用功跟總功的比值叫做機械效率有用功跟總功的比值叫做機械效率有用有用總總有用功跟總功的比值有用功跟總功的比值六、機械效率六、機械效率1、表達(dá)式：、表達(dá)式：2、的特點的特點:（1）無單位）無單位（2）總小于）總小于1（3）一般用百分比表示）一般用百分比表示F用如圖所

24、示的滑輪組把重為用如圖所示的滑輪組把重為600牛牛的重物提升了米，如果拉力要的重物提升了米，如果拉力要牛，則機械效率為多大？牛，則機械效率為多大？一般的滑輪組的機械效率為50%-70%，起重機的機械效率是40%-50%，抽水機的機械效率為60%-80%。3、提高機械效率的方法、提高機械效率的方法（1）減小摩擦）減小摩擦（2）減小機械本身的重力）減小機械本身的重力用如圖所示兩種方法提升同一重用如圖所示兩種方法提升同一重物到相同的高度，拉力的大小與物到相同的高度，拉力的大小與重力的關(guān)系如何？重力的關(guān)系如何？利用斜面可以省力利用斜面可以省力4、斜面、斜面一種可以省力的簡單機械一種可以省力的簡單機械例：盤山公路例：盤山公路斜面越緩越省力