2.簡單機(jī)械講義（教師逐字稿）

簡單機(jī)械講義（教師逐字稿）一、課程簡介PPT（第1頁）：本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)：1、簡單機(jī)械的知識(shí)層次體系構(gòu)建；2、如何解題。杠桿是中考的必考內(nèi)容，考察同學(xué)對(duì)力和能的理解，綜合考察了對(duì)圖像和公式的運(yùn)用，準(zhǔn)備好了么？Lefsgo!二、本節(jié)內(nèi)容知識(shí)特點(diǎn)PPT（第2頁）：先來了解一下簡單機(jī)械的知識(shí)特點(diǎn)。1、“力與能的綜合運(yùn)用”；2、“力學(xué)部分集大成”；“力與能的綜合運(yùn)用”，不知道還記得我們之前學(xué)的是什么么？各種各樣的力和能量。現(xiàn)在簡單機(jī)械這章，就是把我們遇到的各種情景,抽象成簡單的機(jī)械，再把這些簡單機(jī)械結(jié)合起來，綜合考察?！傲W(xué)部分集大成”換句話說，力學(xué)最難的部分也在這里啦。也算是給同學(xué)打個(gè)預(yù)防針，難則難矣，務(wù)必要端正心態(tài)。三、正式進(jìn)入學(xué)習(xí)PPT（第3頁）：現(xiàn)在我們正式進(jìn)入簡單機(jī)械知識(shí)。先認(rèn)識(shí)一下簡單機(jī)械的本質(zhì)。簡單機(jī)械關(guān)注兩個(gè)方面，一個(gè)是各種簡單機(jī)械，另一個(gè)這是圍繞著簡單機(jī)械的各種物理量的討論。五、解題技巧PPT（第13頁）：0K,知識(shí)層次體系構(gòu)建結(jié)束。讓我們來一起看一下如何運(yùn)用知識(shí)層次體系來解題吧?。▌?wù)必看視頻，學(xué)霸不必過多講解）。PPT（第14-15頁）:第1題和答案。PPT（第16-17頁）:第2題和答案。PPT（第18T9頁）:第3題和答案。PPT（第20頁）：回顧落實(shí)?？赐暌曨l題目后，有沒有學(xué)會(huì)如何運(yùn)用知識(shí)樹來解題？我們再次總結(jié)一下知識(shí)層次體系的要點(diǎn)吧。六、總結(jié)PPT（第21頁）:要點(diǎn)總結(jié)（學(xué)霸照PPT讀即可）。PPT（第22頁）：注意事項(xiàng)提醒（4個(gè)tip,學(xué)霸照PPT讀即可）。PPT（第23頁）：課后作業(yè)布置，請(qǐng)完成我們?yōu)槟銣?zhǔn)備的經(jīng)典習(xí)題。PPT（第24頁）:結(jié)束。10在這一章我們需要學(xué)習(xí)動(dòng)滑輪定滑輪，滑輪組，輪軸和斜面，這些各種各樣的簡單機(jī)械，了解他們的定義和特點(diǎn)。圍繞著這些簡單機(jī)械，我們需要知道關(guān)于他們的功，機(jī)械效率，功率等等，PPT（第4頁）：接下來，讓我們來看看簡單機(jī)械的題目到底都在求些什么，考試需要我們會(huì)寫什么東西?？傮w來講，在初中物理考試的范疇內(nèi)，我們主要關(guān)注這幾個(gè)方面的考點(diǎn)：.杠桿的平衡條件以及應(yīng)用.與杠桿相關(guān)的力學(xué)計(jì)算.動(dòng)滑輪定滑輪的實(shí)質(zhì)與應(yīng)用.有用功，總功的辨別.機(jī)械效率的計(jì)算總體來說，我們在簡單機(jī)械這一章主要考察以上的內(nèi)容，熱點(diǎn)是杠桿的平衡條件，杠桿的應(yīng)用，希望同學(xué)務(wù)必掌握。四、構(gòu)建知識(shí)層次體系PPT（第5頁）：我們這節(jié)課就是要構(gòu)建出簡單機(jī)械的知識(shí)層次體系，并且看幾道利用知識(shí)層次體系來解決的經(jīng)典例題。PPT（第6頁）：現(xiàn)在這棵知識(shí)樹要長出力學(xué)部分的尾端末梢啦。PPT（第7頁）：先來把知識(shí)層次體系構(gòu)建好吧。PPT（第8頁）：首先我們概覽一下全局，看一下這節(jié)課我們要學(xué)習(xí)哪幾個(gè)部分的內(nèi)容。2總共有兩個(gè)大部分知識(shí)我們需要掌握，分別是簡單機(jī)械的概念，和簡單機(jī)械的方法，也就是我們在方法論中說明的Conception和Methodo在簡單機(jī)械的概念中，我們先從杠桿說起，然后是滑輪和機(jī)械效率。接著是簡單機(jī)械的方法，我們需要在此章中學(xué)會(huì)判斷杠桿變化問題的方法等等。以上就是我們這節(jié)課要掌握的內(nèi)容。接下來我們就先從conception開始，突破簡單機(jī)械的重點(diǎn)和難點(diǎn)吧。PPT（第9頁）：首先，什么是杠桿呢？一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿。我們一般用力的五要素來描述它。支點(diǎn)：杠桿可以圍繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。阻力：妨礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。而我們所說的杠桿的平衡呢，指的就是在力的作用下，如果杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或者繞支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，我們就認(rèn)為杠桿平衡了。為了達(dá)成這種平衡，物體需要滿足一定的條件，即動(dòng)力*動(dòng)力臂二阻力*阻力臂，也就是我們常說的阿基米德杠桿原理。在實(shí)際的分析3和運(yùn)算過程中，一般遵循以下步驟：.確定支點(diǎn)的位置.分清杠桿受到的動(dòng)力和阻力.明確其大小和方向，盡可能的作出受力分析的圖像.確定力臂.根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解那么，從平衡條件出發(fā)，力臂的不同，我們可以把生活中的杠桿分為省力杠桿，費(fèi)力杠桿，等臂杠桿。省力杠桿：羊角錘、瓶蓋起、道釘撬、老虎鉗、起子、手推車、剪鐵皮和修枝剪刀。費(fèi)力杠桿：筷子、鑲子、釣魚竿、腳踏板、掃帚、船槳、裁衣剪刀、理發(fā)剪刀、人手臂。等臂杠桿：天平、定滑輪。以自行車為例：自行車是一種人們常用的代步交通工具，從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來看，它要用到許多自然科學(xué)知識(shí)，.車把手在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是一個(gè)省力杠桿，當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)可以省力。.剎車閘在使用時(shí)是一個(gè)杠桿，當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)可以省力。.腳踏板與大飛輪，小飛輪與后輪組成輪軸裝置，當(dāng)動(dòng)力作用在輪上可以省力，作用在軸就費(fèi)力。有時(shí)候，我們在杠桿問題中會(huì)遇到當(dāng)力的方向，大小發(fā)生改變的情況，此時(shí)杠桿要建立起新的平衡。杠桿的動(dòng)態(tài)平衡問題，因題目條件的各種不同表述，顯得繁雜。但其實(shí)，只要抓住杠桿平衡條件一動(dòng)力X動(dòng)力臂二阻力X阻力臂作為判斷依據(jù)，便可分析杠桿平衡條件中的力、力臂的變化及變化趨勢，使杠桿動(dòng)態(tài)平衡問題迎刃而解。處理技巧：動(dòng)態(tài)變化問題中，最好畫出動(dòng)態(tài)的圖象，先分析哪些物理量是不變的，再分析哪些是變化的，進(jìn)而通過平衡條件求解。此外，“動(dòng)力臂”達(dá)到最大值，同時(shí)“動(dòng)力”達(dá)到最小值，這也是?？碱}型。PPT（第10頁）：接下來便是我們這章的重點(diǎn)啦，我們來詳細(xì)說說簡單機(jī)械。就從定滑輪開始吧，我們把軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，其動(dòng)力臂和阻力臂就是定滑輪的半徑，因此，其就是一個(gè)等臂杠桿，既不省力，也不省距離。我們使用定滑輪能夠改變作用力的方向，動(dòng)力移動(dòng)的距離和重物移動(dòng)的距離相等。對(duì)于動(dòng)滑輪而言呢，我們把軸隨物體一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪，動(dòng)指的是軸心的位置在移動(dòng)，而不是轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是動(dòng)力臂為阻力臂兩倍的杠桿，其動(dòng)力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑，5能省一半的力，但是費(fèi)距離，而且不能改變力的方向。將二者結(jié)合在一起的，就是我們所說的滑輪組了。我們?nèi)绻褞讉€(gè)動(dòng)滑輪和定滑輪搭配程滑輪組，既可以改變力的大小，又能改變力的方向?；喗M用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即F二G/n.那么，我們應(yīng)該如何組裝滑輪組呢？1、確定“n”。根據(jù)題意確定由多少段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪重力和物體重力。2、確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)。3、確定定滑輪的個(gè)數(shù)?？谠E：“一動(dòng)配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定。”(1)在不改變施力的方向時(shí)，以動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為基數(shù)，按“一動(dòng)配一定，偶數(shù)減一定”來確定定滑輪的個(gè)數(shù)。即：一個(gè)動(dòng)滑輪配一個(gè)定滑輪；但當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)等于“動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)減一個(gè)”。(2)在需要改變施力的方向時(shí)，仍以動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為基數(shù)，按“變向加一定”的方法確定定滑輪的個(gè)數(shù)。即：在“一動(dòng)配一定，偶數(shù)減一定”的基數(shù)上，再加上一個(gè)定滑輪。4、組裝滑輪組。口訣：“奇動(dòng)偶定”。確定好了動(dòng)滑輪和定滑輪的個(gè)數(shù)后，再確定繩子的起始點(diǎn)。(1)當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的起始點(diǎn)從動(dòng)滑輪開始，經(jīng)定滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線。(2)當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的起始點(diǎn)從定滑輪開始，經(jīng)動(dòng)滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線。接著，是滑輪組怎么繞線的問題。一般來說，在給滑輪組繞線時(shí)，首先要確定承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n,然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定，由內(nèi)向外”的原則繞繩。“奇、偶”是指承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，“動(dòng)、定”是指動(dòng)滑輪和定滑輪。即如果n是奇數(shù)，則繩子起始端在動(dòng)滑輪的小鉤上開始繞起；如果n是偶數(shù)，則繩子起始端從定滑輪的小鉤上開始繞起。需要注意的是：在繞線時(shí)，所畫的線要直，并且要與兩個(gè)滑輪外側(cè)相切；在一般情況下，要在最后一股（最外層）繩子的末端用箭頭標(biāo)出拉力的方向。接下來是輪軸，如圖所示，其由一個(gè)輪和一個(gè)軸組成，并且都繞固定的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，若動(dòng)力作用在輪上則省力，若動(dòng)力作用在軸上則費(fèi)力。實(shí)質(zhì)上，輪軸是一個(gè)可連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿。最后就是斜面啦，一個(gè)與水平面成一定夾角的傾斜平面，是一種省力的簡單機(jī)械。我們來看圖。如果忽略摩擦，假設(shè)斜面長是斜面高的n倍，拉力就是物體所受重力的n分之一，即F二hG/L,F為拉力，G為重力，L為斜面長，h為斜面高。也就是說斜面高度一定，斜面越長越省力。PPT（第11頁）：然后我們來說說機(jī)械效率。在使用任何機(jī)械時(shí)，人對(duì)機(jī)械所做的功，都不會(huì)少于不用機(jī)械而直接用手做的功，也就是說，使用任何機(jī)械都不省功，這個(gè)結(jié)論叫“功的原理”。從公式上來說，W=Fs,要省力就要多移動(dòng)距離，要少移動(dòng)距離就要多用力，使用任何機(jī)械都不能省功。在物理學(xué)中，我們把完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)必須要做的功叫有用功，也就是人不用機(jī)械而直接用手時(shí)必須做的功，也等于理想情況下，人所做的功，舉個(gè)例子，抬升物體時(shí)，W有二G*h。和這個(gè)相比，我們把不得不客服摩擦阻力等因素的影響而多做的功叫額外功，其主要來源主要有：1.提升物體時(shí)，克服機(jī)械自重，容器重，繩重等所做的功。2.克服機(jī)械的摩擦所做的功。這兩者的總和，就是我們說的總功啦，也就是我們在使用機(jī)械做功的時(shí)候所做的功。關(guān)于這些，我們需要知道的是，我們把有用功和總功的比值叫做機(jī)械效率，n二（W有用〃總）100%。其物理意義是：機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的物理量，機(jī)械效率越高,這個(gè)機(jī)械的性能越好。機(jī)械效率的高低并不決定機(jī)械時(shí)省力還是費(fèi)力，效率只說明有用功在總功里的比例大。從公式里也能看出來，機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素決定，機(jī)械效率的高低不能只考慮一個(gè)因素。當(dāng)總功一定的時(shí)候，機(jī)械做的有用功越多，或額外功越少，機(jī)械效率就越高。當(dāng)有用功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越少，或額外功越少，機(jī)械效率就越高。當(dāng)額外功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越多，或有用功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械效率就越高。PPT（第12頁）：最后，我們來討論一下簡單機(jī)械中的方法。首先是判定杠桿變化問題的方法。在解答有關(guān)杠桿變化問題時(shí)，必須掌握以下幾點(diǎn)方法：.判定生活中杠桿的支點(diǎn)，即支點(diǎn)是杠桿圍繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，相對(duì)于杠桿是不動(dòng)的點(diǎn)，一定在杠桿上。.結(jié)合杠桿的實(shí)際情況，弄清杠桿受到的動(dòng)力和阻力，并明確其大小和方向，盡可能的做出力的示意圖。.根據(jù)判定的支點(diǎn)和杠桿受到的動(dòng)力，阻力做出對(duì)應(yīng)的的動(dòng)力臂,阻力臂，確定動(dòng)力臂，阻力臂的變化情況。.根據(jù)杠桿平衡的條件，把判斷出的相關(guān)變化量帶入杠桿的平衡條件，然后再進(jìn)行分析判斷，從而得出結(jié)論。接著是利用杠桿平衡條件尋求最省力的方法。其核心在于，當(dāng)阻力和阻力臂一定的時(shí)候，動(dòng)力臂越長，動(dòng)力越小，當(dāng)動(dòng)力臂最長的時(shí)候，動(dòng)力最