授课学案
学生姓名 上课时间 年 月 日 时-- 时
授课标题 杠杆
教学目标 知识与技能目标：1.认识有关杠杆的几个概念。2.能从常见工具和简单机器中识别出杠杆。3.知道杠杆的平衡条件及杠杆的一些应用。过程与方法目标：1.经历绘制杠杆示意图的过程,体会科学抽象的方法2.观察和操作杠杆,体会杠杆的作用。3.经历探究杠杆平衡条件的过程。学习分析实验现象、寻找数据间的规律,从中归纳出实验情感态度与价值观目标：1.关心生活、生产、自然现象中杠杆的使用。2.乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆,具有利用杠杆方便自己工作的意识3.认识到科学探究中必须有合作精神
教学重点 杠杆的力臂判断
教学难点 探究杠杆的平衡条件
复习检测
洒水车沿街道匀速行驶,将水洒向路面,在此过程中它的动能将_____,这是因为速度虽不变,但___________.
一个同学在蹦床上玩,从跳起到上升至最高点的过程中,_______能逐渐增大,_____能逐渐减小._________能转化为__________能.
神州五号飞船飞离地面的过程中,速度越来越大,在此过程中,航天英雄杨利伟所具有的动能变_______,具有的机械能变________.
2004年8月26日,在雅典举行的奥运会中,我国跳水运动员郭晶晶以绝对优势夺得女子三米跳板冠军,为我国争得了荣誉.她在起跳过程中,跳板的________能转化成________能,又转化成_________能,最后转化成她的________能,而进入水中.
自行车下坡,不踩脚踏板,速度也越来越快,从能的转化角度分析,是因为______能越来越小,______能越来越大.
6.人造地球卫星绕地球的椭圆轨道运行,从远地点向近地点运动时,它的重力势能______,动能_______.(填“增大”、“减小”或“不变”)
二、兴趣构建
1.本节内容是前面力学内容的延续,也是学习滑轮和滑轮组等知识的基础,是力学中的重要部分
2.本节教学中,首先从使用各种日常生活中的杠杆类工具开始进而体会分析、认识什么是
杠杆,抓住杠杆的本质特征,培养学生分析现象、主动获取知识的能力
3.力臂概念相当抽象,是本节课的难点,也是学习杠杆平衡条件的基础,因此在这里安排探究活动,培养学生的探究能力和思维能力,以突破这一难点,为以后学习打下基础
4.中考重要考点2-3分
三、知识讲解
学点一:杠杆
生活体验:回忆下列机械的使用过程,思考问题。
(1)剪刀、杆秤等发生了怎样的运动
(2)它们在什么情况下才能这样运动
(3)它们有什么相同之处
想一想：什么是杠杆呢？
归纳总结:
1.一根硬棒,在力的作用下能 ,这根硬棒就是杠杆。
2.杠杆的五要素:
(1) :杠杆可以绕其转动的点O;
(2) :使杠杆转动的力F1;
(3) :阻碍杠杆转动的力F2;
(4) :从支点O到动力F1作用线的距离l1;
(5) :从支点O到阻力F2作用线的距离l2。
【应用练习】
请同学们分别画出拉力F的力臂
学点二:探究杠杆的平衡条件
实验目的:研究杠杆平衡的条件。
实验器材:杠杆和支架、钩码、刻度尺、线
实验步骤:
①调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
②在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节位置,使杠杆重新平衡。
③把支点右边的钩码重力当作动力F1,支点左边的钩码重力当作阻力F2,量出动力臂l1和阻力臂l2,将各数值填入表格中。
④改变钩码数量或位置,重复上面的步骤,得出三组数据。
实验次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1
2
3
实验结论:分析实验数据,得出结论。
交流评估:反思实验中出现的问题以及出现过的失误,思考怎样解决问题。
归纳总结:根据杠杆的力臂关系 或写为 。
学点三:生活中的杠杆
问题探究:我们身边的杠杆有很多,你能通过观察和思考对杠杆进行分类吗
归纳总结:根据杠杆的力臂关系,可以把杠杆分成三类。
(1)若l1>l2,则F1 F2, 杠杆,特点是 ;
(2)若l1= l2,则F1 F2, 杠杆,特点是 ;
(3)若l1课堂练习
1、下列关于杠杆的说法中正确的是( )
A.杠杆必须是一根直棒
B.杠杆不一定要有支点
C.杠杆可以是直的,也可以是弯的
D.杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离
2、如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是（ ）
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
3、汶川大地震中，巨大的石头挡住了救援车辆的通路，救援人员用撬棍将石头撬开．如果在撬棍a端分别沿如图所示三个方向用力，其中最省力的是（ ）
A．沿F1方向 B．沿F2方向
C．沿F3方向 D．三个方向所用力一样大
4、如图所示为等刻度轻质杠杆，A处挂2牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（ ）
A．可能为0.5牛
B．一定为1牛
C．可能为2牛
D．一定是4牛
5、如图所示是小丽在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,使杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码,则杠杆( )
A.仍然平衡 B.不平衡,左端下降
C.不平衡,右端下降 D.无法确定
6、如图所示,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则( )
A.动力臂增大,动力增大 B.动力臂增大,动力减小
C.动力臂减小,动力减小 D.动力臂减小,动力增大
7、如图所示,爸爸和亮亮一起在儿童乐园玩跷跷板,当爸爸移动到某一个位置时,亮亮竟然将爸爸跷起来了,则下列说法中正确的是( )
A.亮亮和爸爸对跷跷板的作用力相等
B.亮亮对跷跷板施加的作用力大些
C.亮亮到跷跷板支点的距离短
D.亮亮对跷跷板的作用力与力臂的乘积大一些
8、如图所示的生活用具中,使用时属于省力杠杆的是( )
9、如图所示,用细线将杠杆AOB悬挂起来,当A端挂重物G1、B端挂重物G2时,杠杆平衡,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重力不计,则( )
A.G1G2
C.G1=G2 D.都有可能
10.所谓杠杆平衡是指杠杆处于 状态或 状态。杠杆的平衡条件是 ，字母表示式为 。
11.地面上有一根大木杆，抬起A端需用300N，抬起B端需用200N，这条木杆的 端较粗。
12.关于力臂的下列说法中正确的是 （ ）
A.从支点到动力作用点的距离叫动力臂
B.从动力作用点到阻力作用线的距离叫动力臂
C.从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂
D.从阻力作用点到动力作用点的距离叫阻力臂
13.已知物体在月球上的重力大约是地球上重力的六分之一。做生意时，用同一杆秤在月球上称质量，和在地球上相比 （ ）
A.买方吃亏 B.卖方吃亏
C.双方都不吃亏 D.双方都吃亏
14.一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列说法中正确的是 （ ）
A.这两个力的大小一定相等 B.这两个力的力臂一定相等
C.力臂较长的那个力较大 D.两个力和各自力臂的乘积一定相等
15.用撬棒撬起一石块,沿不同方向用力作用于撬棒,哪个力最小 ( )
A． F1 B. F2 C. F3 D. 都一样
16.用一杆秤称物体质量时,误用了一个较重的秤砣,称出的物体质量比实际值( )
A.偏大 B. 偏小 C. 一样重 D. 无法确定
17.如图，拉力Ｆ作用在杠杆中点Ｂ处，已知AC=1.8m,G=100N,求拉力Ｆ。
18、如图，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则在A点施加最小动力F1为 N．
19、利用杠杆投掷石球，如图，作用在A点的力沿 时最小。已知石球重100 N，OA∶OB=1∶4，则作用在A点力的最小值为 N(不计杠杆自重及摩擦)
20、拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示·已知OA=1.0m.OB =0.2m,箱重G=120N.请画出使箱子在图示位置静止时，施加在端点A的最小作用力F的示意图，且F= _N.
21、如图，AB为能绕B点转动的均质杠杆（杠杆重力为2N），中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G= N。若保持拉力竖直方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
22、如图所示,OB为一轻质杠杆,O为支点,OA=0.3m,OB=0.4m,将重30N的物体悬挂在B点,当杠杆在水平位置平衡时,在A点至少需加 N的拉力,这是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
23、如图所示,在轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是 ,保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
24、物理实验小组的同学利用如图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,将杠杆调在水平位置的目的是方便测量 。
(2)实验中测得的数据如表所示,表格中漏填的数据为 N。
测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
① 1 20 2 10
② 2 15 1.5 20
③ 3 5 15
(3)有的同学按现有方案得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。”这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中 (填字母)。
A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少,结论具有偶然性
25、小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中．
（1）实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡，其目的是 ．
（2）杠杆平衡后，小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（3）他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置向下拉杠杆，图中每个钩码重1N．若竖直向下拉杠杆，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数是 N；若如图乙所示在C位置斜向下拉杠杆，当杠杆在水平位置平衡时，测力计的示数将 （选填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
26、在图中画出杠杆AB在图示位置静止时,作用在A端点的最小力F的方向及其力臂l。
27、如图，轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图．
思维导图
①杠杆的定义 （1）支点
1.杠杆 （2）动力
②杠杆的五要素 （3）阻力
（4）阻力臂
（5）动力臂
杠杆 2 2.杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂
①省力杠杆
3.生活中的杠杆 ②费力杠杆
③等臂杠杆
五、效果检测
1．用一个小小的弹簧秤，竟然称出了大象的重，他用了一根10 m长的槽钢，当槽钢呈水平平衡时，弹簧秤和大象到悬挂点的距离分别是9.54 m和0.06 m，若弹簧秤指示着20 kg的重量，则大象和铁笼共重约_____t．
2．地面上有一根大木杆抬起A端需用300N，抬起B端需用200N，这条木杆的 端较粗。
3．在用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅在扳手柄上套一节铁管，这样就能比较容易地拧下螺母，这样做的物理原理是：（ ）
A．减小阻力 B.增大动力 C.增大动力臂以增大动力 D.增大动力臂减小动力
4．一支刻度准确的杆秤，若换了质量较小的秤砣，用它来称量物体质量的结果：（ ）
A．比实际的大 B.与实际质量相等 C.比实际质量小 D.无法判断
5．已知物体在月球上的重力大约是地球上重力的六分之一。做生意时，用同一杆秤在月球上称质量，和在地球上相比（ ）
A. 买方吃亏 Ｂ. 卖方吃亏
Ｃ. 双方都不吃亏 Ｄ. 双方都吃亏
9授课学案
学生姓名 上课时间 年 月 日 时-- 时
授课标题 滑轮
教学目标 知识与技能目标：1.认识定滑轮、动滑轮。2.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用3.会根据要求使用和组装滑轮组。过程与方法目标：1.经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程,进一步掌握用观察、对比来研究问题的方法。2.经历组装滑轮组的过程,学会按要求组装滑轮组的方法。情感态度与价值观目标：1.关心生活、生产中有关滑轮的实际使用。2.对实践中的滑轮工作特点具有好奇心。3.具有利用简单机械改善劳动条件的愿望4.通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
教学重点 探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用
教学难点 正确判断滑轮组的省力情况
复习检测
关于力臂的下列说法中正确的是（ ）
从支点到动力作用点的距离叫动力臂
B. 从动力作用点到阻力作用线的距离叫动力臂
C. 从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂
D. 从阻力作用点到动力作用点的距离叫阻力臂
所谓杠杆平衡是指杠杆处于________ 状态或 ________状态。杠杆的平衡条件是_________________，字母表示式为____________________。
地面上有一根大木杆，抬起A端需用300N，抬起B端需用200N，这条木杆的________ 端较粗。
已知物体在月球上的重力大约是地球上重力的六分之一。做生意时，用同一杆秤在月球上称质量，和在地球上相比（ ）
买方吃亏 Ｂ. 卖方吃亏 Ｃ. 双方都不吃亏 Ｄ. 双方都吃亏
一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列 说法中正确的是（ ）
这两个力的大小一定相等 B. 这两个力的力臂一定相等
C. 力臂较长的那个力较大 D. 两个力和各自力臂的乘积一定相等
二、兴趣构建
1.本节课是建立在学生探究了杠杆知识之后,对简单机械的引申扩展。本节课既是杠杆原理
的延伸,又是学习机械效率的基础
2.本节课有两个突出特点:一是有大量的学生探究活动,在实践中得到规律,符合学生的认知规律;二是本节课贴近生活,趣味性强,利于激发学生的学习兴趣。
3.中考重要考点2-3分
三、知识讲解
【提出问题】吊车上的滑轮，也像杠杆一样，是一种常见的简单机械，生活中你还了解哪些滑轮的应用？
学点一:滑轮
利用一只滑轮来提升物体，有哪些方法？
归纳总结:
1.定滑轮:使用时, 的滑轮;
2.动滑轮:使用时, 的滑轮。
学点二:定滑轮和动滑轮的特点
归纳总结:
1.定滑轮: 杠杆,不省力但 。
2.动滑轮: 杠杆,省力但 ,而且 。
【知识拓展】
1.通过理论分析，使用动滑轮能省一半的力，但在实际实验中，为什么没有省一半的力呢？
影响因素：绳子与滑轮之间有摩擦；动滑轮自身有重力；没有沿竖直方向拉绳子。
小结：沿不同方向拉动滑轮上的绳子，拉力不同，竖直方向最省力。
2.若使用定滑轮提升物体时，从3个不同的方向拉动绳子，三个力的关系如何？
小结：沿不同方向拉定滑轮上的绳子，拉力一样。
学点三:滑轮组
【提出问题】
定滑轮虽然能改变力的方向,使我们工作方便,但不能省力;而动滑轮虽然能省力,但不能改变力的方向,使用时经常感觉不便。怎样才能既省力,又能改变力的方向呢
归纳总结:
1.滑轮组既可以 又能 ;
2.如果忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦,绳子自由端的拉力F与重物的重力G之间的数量关系为F= ;
3.绳子自由端移动的距离s与物体移动距离h的关系为s= 。
探究滑轮组的使用情况
【提出问题】请同学们按你们的设想，用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来看看，看哪一组做的又好又快，并且做实验来验证是不是又省力又改变了力的方向？绳子移动的距离S和物体升高的高度h之间存在什么数量关系？
【点拨】指导学生绕线，完成滑轮的组装。
【进行实验】组织学生进行分组实验，测量不同组合F的大小。暴露出现的问题，教师及时纠正，达到学会正确使用滑轮组，并比较：
（1）F（提起重物所用的力）与G（总重力）的关系？
（2）绳子移动的距离S和物体升高的高度h之间存在什么数量关系？
【点拨】象这样定滑轮和动滑轮组合在一起就是滑轮组。用几个定滑轮和几个动滑轮也可以组成滑轮组，用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？
【难点剖析】数绕在动滑轮上和固定在动滑轮上的绳子段数。有几段绳子吊着物体，拉力就是总重的几分之一。
【结论】
1.滑轮组既可以省力又能改变力的方向；
2.绳子自由端的拉力F与动滑轮的重量G动和重物的重量G物之间的数量关系为:
F=1/n(G动+G物)(不计绳重和摩擦)；
3.绳子自由端移动的距离s与物体移动距离的关系为：s＝nh。
【练一练】
1.下图是滑轮的组合中，确定F与G的大小关系？（不计摩擦、绳重和动滑轮重）
F=____ F=____ F=____ F=____
2.如图所示，用滑轮组将重为900N的物体匀速提升2m，不计摩擦和滑轮重，所施加的拉力F =______N，绳子移动的距离S = ___ m。
【思维拓展】
仔细观察绳子的起始端和与动滑轮绳子的段数，你有什么发现？
绕线小窍门：当n为奇数时，绳子的起始端在动滑轮上；当n为偶数时，绳子的起始端在定滑轮上。
【练一练】
1．用下左图示所示的滑轮组提升重物，若拉力F将绳子的自由端移动1.5m时，重物升高0.5m,请你在图中画出绳子绕法。
2．人站在地面上，用下右图所示的滑轮组将重物提起，画出绕法。
思维拓展
斜面也是一种简单机械，列举生活中的应用实例。
1.斜面是一种 （填“省力”或“费力”）的简单机械，但可以 。
2.实践探索：骑自行车爬同一个陡坡，第一次按直线上爬，第二次按“S”型上爬，比较哪一次更省力？试说明原因。
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2.瘦子若用此滑轮组把重为3600牛的小象提高1米，滑轮的重及绳与滑轮间的摩擦不计。
请问：(1)瘦子需用多大的力
(2)瘦子拉的绳端应拉下几米？
课堂练习
1、关于滑轮，下列说法中正确的是( )
A．使用动滑轮一定可以改变力的方向
B．使用定滑轮一定可以省力
C．定滑轮实质上是一种等臂杠杆
D．动滑轮实质上是一种费力杠杆
2、升国旗的旗杆顶上有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升。关于这个滑轮的说法正确的是( )
A.这是一个动滑轮,可省力
B.这是一个定滑轮,可省力
C.这是一个动滑轮,可改变力的方向
D.这是一个定滑轮,可改变力的方向
3、如图所示中,利用了动滑轮的是( )
4、小虎同学用滑轮组匀速提起重为600N的物体,如果不计摩擦力、动滑轮重力和绳子重力,则小虎同学对绳子的拉力应为( )
A.600N B.400N
C.300N D.200N
5、在日常生活中,用10N的拉力不能提起重15N的物体的简单机械是( )
A.一个定滑轮 B.一个动滑轮
C.杠杆 D.斜面
6、如选项所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是( )
7、如图所示，用甲乙两个滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，则下列说法正确的是（ ）
A．F1与F2大小相等
B．甲中绳的自由端移动的距离比乙大
C．F1做的总功比F2多
D．甲的机械效率比乙高
8、如图所示，不计绳重和摩擦，沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升，所用的力分别是F1 F2 F3，则
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．三个力一样大
9、在水平桌面上放一个重300 N的物体，物体与桌面的摩擦力为60 N，如图6所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1 m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为
A. 20 N 2 W B. 30 N 6 W C. 60 N 2 W D. 20 N 6 W
10、玉溪卷烟厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了下图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面），其中最省力的方案是（ ）
11、为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图1所示的滑轮组装置．当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示．（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（ ）
A．0s～1s内，地面对物体的支持力是10N
B．1s～2s内，拉力F做的功是187.5J
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
12．如图所示，用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动，拉力分别为F1、F2、F3，比较它们的大小，其中正确的是 （ ）
A．F1=F2=F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＜F3＜F2 D．F3＜F1＜F2
13．动滑轮下面挂一个20千克的物体如图A，挂物体的钩子承受_______N的力,挂绳子的钩承受_________N的力(动滑轮重不计)。（g取10N/kg）
14．如图B，物体重10N，且处于静止状态。该滑轮是＿＿＿滑轮手拉弹簧测力计在1位置时的示数为＿＿＿＿N。若手拉弹簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F1、F2、F3，则它们的大小关系是F1＿＿＿F2＿＿＿F3。
15．如图C所示，不计动滑轮的质量及转动摩擦，当竖直上力F=10N时，恰能使重物G匀速上升，则重物G= N，绳固定端拉力为 N，重物上升10cm，力F向上移动 cm。
16．用“一动、一定”组成的滑轮组来匀速提升重物时，所需要的力与不使用滑轮组直接提升重物时相比较，最多可省（ ）
A．1/3的力 B．1/2的力
C．2/3的力 D．3/4 的力
17．用如图1所示的滑轮组提升物体，以及已知物体重200牛，物体匀速上升1米，不计滑轮组重及摩擦，则：（ ）
A.拉力为80牛 B.绳的自由端拉出4米
C.拉力为40牛 D.绳的自由端拉出1米
18、如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是 。若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时,则F1、F2、F3的大小关系是 。
如图所示,工人用240N的拉力,在15s的时间内,将重600N的建筑材料提升到6m高的楼顶上,绳子自由端移动了 m,拉力做的功是 J,拉力的功率是__________W。
20、如图所示，不计绳重和摩擦，物重G=550牛，滑轮重为10牛，当物体G匀速上升时，则挂钩B承受拉力为__________牛，挂钩A承受__________牛的拉力，拉力F为__________牛，若绳子自由端向上拉过2米，则物体向上移动__________米．
如图所示，m的重为50N，M的重为80N，弹簧秤上的示数是 N。
22、在下图所示各个图中，物G重都为12N，当物体静止时，拉力F各是多少？(不记摩擦和机械重) ： F1= N ， F2= N ， F3= N
23、某小组同学研究动滑轮的使用特点,他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码,如图(a)所示,再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙(G甲>G乙>G丙)缓慢提起相同钩码,如图(b)(c)(d)所示。请仔细观察图示的操作和弹簧测力计的示数,然后归纳得出结论。
(1)比较图(a)与(b)〔或(a)与(c),或(a)与(d)〕两图可得: 。
(2)比较图(b)(c)(d)三图可得: 。
24、请你在图中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法。
25、用如图所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。
26、如图，用滑轮组连接着重600N的物体A，使其沿水平方向匀速移动，在40S内使物体移动了8m，拉力F做的功为1280J。
① 求拉力F大小及拉力功率。
② 若动滑轮重12N（不计绳重和摩擦），计算滑轮组的机械效率。
思维导图
1.定滑轮和动滑轮 ①定滑轮：不省力、能改变力的方向，实质为等臂杠杆
2.定滑轮和动滑轮特点
滑轮 ②动滑轮：省力、不改变力的方向，实质为省力杠杆
①F=G/n，s=nh
3.滑轮组的特点
②绕线小技巧：奇动偶定
五、效果检测
1.学校国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。下列对这个滑轮的说法中正确的是 （ ）
A.这是一个动滑轮，可省力
B.这是一个定滑轮，可省力
C.这是一个动滑轮，可改变力的方向
D.这是一个定滑轮，可改变力的方向
2.用滑轮组匀速提升重物，当绳子的自由端被拉下2m时，物体升高了0.5m，被提
升的重物的质量为20kg。若不计动滑轮重和摩擦阻力，则拉绳子的力应为（g取10N/kg） （ ）
A.40N B.200N
C.100N D.50N
3.用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时，人手实际需提供的拉力应该是（g取10N/kg）（ ）
A.小于200N B.等于200N
C.大于200N D.大于300N
4.如图所示的装置中，物体B和动滑轮总重10N，且恰好匀速下降。则A物体受到的摩擦力的方向和大小为 （ ）
A.水平向右 5N B.水平向右 10N
C.水平向左 10N D.水平向左 5N
B
A
第4题
10授课学案
学生姓名 上课时间 年 月 日 时-- 时
授课标题 机械效率
教学目标 知识与技能目标：1.知道有用功、额外功、总功。2.理解机械效率,会计算机械效率。3.会测定滑轮组的机械效率,并会运用控制变量法进行探究实验4.知道提高机械效率的意义和主要方法。过程与方法目标：1.从生活实际出发,培养探究物理知识的兴趣以及深入认识事物的能力。2.亲身经历测量滑轮机械效率的过程,通过参与探究影响机械效率的因素的活动,学习拟定。简单的科学探究计划和实验方案,并培养自主合作探究的能力。3.学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律。情感态度与价值观目标：1.使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理,具有将科学技术应用于日常生活的意识2.让学生学会关注生活中各种机械的效率,具有用机械效率来评价机械性能的意识,认识提高机械效率的经济意义和社会意义,培养学生节约的能源意识和环保意识。3.通过探究活动,培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神
教学重点 理解机械效率和探究滑轮的机械效率。
教学难点 会分析影响机械效率大小的因素,指出提高机械效率的方法。
复习检测
如果忽略滑轮重和摩擦,则下列各图中,作用在绳子自由端的力的大小分别是多少 (已知被提升重物的重力均为 1000N)
F1=_________N; F2=________N; F3=________N; F4=________N.
如图所示,一辆汽车陷入泥坑,现用一滑轮组把它拉出来,请画出最省力的绕法
二、兴趣构建
1.本节主要包括有用功、额外功和总功以及机械效率两大方面的内容,它既是前面知识的延
伸,又是功的知识在生活实际中的广泛应用,而机械效率对学生今后参加社会实践具有非常重要的指导意义
2.在教学中既要利用学生原有知识水平和实验能力,又要考虑学生需要借助具体事
物来帮助思维的情况
3.中考重要考点2-3分
三、知识讲解
学点一:有用功和额外功
探究实验:使用动滑轮能否省功
方法点拨:(1)如图甲,用弹簧测力计将钩码匀速提升一定的高度,计算拉力所做的功。
(2)如图乙,用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码匀速提升相同的高度,计算拉力所做的功。
提出问题:为了计算拉力做功需要测量哪些量,应怎样测量
实验结论:使用动滑轮不省功。
归纳总结:
1.在完成任务中,必须要做的功叫做 ,用 表示。
2.在完成任务中,不用做但又不得不做的功,叫做 ,用 表示。
3. 与 之和是总共做的功叫做总功,用 表示。
【深化认识】——分清三种功
1．用水桶从井中提水时，所做的有用功是对水做的功，额外功是对桶做的功，总功是 拉力所做的功 ；
2．如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是对桶做的功，额外功是对水做的功，总功是拉力所做的功。
学点二:机械效率
【算一算】分别算出下面三种方法中的有用功、额外功、总功。（不考虑摩擦和绳重）
提出问题:从功的角度分析比较哪种机械性能好呢
情境1:有用功相同,额外功不同
W有/J W额/J W总/J
方法1 600 180 780
方法2 600 90 690
情境2:额外功相同,有用功不同
W有/J W额/J W总/J
方法1 600 90 690
方法2 540 90 630
情境3:有用功不同,额外功不同
W有/J W额/J W总/J
方法1 600 180 780 76.9%
方法2 540 90 630 85.7%
归纳总结:
1.物理学中,将 跟 的比值叫做机械效率,用符号 表示。
2.机械效率公式:
3.机械效率通常用百分数表示,没有单位,有用功总 总功,
所以机械效率总 1。
【典例剖析】
起重机把质量为0.5t的重物匀速提升3m，而它的电动机所作的功是3.4×104J,起重机的机械效率是多少？
学点三:探究滑轮组的机械效率
【想想议议】
怎样测量滑轮组的机械效率？需要测量哪些物理量？用什么测量工具？怎样计算有用功和总功？
【实验设计】——怎样测量h与s 呢？
要测量h与s，需要作四个标记，为了便于测量，进行下列设计。
将滑轮组安装在竖直的木尺旁边，拉动时，标记钩码上升的起点A与终点B，同时标记绳子的自由端的起点A′与终点B′。对应读出h与s的值。
演示：斜向上拉动弹簧测力计，这样操作行吗？
【想一想】怎样测量拉力呢？
演示：向上猛然拉动弹簧测力计时读数，这样操作行吗？
【测一测】请小组分工协作测出面前的滑轮组的机械效率。
【实验探究、合作研讨】
1．【提出问题与猜想】
滑轮组机械效率的大小可能跟哪些因素有关呢？说出你猜想的依据。
说明: 将同一物体，提升相同的高度，有用功是一定的，动滑轮重、绳重及摩擦越大，额外功越多，机械效率就越低。今天各个小组探究滑轮组的机械效率与被提升物体的重是否有关，滑轮组的机械效率与其它因素的关系作为课下探究作业。
2．【设计实验】
【想想议议】
（1）你计划采取什么科学方法来研究自己的实验课题？
（2）如何设计实验方案？
让学生以小组为单位进行讨论，并利用手中的器材设计实验证明自己的观点。
教师巡视，并给予必要的点拨。
【归纳总结】师生讨论后，归纳方案如下：
使用同一滑轮组，只改变被提升物体的重，测出每次的物重、提升的高度、拉力、弹簧测力计移动的距离s，填入表格，并计算每次的机械效率。
【进行实验、收集数据】
4．【分析论证】
1.同一滑轮组,提起的重物的重力越 ,滑轮组的机械效率越 。 动滑轮重力越 ,滑轮组的机械效率越 。
2.η== = ,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。
【练一练】
用右图所示的滑轮组，将重为300N的物体A匀速提升了0．5m。已知绳子自由端所用的拉力F为200N。则在这个过程中拉力做了_______J的功，该滑轮组的机械效率为_______。（g=10N/kg）
【小结】 提高机械效率的办法
1.有用功一定时，减小额外功
（1）改进机械结构，使它更合理、更轻巧。
（2）经常保养，按时润滑，以减小摩擦。
2.额外功一定时，增大有用功
课堂练习
1.李玲同学值日时用水桶将水从一楼提到三楼教室,她做的有用功是( )
A.对桶所做的功 B.对水所做的功
C.对水和桶所做的功 D.对水、桶和人所做的功
2.买茶杯的人,从货架上拿起茶杯;喝茶水的人,从桌面上端起盛茶水的茶杯,就两人克服茶杯重力做的功,下列说法中正确的是( )
A.都是有用功 B.都是额外功
C.对喝茶的人而言是有用功 D.对买茶杯的人而言是有用功
3、李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是( )
A．对桶所做的功是有用功 B．对水所做的功是额外功
C．对水所做的功是有用功 D．对水所做的功是总功
4、关于机械效率,下列说法中正确的是( )
A.机械做的功越多,机械效率越高
B.机械做的总功越多,机械效率越高
C.做的额外功越多,机械效率就越高
D.额外功在总功中占的比例越大,机械效率就越低
5、如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）
A．0.4J 83.3% B．0.8J 91.7% C．0.8J 83.3% D．0.4J 91.7%
用如图所示的滑轮组提升重物时（忽略绳重及摩擦），下列做法能提高滑轮组机械效率的有 （ ）
A.增加物体被提升的高度
B.减轻动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数
D.增加物体的重力
7、用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则（ ）
A．利用滑轮组所做的有用功是450J
B．绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C．拉力的功率是99W
D．滑轮组的机械效率是80%
8、利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为Ｗ甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是
Ａ．F甲＜F乙 η甲＜η乙
Ｂ．F甲＞F乙 η甲＞η乙
Ｃ．Ｗ甲＞W乙 P甲＞P乙
Ｄ．Ｗ甲=W乙 P甲=P乙
9、如图3所示，用此滑轮组在4s内将重为50N的物体匀速提升2m，绳端拉力为20N，不计摩擦及绳重，下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为1m/s
B．动滑轮的重力为10N
C．克服物体重力做功为100J
D．滑轮组的机械效率为83.3%
10、如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（ ）
A．W1=W2 η1=η2 B．W1=W2 η1＜η2
C．W1＜W2 η1＞η2 D．W1＞W2 η1＜η2
11、如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略．现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的
12、如图所示的剪刀剪纸的机械效率为80%,这表示( )
A.若作用在剪刀的动力是1N,则阻力是0.8N
B.若作用在剪刀的阻力是1N,则动力是0.8N
C.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.2J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.8J的功用于剪纸
13、如图所示,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F 为500N,则提升重物的过程中( )
A.做的有用功是800J
B.拉力F的功率是80W
C.绳子自由端被拉下3m
D.滑轮组的机械效率是60%
14、如图所示,有一斜面长为L、高为h,现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为Ff,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是( )
A.η= B.η=
C.η= D.η=
15．一根粗细均匀的木棒重500 N，一头着地，求抬起另一端所需多大的力？
16．作图
17．如下图，分别用不同的滑轮或滑轮组匀速提起重为1800N的物体时，则F1＝ ，
F2＝ ，F3＝ ，F4＝
18．图4是人用滑轮把货物提到高处的示意图，甲图中的滑轮是______滑轮(填“定”或“动”)，使用______图中的滑轮能够省力．
19．用如图5所示滑轮组提起重物，不计动滑轮自重和摩擦，若拉力F为50N，则物重G
为 N，若绳子的自由端向上拉0.6m，则重物升高 m。
20．如图6所示物重50N，在水平拉力Ｆ的作用下，使物体Ａ沿水平地面匀速前进．拉力Ｆ为10N．不计绳和滑轮重，物体受到的阻力 N．
用一个动滑轮把重为200N的货物匀速提高4m，所用的拉力是125N，则有用功
是 J，总功是 J，这个动滑轮的机械效率为 ．
22．工人用一根杠杆提升一桶油，他用250N向下的拉力拉过1.2m，油桶上升30cm，若杠杆的机械效率为90%，则油桶重为 N．
23．用一个滑轮组在6s内把84N的重物匀速提升4m时，在绳的自由端所加拉力大小为40N，自由端通过的距离为12m．则此过程中，有用功为 J，拉力做功的总功率为 W，滑轮组的机械效率为
24、如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N，若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功 为 J，有用功是 J，滑轮组的机械效率为 ．
25、把一桶水从5m深的井里提到地面上，桶重4N，水重16N，提水过程中，做的有用功 为 J；若刚才是把不慎落入井里的水桶打捞上来，则所做的有用功为 J．
26、如图所示滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，那么在2s内做的有用功为＿＿＿＿＿J、若所挂物体越重，该滑轮组机械效率＿＿＿＿＿。（选填“越大”或“越小”）
27、小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲 F乙;所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为η甲和η乙,则W甲 W乙,η甲 η乙。(均选填“>”“=”或“<”)
28.质量为20kg、底面积100cm2的物体静止在水平地面上，用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg），求：
（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
29、如图所示装置,绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处,人对绳的拉力F1为500N,货物在1min内匀速上升了5m。
(1)请在图上画出绳子的绕法;
(2)求滑轮组的机械效率;
(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功。
思维导图
①有用功
1.有用功和额外功 ②额外功
③总功=有用功+额外功
机械效率
①机械效率
②机械效率公式
2.机械效率 ③机械效率没有单位，总小于1
④同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高
五、效果检测
1．站在地面上的人用滑轮组把重960N的贷物由地面匀速提升到4m的高处，所用的时间是8s，人作用在绳子自由端的拉力为600N．（不计摩擦和绳重）
（1）依据题意在图中画出绳子的绕法；
（2）有用功是多少
（3）拉力功率是多少
（4）动滑轮重力是多少
（5）机械效率是多少
2．用如图8所示的滑轮组在10s内将重物提升了10m,绳子自由端的拉力大小为200N,滑轮组的机械效率为85%,不计摩擦,求:
(1)拉力的功率；
(2)物体的重力；
(3)动滑轮的重.
图4 图5 图6
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