第4节 简单机械（第4课时）（课件 21张PPT）

(共21张PPT)
浙教版 九年级上
第4节 简单机械
（第4课时）
教材解析
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
④知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面等）的特点，并用它们解释一些生活实例。
区分定滑轮和动滑轮，能说出定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点；知道定滑轮、动滑轮的实质是杠杆。
创设情境
民工要把钢材、木料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢？
利用滑轮来搬运货物。
探究实践
滑轮：周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子
1．观察滑轮，并指出它的结构特点。
2．请用滑轮、细线、铁架台等设计两种方案，要求利用滑轮把钩码提升起来，在图3-45中画出实验装置示意图。
3．利用设计的方案，组装好装置，提升钩码。
定滑轮
动滑轮
轴固定不变
轴随物体一起移动
滑轮的类型
滑 轮
滑轮轴的位置是否移动
定滑轮
动滑轮
探究实践
1．如图3-46 甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重G1。
2．如图3-46 乙所示，通过定滑轮用弹簧测力计匀速向下拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F1，并与钩码的重相比较。改变拉力的方向，如图3-46丙所示，观察弹簧测力计的读数是否发生变化？
用定滑轮不能省力，但能够改变力的作用方向。
F1=F2=F3=G1
在铁架台的竖杆上缠上白纸条，纸上等距离的画上四条红线，这样砝码升高的距离h和绳子自由端移动的距离s可以直接从中找出倍数关系或读出格数。
G1
G1
G1
F1
F2
F3
h
h
s1
s3
s2
s1=s2=s3=h
不能省距离。
探究实践
为什么定滑轮有这样的特点呢？
F
G
F
F
0
.
l1
l2
支点在轴心O处。
动力臂l1等于阻力臂l2
定滑轮实质就是等臂杠杆。
定滑轮的优点：
可以改变施力的方向，给人们工作提供方便。
升旗、帆船的帆、幕布
探究实践
3．先用弹簧测力计测出钩码和滑轮的总重G2。如图3-46 丁所示，通过动滑轮用弹簧测力计匀速向上拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F2，并与钩码和滑轮的总重相比较。
F2=1/2 G2
G2
F2
s
h
s=2h
能省力一半，但不能改变力的方向。
2F2=G2
在铁架台的竖杆上缠上白纸条，纸上等距离的画上四条红线，这样砝码升高的距离h和绳子自由端移动的距离s可以直接从中找出倍数关系或读出格数。
2段绳子承担总重，砝码升高的距离h,每段通过距离h,绳子自由端移动的距离s=2h。
费一倍的距离。
探究实践
为什么动滑轮有这样的特点呢？
支点在边缘O处。
动力臂l1为阻力臂l2的2倍。
动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
动滑轮的优点：
可以省一半的力，但不能改变力的方向。
运货时省力。
F
G
l1
l2
O
.
探究实践
使用定滑轮的好处是什么？。使用动滑轮的好处是什么？
能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合起来，使它们即省力又方便呢？
能。把它们组合成滑轮组。
使用定滑轮可以改变用力的方向；
使用动滑轮省力。
请对动滑轮和被提升的物体看作一个整体进行受力分析。
F
F
G总
每段绳子承担的力相等，都为F,
F=1/2G总；
钩码上升的距离为h，承担总重的每段绳子通过的距离为h,绳子自由端通过的距离为s=2h。
探究实践
探究由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组的省力情况及移动距离的情况。
　　（1）绕成两段绳子承担重物，如图甲，由铁架台竖杆上的等距离红线格测定动力作用点（绳端）移动的距离 s和砝码升高的距离 h的关系。
结论：Ｆ＝Ｇ总／２，s ＝2 h．
（2）绕成三段绳子承担重物，如图乙，分别用弹簧测力计拉动力的大小；由弹簧测力计竖直向上拉测动力的大小；两个距离仍由铁架台竖杆上的等距离红线格测定。
　结论：Ｆ＝Ｇ总／３，s＝３h．
甲
乙
探究实践
1.用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重 G。
2.按如图甲所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数 F1。
3.按如图乙所示方式匀速拉动绳子，记录此
时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力
计的读数 F2。
表 3-2 记录表
实验 钩码和动滑轮的总重（牛） 承重绳 子股数 弹簧测力计的拉力（牛）
甲
乙
4股
5股
探究实践
探究由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组的省力情况及移动距离的情况。
（1）有4段绳子承担总重时：
Ｆ＝Ｇ总／4，s ＝4 h
有n段绳子承担总重时：
（2）有5段绳子承担总重时：
Ｆ＝Ｇ总／5，s ＝5 h
Ｆ＝Ｇ总／n，s ＝n h
探究实践
杠杆、滑轮等简单机械，有的省力、有的不省力，使用它们时，有的可以少移动距离，有的却要多移动距离。在使用简单机械时，你认为省力或费力、省距离或费距离，它们之间有什么关系？
省力的机械费距离，
费力的机械省距离。
G总
h
h
s
=4h
s=nh
探究实践
例题：缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300 牛，用它连接成如图3-49 所示的滑轮组，能否提升600 牛的重物？（已知动滑轮重20 牛，摩擦及绳的质量不计）
①判断承重的绳子股数n；
③求出绳子承受的总重G总；
解：重物和动滑轮的总重 G＝ 600 牛＋ 20 牛＝ 620 牛。
因为总重是由 2 股绳子承担，所以，所用的拉力为：
所以不能用来提升 600 牛的重物。
答：该滑轮组不能用来提升 600 牛的重物。
F=G/2 = 620N/2 = 310牛
>300牛
解题思路：
④求出拉力F=G总/n
②明确s与h，s=nh；
探究实践
F
.
f
N
G
T
若滑轮组水平拉水平地面上的物体，拉力大小又如何判断？s与h又如何判断？
有3段绳子来承担拉物体，每段绳子承担的力相等，都为F,
若不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦,
3F=f。
h
s
物体移动的距离为h ，绳子自由端通过的距离为s；
s=3h。
课堂反思
1．台风是一种破坏力很大的灾害性天气。某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了下列图示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是（ ）
A B C D
B
2.要使图中的重物和动滑轮的总重由3段绳子承担，应当怎样绕制滑轮组？请画在图上。
迁移应用
3.某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动，拉力为125N（不计绳重
及摩擦），则动滑轮重 N，5s内人拉绳子做的
功是 J。
4.如图所示，木箱重1000N，当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为600N，用滑轮组使木箱沿水平面以0.1m/s的速度匀速直线运动20s。若绳重、滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦均可忽略不计，
则水平拉力F= N，
拉力做功的功率为 W。
迁移应用
75
375
200
1200
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板书设计
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