11.5 改变世界的机械课件(共22张PPT) 2022-2023学年教科版物理八年级下册

(共22张PPT)
第十一章 机械与功
第5节 改变世界的机械
教科版 物理 八年级下册
1、轮轴
2、斜面
3、改变世界的机械
学习目标
1. 定义 由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成的简单机械叫轮轴，其中大的称为轮，小的称为轴。例如生活中的汽车方向盘、齿轮等都属于轮轴。
2. 实质 动力臂与阻力臂分别是轮半径R 和轴半径r 的可以连续转动的杠杆。如图1 所示。
探究新知
新知一 轮轴
3. 公式 F1R=F2r 或 ，即轮半径是轴半径的几倍，则作用在轮上的力就是作用在轴上的力的几分之一。
4. 特点 当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，由于R>r，则F1F2，此时轮轴会费力，也可改变力的方向，但会省距离。
5. 使用轮轴不能省功，只是改变了做功的方式。
6. 轮轴的功能 一是改变用力大小；二是改变物体的运动速度。
深入理解：
做功特点：如图1所示，在不计机械重和摩擦的情况下，拉动轮所做的功等于绕在轴上的绳拉动物体所做的功，即F1 2πR=F2 2πr，得F1R=F2r，也就是使用轮轴不能省功。动力作用在轮上可以省力，但费距离；动力作用在轴上可以省距离，但费力。
如图2 所示， 自行车的脚踏和牙盘构成一个轮轴，而轮轴实质上利用了杠杆原理。经测量，脚踏到轴心的距离R=25 cm，带动链条的牙
盘半径r=15 cm，若作用在脚
踏上的力F=15 N，则链条所
受的拉力FT 为__________N。
例 1
25
解题秘方：本题考查了轮轴的应用，解题时运用轮轴的实质是杠杆，利用杠杆平衡条件解题。
解析：由FR=FTr 得FT = F= ×15 N=25 N，则链条所受的拉力FT 为25 N。
方法技巧：
在解题时，轮轴实质是可以转动的杠杆。动力作用在轮上可以省力。动力臂是轮的半径R，阻力臂是轴的半径r。在不计机械重和摩擦的情况下，根据杠杆平衡条件解题。
1. 定义 斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
2. 特点 斜面是一种可以省力但费距离的简单机械。如图3所示，物体所受重力为G，斜面
长为L，高为h，F 为沿斜面拉
物体的力。
新知二 斜面
根据功的原理，如果不计物体与斜面之间的摩擦，用力F 沿斜面把物体匀速拉上去所做的功，应该等于直接将物体举高所做的功，即FL=Gh，所以F= G。由此可知，在不计摩擦的情况下，斜面的长是高的几倍，拉力就是物体受到的重力的几分之一，所以斜面是一种可以省力但费距离的简单机械。
知识拓展：
斜面的机械效率的相关公式：
(1)有用功：利用斜面把物体升高h，克服物体重力所做的功，W有用=Gh。
(2) 额外功：物体与斜面之间的摩擦力f与物体在斜面上移动的距离L 的乘积，W额外=fL。
(3)总功：沿斜面对物体的拉力F与物体在斜面上移动的距离L 的乘积，W总=FL。
(4)机械效率：
3. 特殊的斜面——螺旋
(1)定义：螺旋可以看成绕在圆柱上的斜面，例如：如图4所示，把三角形的纸片绕在圆柱上，就把斜面变成了螺旋。
(2)特点：可以将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转化，螺旋的实质是斜面的变形，因此可以省力但费距离，是省力机械。
(3)应用：螺旋式汽车千斤顶、盘山公路等，如图5 所示。
螺丝钉是被拧成圆柱形的类似斜面的机械，螺丝钉上的螺纹就像图6 甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，你认为，使用
________更省力。
例2
乙
解题秘方：根据斜面的特点分析解答。
解析：由图知，乙、丙螺丝钉高度相同，乙螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长。斜面高度一定时，斜面越长越省力，所以乙螺丝钉使用起来更省力。
拓展延伸:
盘山公路相当于斜面，如图7 所示，汽车要从A位置到达B位置，由于AB间太陡车辆无法直接开上去，要经过CD才能到达B位置，这样做拉长了车
的行驶距离l，又AB之间垂直高度h和车
重G一定，由公式F= 知车辆上坡需
要的力更小。
物理学的发展推动了蒸汽机、内燃机和电力机械的发明与改进，吹响了两次伟大的工业革命的号角，从此人类进入了机械化、电气化时代。机械是能使我们省力或得到方便的工具，机械的创新，形成了先进生产力，改变了整个世界。随着钢铁工业和机器制造业的空前发展，人类制造和发明了各种机械，大到超级油轮、正负电子对撞机，小到各种精密仪器、智能化机械，它们对发展生产力、改变世界起到了巨大的推动作用。
新知三 改变世界的机械
特别提醒：
我们在追求方便和利益的同时，也应注意可能出现的环境问题和隐患。
第5节 改变世界的机械
改变世界的机械
斜面
螺旋
FL=Gh
计算
轮轴
轮轴
FR=Gr
计算
归纳新知
再 见