课件26张PPT。杠杆的概念
在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
杠杆可以是直的，也可以是弯的。
但一定是硬的，不能是软的。杠杆的五个要素
支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂特别要注意：力臂不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的垂直距离。做题时千万不要粗心大意，要牢记。
2 杠杆是否都是直的？思考讨论：1 力臂是一定在杠杆上吗？3 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？答：不是答：杠杆可以是直的，也
可以是弯的答：要改变画力臂的方法：（1）辨认杠杆；
（2）先找支点O；
（3）画出动力和阻力；
（4）画出力的作用线；
（5）过支点0作力的作用线
的垂线段L，即为力臂。人体中的杠杆人体中的杠杆杠杆平衡条件
杠杆平衡：当杠杆在力的作用下处于静止或匀速转动状态时，我们说杠杆处于平衡状态。
杠杆平衡条件的探究实验F1F2o杠杆在什么条件下平衡？探究★ 杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用?※ 为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?★作用:实验前调节杠杆在水平位置平衡※因为这样力臂的数值在杠杆
上就能直接读出或量出。
实验数据表格设计F1?L1F2?L2杠杆平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
杠杆的三种类型F1·L1=F2·L2L1>L2
F1(动力<阻力)L1F1>F2
(动力>阻力)L1=L2
F1=F2
(动力=阻力)F3F2 F4F1哪个方向更省力？讨论：
如何正确选用这些剪刀？为什么？省力杠杆费力杠杆定滑轮定滑轮的特点定滑轮的实质是一个等臂杠杆
A：支点在轴心O处。B：动力臂l1等于阻力臂l2不省力，也不省距离，但可以改变力的方向动滑轮动滑轮：会随钩码运动的滑轮。
1、动滑轮的实质：省一半力的不等臂杠杆
2、动滑轮的特点如下：
①使用动滑轮时，不能改变用力的方向。用动滑轮提升重物和直接用手提升重物所用力的方向是相同的。
②动滑轮的作用是省一半力（F=G/2），但根据省力杠杆省力费距离这一特点，用动滑轮提升重物时，要费一倍的距离。即要使重物上升（或下降）高度 h，绳子自由端需上升（或下降）2h 的距离。
③使用动滑轮提升重物时，若动滑轮自重不能忽略，则自由端拉力 F=（G + G动）/2
（不计绳重及机械摩擦）滑轮组：
1、把定滑轮和动滑轮连在一起，可以组成滑轮系统，也叫做滑轮组。
2、滑轮组的作用：使用滑轮组可以省力（省力多少取决于有多少段绳子分担阻力）；在某些情况下，使用滑轮组还可以改变力的方向。 如何确定滑轮组分担力的绳数：在不考虑绳重及机械摩擦的情况下，使用滑轮组时，重物与动滑轮的总重力由几段绳子承担，则提起重物所用力就等于总重力的几分之一，即F= G/n（n为滑轮组分担总重力的绳数）。 在实际应用中，同学们经常会在确定绳数n这一问题上犯错误。为解决这一问题，我们可以这样认为：如绳子自由端从定滑轮穿出，那么该段绳子只改变力的方向，不承担动滑轮和重物总重，无需计入绳数n；而当自由端从动滑轮穿出时，则该段绳子必须计入绳数n。机械效率：
1、有用功、无用功（额外功）与总功：
总功=有用功＋额外功2、机械效率：有用功与总功的比值，它反映了有用功在总功中占有多大的比例。
机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。
η=W有用/W总
一般的滑轮组机械效率为50%~70%，起重机的机械效率是40%~50%，抽水机的机械效率为60%~80%。在使用机械时，总是尽可能减小额外功以提高机械效率。3、机械效率与功率的关系
机械效率与功率间没有必然的联系。功率是表示做功快慢的物理量，而机械效率则表示机械对总功的利用率。功率大的机器，效率不一定高。比如内燃机车功率高达数万瓦特，但效率却只有30%~40%，而电动玩具车功率只有几瓦特，但效率却可达80%。4、如何提高机械效率：机械效率取决于有用功及总功两个因素，要提高机械效率，一般从以下几个方面来考虑：
①总功一定时，有用功越多（即额外功越少），机械效率越高。②有用功一定时，总功越少（即额外功越少），机械效率越高。③额外功一定时，总功越多（即有用功越多），机械效率越高。5、总功、有用功和额外功的计算方法：
总功的计算：
①使用机械时，总功即等于动力对机械所做功。
②W总=W有用+W额外
有用功的计算：
①有用功是克服必要阻力所做的功，即不用机械时也必须做的功。
②W有用=W总—W额外； ③W有用=W总
额外功的计算：
①额外功是克服额外阻力所做的功，即并非需要但又不得不做的那部分功。
②W额外=W总—W有用； ③W额外=W总（1—η）《第4节 简单机械》习题
一、填空题
1.一长直扁担长1．5m，前端挂200N的货，后端挂300N的货，则肩膀应该位于离扁担前端________m处，才能使扁担平衡，平衡后肩受到的压力为________N。（不计扁担的重力）
2.长lm的杠杆水平放置，支点在距左端0.8m处，现在左端挂20N重的物体，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的最右端挂_______N的重物。
二、选择题
1.在探究杠杆平衡条件得实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（ ）
A．减小摩擦
B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值减小误差
D．获取多组实验数据归纳出物理规律
2．下图中，属于费力杠杆的是（ ）
A．开啤酒瓶盖的开瓶器 B．剥核桃壳的核桃钳
C．钩鱼者手中的鱼杆 D．撬钉子的钉锤
3.重600N的一根匀质钢管放在水平地面上，抬起它的一端需要的力至少为（ ）
A、1200N B、600N C、300N D、200N
三、实验题
在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，有甲、乙两位同学做出了如下的猜想：
甲同学：
乙同学：动力×动力臂=阻力×阻力臂。为了验证以上两种猜想是否正确，两位同学采用了如图所示的实验装置来进行实验和收集证据，并设计了如下的实验方案：
A．按如图所示的装置安装实验器材。
B．在没有挂钩码时，将杠杆调节至水平位置平衡。
C．将钩码（每个钩码的质量均为50g）分别挂在杠杆的两边并移动其悬挂的位置，重新将杠杆调节至水平位置平衡。
D．改变悬挂的钩码个数，并移动其悬挂的位置，使杠杆又在水平位置平衡。
并将每次实验测得的数据都记录在下表中，那么：
（1）在记录数据的表格中，根据实验装置
右边的放大图补充漏掉的两空（g=10N／kg）。
（2）在实验中，当杠杆处于水平位置平衡时，杠杆的重心在图中的_______点。
为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为 。但我们总是选取杠杆的水平平衡状态进行实验，其原因主要是 。
（3）综上所述，由此可得出的结论是：F1L1=_______（填写字母）。
《第4节 简单机械》习题
一、填空题
1、杠杆平衡条件是____________________。把重为4N和14N的物体分别挂在杠杆的两端，当杠杆平衡时，两力臂长度之比为___________。
2、如图，用羊角锤拔钉子。在图上画出力F1、F2的力臂；
因为 的力臂大于 的力臂，这时羊角锤是 （填“省力”或“费力”）杠杆。
3、身高相等的双胞胎兄弟二人，用长1.8m的扁担抬一桶水。水桶在距哥哥0.8m处的扁担上，桶和水共重360N。则哥哥肩上负担_______N的力，弟弟肩上负担_______N的力。（不计扁担重）
4、在水平地面上放置一个重360N的物体A，用如图所示的滑轮组匀速拉动物体，拉力F为40N，不计绳与滑轮的摩擦，则物体与地面的摩擦力是 N，那么若A在2s内匀速移动1m，则绳子自由端通过的距离是 m。
二、选择题
1、下列常用的工具中，都属于省力机械的是（ ）
A、钓鱼竿，定滑轮 B、瓶盖起子，起钉子的羊角锤
C、剪铁皮的剪刀，缝纫机踏板 D、扫地用的大扫帚，剪铁丝的老虎钳
2、如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中最小的拉力是（ ）
A、F1
B、F2
C、F3
D、F4
3、如图所示，在我国古代简单机械有许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个例子。在匀速拉起吊桥过程中（ ）
A、吊桥是省力杠杆
B、吊桥的左端A是杠杆支点
C、拉力的力臂始终等于吊桥长度
D、滑轮起到改变施力方向的作用
4、如图所示，均匀杠杆上的每一个小格长度都相等，每一个钩码的质量都为m。杠杆处于平衡状态。下面说法正确的是（ ）
A、左、右各摘去一个钩码，杠杆仍然平衡
B、左、右钩码都向支点移动一小格，杠杆仍然平衡
C、右侧三个钩码向左移动两格，左侧两个钩码向右移动三格，杠杆仍然平衡
D、摘掉左侧的钩码，在a点用力拉杠杆，当拉力F ≥2mg时，杠杆有可能平衡
《第4节 简单机械》教案
教学目标：
知识与技能
（1）了解什么是杠杆，能从常见的机械中识别杠杆。
（2）知道杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）。
过程与方法
（1）通过体验、演示，使学生学会比较、概括，了解杠杆的本质。
（2）通过实验探究，理解影响杠杆转动效果的因素，培养学生分析问题解决问题的能力。
情感、态度、价值观
（1）通过了解春秋时代杠杆的介绍，激发学生的民族自豪感和历史使命感。
（2）通过对力臂的探究，进一步认识事物的相对性和普遍联系的辩证观点。
（3）在实验探究中培养学生的质疑精神和实事求是的科学态度。
教学重点：
理解杠杆的平衡条件，认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的结构及特点以及它们的应用。
教学难点：
理解机械效率并学会测量的方法。
教学过程：
一、杠杆
1、定义：一根硬棒如果在力的作用下，能够绕固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。
注意：杠杆的形状各异，可以是直的，也可以是弯的。
2、杠杆的五要素
（1）支点（O）
（2）动力（F1）
（3）阻力（F2）
（4）动力臂（l1）
（5）阻力臂（l2）
：从支点到动力作用线的距离
：从支点到阻力作用线的距离
3、杠杆的平衡条件
（1）杠杆的平衡状态
杠杆静止、杠杆匀速转动
（2）杠杆的平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂即：
或
动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
（3）为何要调节成水平位置平衡？
倾斜状态力臂比杠杆上的刻度小，所以为了直接根据杠杆上的刻度读出力臂，把杠杆调节成水平位置。
4、杠杆的分类
（1）省力杠杆如：铡刀、铁锹；
（2）费力杠杆如：钓鱼杆；
（3）等臂杠杆如：天平。
注意：在支点和动力作用点确定的情况下，沿与支点和力的作用点的连线垂直的方向用力，力臂是最长的，力是最省的。
5、人体上的杠杆
二、滑轮
滑轮是一个周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
滑轮根据它的不同使用方法可分为三种类型。
1、定滑轮
（1）定义：在工作的时候，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用时，轮子在不停地转动，但位置不变。
这种定滑轮我们日常生活经常见到如升国旗。旗杆顶上装一个定滑轮，人站在地上就能把旗子升到高处。
使用定滑轮与不使用定滑轮而直接用手去提拉，用力的大小是相等的，即使用定滑轮不省力。使用定滑轮不省力也不费距离。定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以，根据杠杆平衡条件可知动力F1等于阻力F2，即不省力，因此不省力也不费距离。
2、动滑轮
在工作的时候，滑轮和重物一起移动的滑轮叫动滑轮。不用动滑轮而直接用手来达到同样的目的时用力的方向相同，即使用动滑轮不能改变力的方向。但使用动滑轮能省一半力。使用动滑轮时，两段绳子承担总重，每段绳子只承担总重的一半，所以使用动滑轮省一半力。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆。所以，根据杠杆平衡条件可知动力F是阻力F的一半。因为省一半力，所以要多移动距离，即动力移动的距离是阻力移动的距离的二倍。
3、滑轮组
（1）把定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组。它既省力，又可改变力的方向，使用方便。
由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
A、绕成两段绳子时：F＝1／2G总，S＝2h。这时只有两段绳子总重，最后从定滑轮绕出的一段只改变力的方向，不承担重力，所以动力是总重的二分之一。
B、绕成三段绳子时：F＝1／3G总，S＝3h。最后一段从动滑轮绕出来直接承担重力，因此这时有三段绳子承担总重，所以动力是总重的三分之一。
（2）分析归纳：使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的动力就是总重的几分之一，动力（或绳子自由端）移动的距离S就是重物升高的距离h的几倍。即F＝1／nG总，S＝nh，n为绳子的段数，省了力就要多移动距离。
（3）绕绳子的规律：段数为偶数时，绳子固定端与定滑轮框架上的挂钩相连；为奇数时，绳子固定端与动滑轮框架上的挂钩相连。
三、机械效率
1、有用功、额外功和总功
有用功（W有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。
额外功（W额外）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功。
总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功。
W额外＝W总—W有用
2、机械效率
机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。
注：有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率用百分数表示，没有单位。
3、提高机械效率
采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。
（1）减小摩擦（2）减小机械本身的重力
4、斜面——种可以省力的简单机械
例：盘山公路——斜面越缓越省力
课件7张PPT。动滑轮的探究起重机的吊钩是动滑轮装置像这样可以随着重物移动的滑轮，我们把它叫做动滑轮。1、使用动滑轮装置改变用力方向吗？
2、使用动滑轮省力吗？会移动的轮子 —— 动滑轮1、要使重物上升，人必须往哪个方向拉绳子？这说明动滑轮能不能改变用力的方向？结论：不能改变用力方向会移动的轮子 —— 动滑轮2、使用动滑轮省不省力？怎样验证？ 请你设计一个实验，通过实验来验证使用动滑轮是否可以省力。 动滑轮能省力吗？我们这样来研究：1、组装一个动滑轮实验装置。
2、用测力计直接提升钩码，记录用了多大的力。
3、借助动滑轮提升同样多的钩码，记录用了多少力气。
4、比较两次使用的力的大小。你有什么发现？会移动的轮子 —— 动滑轮动滑轮的作用：使用动滑轮可以省力，
但不能改变用力方向。
课件9张PPT。斜面探究实验 斜面有什么作用呢？探究1提出问题：斜面有什么作用呢？作出假设：斜面可以省力。
斜面可以………收集证据：得出结论：斜面可以省力。斜面是否能省力 1 需测的物理量：2 实验器材：直接提升重物所需的力、 沿斜面拉重物所需的力弹簧秤、重物、斜面3 控制的变量：直接提升重物与沿斜面提升重物温馨提示：1.只能改变物体的重量，不能改变斜面的高度。
2.拉测力计的要求是匀速直线，边拉边读。
3.注重小组合作、边实验边记录。斜面是否省力直接提升物体的力大于沿斜面提升物体的力，说明斜面可以省力如有两块一样结实的木板，一长一短（都能从地面搭到汽车车厢），你选用那块木板，为什么？思考 怎么样的斜面省力呢？高度相同斜面越长坡度越小提出问题 坡度不同对于沿斜面拉物体所用的力也不同吗？ 作出假设制定计划（设计实验） 研究不同坡度的斜面可能与斜面的倾斜程度有关制定实验计划表研究不同坡度的斜面 大小坡度的大小斜面长度/重物……斜面长度相等，高度不等 研究不同坡度的斜面斜面坡度越小越省力我最棒 山路为什么要修成弯弯曲曲呢？这样有什么好处? 盘山公路造成S形，可以有效的降低斜面的坡度，达到更加省力的效果，从而让汽车能够轻轻松松的爬上行驶。
