第三节 认识简单机械[上学期]

课件111张PPT。说说使用机械的好处？这些能给我们提供方便的工具都称为机械． 第3节 认识简单机械你见过开瓶器吗？？①都是硬棒．（软的不行，直的弯的都可以）②工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的．③除固定不动的点外，还要受到两个力的作用（一个能使它转动，另一个阻碍它转动）．支 点(o)：杠杆绕着转动的点动 力(F1)：促使杠杆转动的力阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力1、在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒 一、杠杆：剪刀羊角锤钓鱼竿胡桃夹探究活动O●使用撬棒撬石块时，能否将石块撬起跟哪些因素有关？ 请指出撬棒的支点、动力、阻力及力的方向。思考：将手下移靠近O点，F1产生的效 果是否不变?o2、杠杆的五要素：支点动力阻力杠杆绕着转动的固定点，用O表示。使杠杆转动的力，用F1表示。阻碍杠杆转动的力，用F2表示。动力臂(L1)：从支点到动
力作用线的垂直距离阻力臂(L2)：从支点到 阻
力作用线的垂直距离(力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画的直线)力的作用效果还与力臂有关。2、杠杆的五要素：支点动力动力臂阻力阻力臂杠杆绕着转动的固定点，用O表示。使杠杆转动的力，用F1表示。从支点到动力作用线的距离，用L1表示。阻碍杠杆转动的力，用F2表示。从支点到阻力作用线的距离，用L2表示。oF1F2L1L2找一找oL2L1画出图中各力的力臂（1）找出支点的位置（2）沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出（3）从支点作动力、阻力
作用线的垂线段。?（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。
画力臂的方法是：画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2l1l2l1l2根据实物图画出杠杆示意图l2O中国古代对杠杆也有广泛的使用讨论　　在生活和生产中，你还能举出杠杆的实例吗？并找出它们的支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。指甲剪垃圾筒3、人身上的杠杆今天你学到了什么？1、杠杆：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒 2、杠杆的五要素：支点动力动力臂阻力阻力臂3、画杠杆的五要素：第3节 认识简单机械根据实物图画出杠杆示意图l2O问:图1与图2有何不同之处?问:图1与图2有何相同之处?思考：怎么的杠杆才算平衡呢？ 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。二、杠杆的平衡1、杠杆的平衡状态 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作匀速转动时，我们说杠杆平衡了。实验探究：杠杆的平衡条件1 提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、
阻力臂之间存在着怎样的关系？2 猜想与假设：F1F2o杠杆在什么条件下平衡？探究思考与讨论★ 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?归纳结论★作用:调节杠杆自身的平衡※因为这样力臂的数值在杠杆
上就能直接读出或量出。
实验实验研究杠杆的平衡0.490. 981.471.960.050.490.050.050.490.100.100.980.150.050.980.10提问: 你的实验结论与你的假设
一致吗?分析以上数据，你得出什么结论?用公式把上述结论表示出来交流与合作F1·L1=F2·L2这是阿基米德发现的杠杆原理。动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂——杠杆平衡的条件二、杠杆的平衡1、杠杆的平衡状态 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作匀速转动时，我们说杠杆平衡了。2、杠杆平衡的条件F1·L1=F2·L2AOBCF2F1如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端B端，其中AO＝0.1米，AB＝1米，OC＝0.7米，要撬起石头需要500牛的力，求在B端要用多少向下的力才能撬起石头？1。有一根杠杆，动力为1000N，阻力为3000N，
动力臂为1.5m，求：它的阻力臂为多少？想一想2。一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上
重600N和200N的货物，问：人肩应挑在离前端
多远处才能使扁担平衡？F1=G1＝600NF2=G2＝200N想一想OL1L2L=1.8m某次实验得到的数据:通过第一组有“2＋3＝ 2＋3”,某同学得出杠杆平衡的条件是“F1 ＋ l1 ＝ F2 ＋ l2”,请问对吗?为什么?条件：杠杆已平衡（如图）1、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？
2、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？做一做问题探究为何要调节成水平位置平衡？·O倾斜状态力臂比杠杆上的刻度小为了直接根据杠杆上的刻度读出力臂第3节 认识简单机械
例1．用铁锤拔钉的情景如图3-37所示，由图中所提供的数据，求出钉子对铁锤的阻力。例2：有一根杠杆，阻力为1000N，动力臂为0.5m，阻力臂为1.5m，求：它的动力为多少牛？通过这两个题目你发现了什么？省力杠杆（动力臂大于阻力臂）F2F1L1L2O费力杠杆（动力臂小于 阻力臂）F2F1L1L2O等臂杠杆：动力臂等于阻力臂F2F1L1L2O三、杠杆的分类
省力杠杆 （l1 > l2）

杠杆 费力杠杆（l1 < l2 ）
等臂杠杆（l1 = l2）如图杠杆分别是哪种杠杆？讨论h2h1省力杠杆：Oh1 ＞ h2省力、费距离有何特点？费力杠杆：h2h1O费力、省距离h1 ＜ h2有何特点？F2F1动力臂L1阻力臂L2由 F1L1=F2L2
∵L1 = L2
∴F1 = F2
这是等臂杠杆等臂杠杆不省力，也不省距离三、杠杆的分类
省力杠杆 （l1 > l2）

杠杆 费力杠杆（l1 < l2 ）
等臂杠杆（l1 = l2）省力、费距离费力、省距离不省力、也不省距离哪些杠杆是省力,哪些是费力杠杆?举例生活中的例子,并说明原因讨论：
如何正确选用这些剪刀？为什么？三、杠杆的分类
省力杠杆 （l1 > l2）

杠杆 费力杠杆（l1 < l2 ）
等臂杠杆（l1 = l2）省力、费距离费力、省距离不省力、也不省距离 省力杠杆费距离，费力杠杆省距离，但都不能省功。 8．如图所示,某同学在做俯卧撑运动。可将他视为一个杠杆。他的重心在A点,重力为500牛,那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少＿＿＿ 。若他在1分钟内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4米，则他的功率至少为＿＿＿瓦。 300牛60结束第3节 认识简单机械复习 下列工具中省力杠杆是___ ___；
费力杠杆是_______；等臂杠杆是_______。 (1)(2)(3)(4)(5)(6)1、4、63、52探究活动分组器材：两只带固定装置铁架台、两只滑轮、两根绳子，一盒钩码　要求：使用一只滑轮提升重物　　　　你能想出几种不同的提升方法？　学生装置展示：探究活动学生装置分析：滑轮的位置固定不动滑轮随重物移动1、定滑轮：位置固定不动的滑轮四、定滑轮与动滑轮2、动滑轮：位置随重物移动的滑轮1、用弹簧秤测出钩码的重，G1＝　　　。通过定滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码，弹簧秤的读数F1＝　　　。同时注意观察F1拉过距离与重物上升高度间的关系F1G1G2F22、用弹簧秤测出钩码和动滑轮的总重，G2＝　　　。通过动滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码，弹簧秤的读数F2＝　　　。同时注意观察F2拉过距离与重物上升高度间的关系结论？结论：使用定滑轮不能省力；拉力与重物通过和距离相等　　　动滑轮可以省一半力，但要多移动距离动滑轮和定滑轮有何特点?1、通过定滑轮用弹簧秤匀速向如图所示竖直向下、斜向下、水平拉动钩码，注意观察弹簧秤的读数F是否改变F1G1F2F3结论：F1＝F2＝F3＝G1使用定滑轮不能省力，为何还用？继续研究动滑轮和定滑轮有何特点?F结论：使用定滑轮不能省力；但可以改变力的方向　　　动滑轮能改变力的方向吗？　　　vF1、定滑轮：位置固定不动的滑轮四、定滑轮与动滑轮2、动滑轮：位置随重物移动的滑轮特点：不能省力，但可以改变力的方向,s＝h特点：省一半力，但不能改变力的方向，s＝2h定滑轮为什么不能省力？动滑轮为什么能省一半力？1、定滑轮：位置固定不动的滑轮四、定滑轮与动滑轮2、动滑轮：位置随重物移动的滑轮特点：省一半力，但不能改变力的方向， S＝2h实质：等臂杠杆实质：动力臂为阻力臂的两倍的杠杆·OL1L2·OL1L2特点：不能省力，但可以改变力的方向,s＝h l1＝ l2　 F＝G l1＝2 l2　 F＝1/2（G物＋G动）（不计摩擦）（不计摩擦）有没有又省力又能改变力的方向的滑轮？滑轮组探究活动滑轮组的省力情况G总F1＝　　　　G总G总F2＝　　　　G总分析原因n1＝　　　。n2＝　　　。承担总重的绳子段数23（f＝0）1、使用滑轮组时，重物与动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。五、滑轮组（f＝0）（f＝0）例题　缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，用它连接成如图的滑轮组，能否提升重为600牛的重物？（已知动滑轮重20牛，摩擦及绳的重力不计）解：总重　G＝600牛＋20牛＝620牛因为所需要的拉力大于绳子所能承受的最大拉力，所以不能用来提升600牛的重物。？行！练习1、按要求画出滑轮组的穿绳情况。（动滑轮重力不计，F为拉力） 2、 如图所示，利用定滑轮，动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力G甲=G乙=G丙=60牛顿。则：(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是：F甲=______牛；F乙=_______牛；F丙=______牛。
(2)动滑轮重6牛，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是：F甲=______牛；F乙=______牛；F丙=______牛。60牛30牛20牛60牛33牛22牛3、 如图所示，利用定滑轮，动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=60牛顿。则：(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是：G甲=______牛；G乙=_______牛；G丙=______牛。
(2)动滑轮重6牛，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是：G甲=______牛；G乙=______牛；G丙=______牛。601201806054牛174第3节 认识简单机械复习1、使用图所示的装置匀速提起重物　所用的拉力中，力　　　（ 　 ）A．F1最大 　　B．F2最大C．F3最大 　　D．一样大　2、如右图所示，木块在桌面上匀速滑动，拉力F为2牛，木块所受摩擦力为____牛。D4例题如图，某人用动滑轮将重为Ｇ１的米袋提升h高度。设动滑轮重为Ｇ２，不考虑绳子重及滑轮轴心处的摩擦，人所做的功为多少？米袋势能增加了多少？人所做的功是不是全部都转化为米袋的势能呢？思考　　利用动滑轮提升物体时，在人所做的两部分功Ｗ１和Ｗ２中，哪个功是我们所必需要做的？哪个功并不是我们需要做的，但又不得不做的？有用功：我们把必需做的那部分功叫做有用功（克服有用阻力所做的功）。
额外功：把虽然不需要，但又不得不做的那部分功叫做额外功（克服额外阻力所做的功）
总功：有用功与额外功的总和叫总功（动力所做的功）。讨论１、在图中，如果考虑绳子的自身重及滑轮轴心处的摩擦，所做的额外功还有哪些？你希望额外功大些、还是小些？
２、从能量转化的角度，可以对图中的各种功进行如下的分析。怎样描述机械工作时能量的利用率？总功＝人提供的能量有用功＝米袋增加的势能额外功＝滑轮增加的势能有用功跟总功的比值叫做机械效率－－－有用功跟总功的比值六、机械效率1、表达式：2、η的特点:（1）无单位（2）总小于1（3）一般用百分比表示用如图所示的滑轮组把重为600牛的重物提升了３米，如果拉力要３２０牛，则机械效率为多大？思考：如何提高机械效率？一般的滑轮组的机械效率为50%-70%，起重机的机械效率是40%-50%，抽水机的机械效率为60%-80%。3、提高机械效率的方法（1）减小摩擦（2）减小机械本身的重力探究活动用如图所示两种方法提升同一重物到相同的高度，拉力的大小与重力的关系如何？结论？利用斜面可以省力4、斜面　　　－－一种可以省力的简单机械例：盘山公路－－斜面越缓越省力探究测量斜面的机械效率１、实验器材
２、实验方案
（步骤、测量的量、记录表）讨论１、机械效率总是小于１，为什么？
２、你认为可以从哪些方面提高机械效率？1．有用功越多，机械效率越高
2．额外功越少，机械效率越高
3．物体做功越慢，机械效率越低
4．做总功越多，机械效率越低
5．做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高
6．有用功总小于总功,所以机械效率总小于1
7．做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高判断：下面说法中是否正确． 2．一斜面的机械效率为80%, 应用它可以用100牛顿的力, 匀速地沿斜面拉起重400牛顿的物体, 则斜面的高与长度之比为 ( ).
??? A. 4 : 1???? B. 1 : 4 ???? C. 5 : 1???? D. 1 : 5
D3．沿斜面把180牛顿的物体推上去, 如果斜面长5米, 高1.5米, 如果推力为94牛顿, 则额外功是 ??????? 焦耳, 斜面机械效率是 ????? ??? 。20057.4%? 4．斜面长5米, 高1米, 将一个重104牛顿的物体匀速从斜面底端拉到顶端时, 拉力与斜面平行, 如果用拉力为2.5×103牛顿.
??? 求: (1) 斜面的机械效率? (2) 额外功为多少焦耳?