(共40张PPT)
第3节 认识简单机械(1)
欣赏
机械
复杂机械都是由简单机械组成的
利用开瓶器打开瓶塞工作过程是怎样的？
用撬棒撬石头的工作过程是怎样的？
撬棒和开瓶器工作时有什么共同的特征？
1、需要力的作用
2、都在绕固定点转动
O
O
一根硬棒，如果在力的作用下能绕
固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
使杠杆绕着转动的固定点（O）
F1
使杠杆转动的力（F1）
O
——支点
——动力
最简单的机械
在现实生活中，你能举出哪些杠杆的实例呢？
请画出动力F1和支点O
O
F1
羊角锤
请画出动力F1和支点O
O
F1
O
F1
剪刀
请画出动力F1和支点O
O
F1
胡桃夹
请画出动力F1和支点O
O
F1
中国古代对杠杆也有广泛的使用
撬棒撬石头时石头对撬棒有没有力的作用？该力的作用效果？
O
F1
F2
阻碍杠杆转动的力 —— 阻力(F2)
请画出阻力F2
O
F1
F2
羊角锤
请画出阻力F2
O
F1
O
F1
F2
胡桃夹
请画出阻力F2
O
F1
F2
动力臂(l1)：从支点到动力作用线的距离
(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。
（动力的作用线）
l1
o
F1
F2
阻力臂(L2)：从支点到 阻力作用线的距离
l2
o
F2
F1
你能用同样的方法画出阻力臂
杠杆“五要素”
（动力的作用线）
动力臂
阻力臂
动力
阻力
（阻力的作用线)
o
支点
请画出动力臂和阻力臂
O
F1
F2
羊角锤
O
F1
O
F1
F2
请画出动力臂和阻力臂
胡桃夹
O
F1
F2
请画出动力臂和阻力臂
（1）辨认杠杆；
（2）先找支点O；
（3）画出动力和阻力；
（4）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：
找出支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。
指甲剪
O
Ｆ１
Ｆ２
垃圾筒
找出支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。
请你找出课本p103例1中杠杆的动力臂、阻力臂
请你找出课本p103例1中杠杆的动力臂、阻力臂
F1
F2
O
有关力臂的问题？
2 杠杆是否都是直的？
力臂是＿＿到＿＿＿＿＿＿＿＿距离。
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
想一想
支点
力的作用线的垂直
右手拿几本书，先让手下垂，左手掌贴着右上臂的前部。将右下臂抬起。你的左手感觉到右上臂的肌肉有什么变化？你能结合下图解释这一现象吗？
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：
1、关于杠杆的下列说法中，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、作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反的方向转动
CD
2、下列关于力臂的说法中，正确的是（ ）
A、动力臂是指支点到动力作用点的距离
B、阻力臂是指支点到阻力作用线的距离
C、动力臂与阻力臂之和等于杠杆长
D、当力的作用线通过支点时，力臂最大
B
观察、找出自行车上的杠杆。(共45张PPT)
右手拿几本书，先让手下垂，左手掌贴着右上臂的前部。将右下臂抬起。你的左手感觉到右上臂的肌肉有什么变化？你能结合下图解释这一现象吗？
如果是大人和小孩能一起玩跷跷板吗？
画出该杠杆的五要素
当杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。
如果被称量物体的质量增加，杠杆还能保持平衡状态吗？
如何使该杠杆恢复平衡？
F1
F2
o
L1
L2
杠杆在什么条件下平衡？
杠杆
平衡
螺母
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：
假设一：
假设二：
假设三：
假设四：
F1+L1=F2+L2
F1–L1=F2–L2
F1/L1=F2/L2
F1 · L1=F2 · L2
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
★作用:调节杠杆自身的平衡
※能在杠杆上直接读出力臂的大小
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
实验数据表格设计
F1 L1
F2 L2
提问: 你的实验结论与你的假设一致吗
你的结论是什么
杠杆的平衡条件：
F1·L1=F2·L2
动力χ动力臂＝阻力χ阻力臂
杠杆的平衡条件：
F1·L1=F2·L2
动力χ动力臂＝阻力χ阻力臂
Ｆ１
Ｌ２
＝
Ｆ２
Ｌ１
７．在“研究杠杆平衡条件”实验中（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母向 调（填“左”或“右”）（2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向 （填“左”或“右”）移动 格（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将 （填“保持水平”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
当杠杆处于平衡状态时，钩码对杠杆的力的大小为Ｆ１＿＿＿＿ＦＢ，Ｆ１＿＿＿＿ＦＣ，Ｆ１＿＿＿＿ＦＤ．（填“＜”“＞”或“＝”）
ＦＢ
ＦＣ
ＦＤ
＝
＜
＞
F3
F2
F4
F1
思考与讨论
你能说出“小小称砣能压千斤”的道理吗
理发剪刀和铁匠用的剪刀有何区别
■ 你知道拧松生锈的
螺帽要用一段水管
套在板手柄上的道
理吗
讨论：
如何正确选用这些剪刀？为什么？
省力杠杆
费力杠杆
杠杆类型 杠杆特点
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
L1>L2 F1(动力<阻力)
L1F2
(动力>阻力)
L1=L2 F1=F2
(动力=阻力)
给下列杠杆分类
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
讨论：既然是费力杠杆，为什么还要使用呢？
杠杆类型 杠杆优点 杠杆缺点
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
省力
费距离
省距离
费力
既不省力也不省距离
二、杠杆的种类
省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
一、杠杆平衡条件：
F1 l1= F2 l2
动力 动力臂=阻力 阻力臂
1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则( )
A.这两个力的大小必须相等
B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大
D.力臂较长的那个力比较小
2.要使右图杠杆保持平衡,
最省力的方向是( )
A
B
C
D
o
D
A
3.判断：动力和阻力可以人为规定。（ ）
4.把重为4N和12N的物体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时, 两力臂长之比是＿＿＿＿
5、各式各样的剪刀都是一对杠杆．要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适 ( )
A． B． C． D．
√
3:1
B
6.右图为人的上肢图解，此时手托着质量为1千克的物体, 则肱二头肌收缩时所承受的力为（ ）
A.小于9.8牛顿 B.大于9.8牛顿
C.等于9.8牛顿 D.等于1千克
Ｂ
如图是铁道检修工用的道钉撬，有关尺寸见图。若在 A点竖直向下 作用200牛的力，道钉撬对道钉会产生多大
的力？如果还不能
将道钉撬出，在保
持手的作用力大小
和作用点不变的情
况下，采用什么方
法可增大道钉撬对
道钉的作用力？
O
A
F1
F2
1.2米
200牛
6厘米
如图所示的木板恰好使木板水平平衡，若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N，小兰站在距离中央支点2m的一侧，爸爸应站在距离支点多远处才能使木板平衡
省力杠杆能不能省功？动力在做功过程中消耗的能量转化成了什么形式的能？
省力杠杆费距离，费力杠杆省距离，但都不能省功。
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？
问题探究
３．如何用弹簧秤将下面杠杆调平？
４．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
５．如图所示，质量均匀的一把米尺，放在水平桌面上，A端伸出桌面30厘米，A端挂物体质量为50克，米尺B端恰能离开桌面而处于平衡，则该米尺质量为多少？(共32张PPT)
第3节 认识简单机械
如图所示，质量均匀的一把米尺，放在水平桌面上，A端伸出桌面30厘米，A端挂物体质量为50克，米尺B端恰能离开桌面而处于平衡，则该米尺质量为多少？
G
Ａ
F
5、 如图所示，在水平拉力F的作用下，重40牛的物体A匀速移动5米，已知物体A受到地面的摩擦力为5牛，不计摩擦和绳重，则拉力F通过的距离为______米，拉力F做的功为______焦。
2.5
25
做功的两个必要因素是什么？
功的计算公式是什么？
简单机械的作用是什么？
使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗？
复习提问
作用在物体上的力
物体在力的方向上通过的距离
W=Fs
要把这个物体运到高处，有哪些方法？
用手直接把物体提上去．
用杠杆把物体提上去．
用动滑轮或滑轮组
使用任何机械都不能省功．
功的原理
不省功的原因是什么？
相反，我们却发现使用机械时，会做一些并不希望做的功。
因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功=力×距离，所以不能省功．
你会选哪种方法呢？
砂子重100N，体重400N，动滑轮重10N
桶重20N，口袋重5N
某人用动滑轮将重为G1的米袋提升h高度。设动滑轮重G2，不考虑绳子重及滑轮摩擦，人所做的功为：
W=Fs=
=G1h+G2h
=W1+W2
有用功 ：使用机械时，对人们有用的功
额外功 ：人们不需要但又不 得不做的功
总功 ：有用功与额外功的总和，即
W总=W有+W额
注：通常总功指对机械所施加的动力所做的功
一、有用功、额外功、总功
W总=Fs
W有=Gh
用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功？那部分是额外功？如果桶掉进井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？
砂子重100N
体重400N
动滑轮重10N
桶重20N
口袋重5N
每层高3米
用哪种方法好？
1、有用功跟总功的比值叫机械效率
(2)有用功总小于总功,所以机械效率总小于1
看看刚才的数据,思考机械效率会大于１吗 为什么
公式：
(1)机械效率一般用百分数表示，没有单位
二、机械效率
起重机的机械效率是60%
它表示什么意思？
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功．
如图，某人用动滑轮将重为Ｇ１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？
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：必须要做的功。如W有用
总功：有用功与额外功的总和。 W总
额外功或无用功：
虽然不需要，但又不得不做的功。如W额外
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、图中人提起重物过程中，能量如何转化？
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
η＝ ×１００％
Ｗ有用
Ｗ总
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？
如图所示的滑轮组将重物匀速提高0.5米，人对绳的拉力是600牛，已知物重1000牛，求：
(1)绳的自由端被拉下的长度
(2)拉力做的有用功
(3)拉力做的总功
(4)此滑轮组的机械效率
测量斜面的机械效率
1、测量斜面的机械效率需测量哪些？
2、根据所测的量，需要哪些仪器？
3、设计实验方案。
4、由实验测量出的数据算出斜面的 。
斜面
（确定实验步骤，设计表格）
待测的量 物重(N) 斜面高度(m) 拉力(N) 斜面长度(m)
第1次
第2次
日常生活中有很多事物应用斜面的原理而达到省力的目的，如楼梯、蜿蜒而上的山路等
若将斜面围绕在圆柱上，则形成称为螺旋的简易机器。常用来锁住物体的螺丝、附螺纹的瓶盖、螺旋式汽车千斤顶等都是应用螺旋的装置。
上海南浦大桥的引桥是螺旋式的,是变形的斜面的应用。两岸引桥全长7500米,能使汽车省力不省功。螺旋式结构大大能节省了空间。
若将两个斜面结合在一起，则形成一种称为楔(或称为劈)的简易机器。楔在切割并分裂东西非常有用．刀、斧及人类门牙均为楔的例子。
拉链巧妙地利用斜面原理，使两排可互相连的链齿结合或分离。拉链的滑扣由几个楔组成，当你拉动时，它可以把原本很小的作用力转变成很大的力，使拉链拉开或闭合。
１、下列说法正确的是 （ ）
Ａ.机器效率越高越省力。
Ｂ.机械效率越高，机械的功率就越大。
Ｃ.机械效率越高，做有用功越多。
Ｄ.机械效率越高，有用功占的比例越多。
２、如图某人用水桶从井中提水，人做的有用功______，人做的额外功______。
①对绳子做的功
②对桶做的功
③对水做的功
Ｄ
③
① ②
３、滑轮重为20牛，物体都上升1米，甲、乙机械效率那个大？
500牛
乙
甲
300牛
Ｆ甲
4、一位同学用了60牛的力，将重为100牛的物体上升了3米，则该同学的机械效率是多少？
３．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
４．如图所示把50牛顿的重物匀速提匀速提升, 所用的力F为15牛顿, 则机械效率为 .
83.3%
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？
因为Ｗ有一定小于Ｗ总所以机械效率一定小于１。
技术改进，减轻机械自身重量
加润滑油，减小摩擦
总之就是尽量减小额外功。
1．机械效率永远小于1, 这是因为 ( ).
A. 动力总是小于有用阻力 B. 总功总是小于有用功
C. 总功小于机械克服所有阻力所做的功 D. 永远存在额外功
2．下列有关机械率的说法中正确的是 ( ).
A. 有用功一定时, 额外功越小, 机械效率越高 B. 额外功一定时, 有用功越大, 机械效率越高
C. 机械越省力, 机械效率越高
D. 不断革新技术, 机械效率可以等于1
3．用滑轮组提升重物,可以提高滑轮组机械效率的方法是( ).
A. 改变绕绳方法 B. 增加重物提升高度
C. 减少重物提升高度 D. 增加物重
D
D
AB
4．一斜面的机械效率为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
5．用同一滑轮组提升同一重物, 第一次将重物提高h米. 第二次将重物提高2h米. 不考虑摩擦, 比较两次实验滑轮组的机械效率, 则 ( ).
A. 第二次有用功是第一次的2倍, 因为机械效率增大一倍 B. 第二次总功是第一次的2倍, 因此机械效率减为一半 C. 第二次提升动滑轮做的额外功增大一倍, 所以机械效率减为一半 D. 两次实验滑轮组机械效率相同
D
D(共23张PPT)
第3节 认识简单机械(3)
想一想
民工要把钢材、木料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢？
一、滑轮：
周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
常见滑轮
常见滑轮
利用一只滑轮来提升物体，
定滑轮
滑轮随物体运动
滑轮固定不动
动滑轮
A、F1=Ｇ
B、可以使作用力的方向改变
F１
使用定滑轮提起重物
Ｇ
为什么使用定滑轮不能省力？
F２
F１
O
.
定滑轮相当于一个等臂杠杆
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
D
A：F２= １／２ Ｇ
B：不能使作用力的方向改变
F２
使用动滑轮提起重物
Ｇ
动滑轮也是一个变形的杠杆，请找出它的五要素．
动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆
Ｇ
想一想：
有没有既能省力又能改变力的方向机械？
思考题：
在左图所示的滑轮组中，
(a)若动滑轮重G/不计，拉力F是多少？
(b)若动滑轮重G/不能忽略，那么图中的拉力F应等于多少？
1
４
F＝
G
1
４
F＝
(G+G/)
分析：图中承担动滑轮的绳子股数为＿＿
G/
G
使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子承担，所用力就是物重和动滑轮的几分之一即
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）
F
F
小结
一、定滑轮：
转轴固定不动的滑轮。
1、特点：
不能省力，但可改变了力的方向。
2、实质：
等臂杠杆。
二、动滑轮：
转动轴 与重物一起移动的滑轮。
1、特点：能省力一半，但不能改变力的方向。
2、实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆。
使用滑轮组时，动滑轮和重物由几股绳子承担，所用力就是物重和动滑轮的几分之一
三、滑轮组
1、 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： =______牛； =_______牛； =______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。
60
120
180
60
114
174
G乙
G甲
G丙
3.如图所示的四个滑轮组中，图＿＿可省一半力， 图＿＿＿和图＿＿用力大小一样。
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)
(a)
c)
4．如图所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。
F
.
1
3
F＝
f
f
F
.
f
如图所示，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。
4
