第三节 认识简单机械(5课时)

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名称 第三节 认识简单机械(5课时)
格式 rar
文件大小 18.5MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2010-11-15 12:03:00

文档简介

课件21张PPT。定滑轮1、定滑轮实际上就是等臂杠杆。2、拉力大小始终等于重物的重力大小。3、拉力的方向与重物移动的方向相反。结论:使用定滑轮不省____,但可以改变施力的___。力F=G方向4、动力移动的距离等于物体移动的距离1、动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。3、拉力的方向与重物的移动方向相同。结论:使用动滑轮可以____,但不能改变施力的____。省力方向动滑轮4、动力移动的距离是钩码上升距离的2倍。即 S=2h实验表明:使用滑轮组时,重物和动滑轮的总重由几股绳子承担,提起重物所用力就是总重的几分之一,绳子自由端通过的距离是重物提升高度的几倍。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?滑轮组拉力F的大小等于____。如图所示, G=80N,f=60N(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)20N 帮小明想想可以用哪些方法将这袋重为500牛的米,从一楼搬到高度为3米的二楼?快点帮帮我!!帮帮忙: 一、直接搬二、定滑轮三、动滑轮四、滑轮组一、直接搬计算小明对米做多少功?∵F=G,S=h小明对米:W=FS∴W=FS=Gh=500牛×3米=1500焦二、定滑轮(摩擦、绳重不计)拉力所做的功多少焦?∵F=G,S=h∴W=FS=Gh=500牛×3米
=1500焦结论:使用定滑轮不能省功。三、动滑轮(摩擦、动滑轮重、绳重不计)拉力所做的功多少焦?∵F=1/2G,S=2h∴W=FS=500牛×1/2×3米×2
=1500焦结论:使用动滑轮不能省功。四、滑轮组(摩擦、动滑轮重、绳重不计)拉力所做的功多少焦?∵F=1/2G,S=2h∴W=FS=500牛×1/2×3米×2
=1500焦结论:使用滑轮组不能省功。使用任何机械都不省功结论:2、克服米的重力所做的功多少焦?1、拉力所做的功多少焦?F=1/2(G物+G动)=1/2(600牛+20牛)=310牛W=FS=310牛×6米=1860焦W=G物h=600牛×3米 =1800焦思考:袋重为600牛的米,从一楼搬到高度为3米的二楼,(摩擦、绳重不计)S=2h=2×3米=6米3、提升动滑轮所做的功是多少焦?W=G动h=20牛×3米=60焦必须做的功不希望做又不得不做的功动滑轮重为20牛。3、总功 = 有用功 + 额外功1、有用功:机械克服有用阻力所做的功。(必需做的功)2、额外功:机械克服摩擦等额外阻力所做的功。
(不需要但又不得不做的功)W总=W有用+W额外---有用功跟总功的比值4、机械效率(1)表达式:(2)η的特点:①无单位②总小于1③一般用百分比表示2、克服米的重力所做的功多少焦? 1、拉力所做的功多少焦?W=FS=310牛×6米=1860焦W=G物h=600牛×3米=1800焦动滑轮重为20牛,思考:袋重为600牛的米,从一楼搬到二楼高度为3米?(摩擦、绳重不计)3、提升动滑轮所做的功是多少焦?W=G动h=20牛×3米=60焦4、求该滑轮组的机械效率?=96.8%例1:用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上,所用力是120N,求有用功、总功机械效率各是多少?解:答:有用功是1800J,总功是2160J,机械效率是83.3%生活中:一般的滑轮组机械效率为50%~70%,
起重机的机械效率为40 %~ 50 %,
抽水机的机械效率为60 %~ 80 % 机械效率越大,意味着机械工作时能量的利用率越高。思考:如何提高机械效率呢?(1)减小摩擦(2)减小机械本身的重力提高机械效率的方法:减少额外功(3)增加提升物体的重力来增加有用功增加有用功3、总功 = 有用功 + 额外功1、有用功:机械克服有用阻力所做的功。
(必需做的功)2、额外功:机械克服摩擦等额外阻力所做的功。
(不需要但又不得不做的功)W总= W有用 + W额外---有用功跟总功的比值4、机械效率小结:机械效率500牛3米你还有办法吗?斜面LhGFACBFLW总=W有用=Gh探究:如何测量斜面的机械效率η=我们要测量哪些物理量?斜面的长L和高h、拉力F、木块的重力G 请设计表格来记录实验数据 你认为斜面的机械效率可能与哪些因素有关?谈谈你会怎么去设计实验?课件30张PPT。第3节 认识简单机械(1)这些能给我们提供方便的工具都称为机械 汽轮机起重机说说使用机械的好处。
挖掘机最简单的机械——杠杆 阿基米德 (公元前287-前212),古希腊伟大的数学家、力学家。 给我一个支点,我可以撬动整个地球 ?①都是硬棒(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还受到两个力的作用(一个能使它转动,另一个阻碍它转动).杠杆:一根硬棒在力的作用下,能绕着固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆。中国古代对杠杆有着广泛的使用支点:使杠杆绕着转动的固定点(O点)动力:使杠杆转动的力(F1)阻力:阻碍杠杆转动的力(F2)L1L2动力臂:从支点到动力作用线的(垂直)距离(L1)阻力臂:从支点到阻力作用线的(垂直)距离(L2)杠杆的五要素O杠杆平衡状态:在动力和阻力的作用下,保持静止状态或匀速转动状态。L2L1画出图中各力的力臂(1)找支点(2)沿力的作用方向画动力、阻力的作用线。(3)过支点作动力、阻力
作用线的垂线段。寻找生活中的杠杆F1F2L1L2O开瓶器筷子2、杠杆是否都是直的?思考:1、力臂一定在杠杆上吗?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?不一定也可以是弯的要改变寻找自身的杠杆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C练习2、下列关于力臂的说法中,正确的( )
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垂直距离
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B3、画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL24、确定动力臂和阻力臂根据实物图画出杠杆示意图l2O课件26张PPT。第三课时:杠杆平衡的应用 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:过力的作用点,沿力的方向的直线)杠杆:在力的作用下能够绕固定点转动
的硬棒 复习回顾:杠杆平衡的条件?什么情况下使用较小的力能够产生巨大力的效果?----杠杆思考:ol2l1问题:在用撬棒撬石头时,通常会感到省力些,这到底是为什么呢?由 F1L1=F2L2
∵L1 〉 L2
∴F1 〈 F2
这是省力杠杆水平面 l2l1请观察比较
动力臂阻力臂;
动力阻力;
动力移动距离阻力移动距离l1>l2F1h1、省力杠杆:
省力但费距离生活中的省力杠杆谈谈你如何做可以使自己更省力呢?F2F1动力臂L1阻力臂L2由 F1L1=F2L2
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
这是费力杠杆问题:在使用缝纫机时,脚踏踏板通常会感到很酸这到底是为什么呢?水平面 l1l2请观察比较
动力臂阻力臂;
动力阻力;
动力移动距离阻力移动距离l1F2h费力但省距离生活中的费力杠杆OF2F1l1l2那么天平又是什么杠杆呢?由 F1L1=F2L2
∵L1 = L2
∴F1 = F2
这是等臂杠杆OF2F1l1l23、等臂杠杆:L1=l2,F1=F2特点:既不省力,也不省距离杠杆的分类省力杠杆省力杠杆等臂杠杆费力杠杆杠杆的分类1、 l1> l2F1<F2省力杠杆2、 l1< l2F1>F2费力杠杆3、 l1=l2F1=F2等臂杠杆(天平)讨论:下列杠杆属于哪一类杠杆?省力杠杆省力杠杆费力杠杆等臂杠杆它们是什么杠杆?省力杠杆省力杠杆费力杠杆省力杠杆 使用时哪些是省力杠杆?
哪些费力杠杆?
手柄长于刀口的为省力杠杆刀口长于手柄的为费力杠杆ABCDAB CD1、下列个杠杆是省力的( )练一练:ABCDABC2、下列哪个杠杆是省距离的( )D3、图中的等臂杠杆处于水平位置并静止,B端绳子的拉力F与A端重力G相比( )
A. F=G;
B. F<G;
C. F>G;
D. 无法比较。ABCD5、各式各样的剪刀都是一对对杠杆,要剪开较硬的物体,使用哪种剪刀最合( )?????????????????????????B 4、①剪铁皮的剪子、②钓鱼杆、③天平、 ④电工钳,其中省力的杠杆是________省距离的杠杆________,等臂的杠杆是__________.1、4 32
6、在下图的四个杠杆均处于平衡状态,各杠杆上悬挂的物体重G均相等,所需的力分别为F1、F2、F3、F4,其中最小的是( )F17、如图的杠杆,O为支点。若FAlA=FBlB,则此杠杆( )
A、一定静止不动 B、一定转动
C、可能静止不动 D、以上情况都有可能B课件21张PPT。认识简单的机械第二课时1、什么叫杠杆3、画出杠杆的五要素2、杠杆的五要素 复习oF1F2L1L2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。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+L2F1–L1=F2–L2F1/L1=F2/L2F1 · L1=F2 · L2F1F2o思考与讨论★杠杆两端装置两只可调节的螺母,能起什么作用?※为什么要求杠杆静止时,在水平位置呢?★作用是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。思考:F1L1与F2L2之间有什么样的关系呢?动力?动力臂
(个格)阻力?阻力臂
(个格)1 2 2 1 2 3 3 2 3 4 6 2 3 4 2 6 2 2 6 6 12 12 12 12 结论:
当杠杆达到平衡状态时动力?动力臂=阻力?阻力臂公式:F1 ?L1=F2?L21.如图4,杠杆处于平衡状态,F的力臂是什么?2.如图5,某一同学由图得出F1×OA=F2×OB,这个结论对吗?为什么?P82例题:道钉橇有关尺寸如图所示,若在A点竖直向下的作用200牛的力,道钉橇对道钉会产生多大的力?·OL1L21.2米6厘米 如果这个力还不能将道钉拔出,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以增大道钉橇对道钉的作用力?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?已知:F1=1000N F2=3000N L1=1.5m
求:L2=?解:根据杠杆的平衡条件:
   由F1L1=F2L2得
   L2=F1L1 / F2
=(1000N X 1.5m) / 3000N
=0.5m
答:它的阻力臂为0.5m.想一想他们在干什么?据2001年6 月23日杭州日报报导:杭州一位物理老师在动物园用小小弹簧秤称出了大象的质量.现代曹冲称象·O现代曹冲称象若当时这位物理老师调整的杠杆动力臂为4米,阻力臂为10厘米,弹簧秤示数为100牛,则称出的大象重力约多大?如何用弹簧秤将下面杠杆调平?想一想:F3F2 F4F1哪个方向更省力?1.把重为4N和12N的物体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时,两端的长度之比是____.3:1练一练:2、一根轻质杠杆,在左右两端分别挂在200牛和300牛的重物时,杠杆恰好平衡。若将两边物重同时减少50牛,则杠杆(? )
A.左端下沉  B.右端下沉 
C.仍然平衡  D.无法确定B3.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 B4、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=200NOL1L2L=1.8m5、如图:有一根粗细均匀的1m 长的木棒放在墙角,垂直作用在木棒上的力F使木棒与地面成600的角,已知木棒重力为G,求F的大小?F请你仔细观察如图所示的漫画,分析究竟小猴与小兔谁分得的萝卜重,简要说明理由_____________________________________
____________________________________________________________________。小猴子分到萝卜重。因为萝卜平衡时,较粗一端重心
与支点间距离短,据杠杆平衡条件:G粗L粗=G细L细
可知,小猴分得的萝卜重。课件30张PPT。第3节 认识简单机械---滑轮
造房子时要把钢材、木料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢?——滑轮滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。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一、定滑轮与动滑轮2、动滑轮:位置随重物移动的滑轮2、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. 同时注意观察F1拉过距离与重物上升高度间的关系F1G1F2F3F1=F2=F3=G1定、动滑轮各有什么好处呢?活动1:1、用弹簧秤测出钩码的重,G1=   。定滑轮不能省力;拉力与重物通过的距离相等结论?F结论:使用定滑轮不能省力;但可以改变力的方向   v结论?G2F2活动2:1、用弹簧秤测出钩码和动滑轮的总重,G2=   。2、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动滑轮可以省一半力;但要多移动距离1、定滑轮:位置固定不动的滑轮一、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例1:使用如图所示的装置提起重物G,在三种方式中所用的拉力:
A F1最大。 B F2最大。
C F3最大。 D 三者一样大。定滑轮小结探究活动定滑轮为什么不能省力?动滑轮为什么能省一半力?模型演示1、是什么杠杆?l1=l2F1=F22、为了把物体举得更高,怎么办?让绳子跨过杠杆拉动3、如何减小摩擦?拼上两个周边有槽的半轮--制成定滑轮结论:定滑轮实质上是等臂杠杆  F1模型演示1、是什么杠杆?l1=2l2F1=1/2F22、支点在哪?固定端绳子与滑轮相切处结论:动滑轮实质上是动力臂为阻力臂两倍的杠杆  ·O1、定滑轮:位置固定不动的滑轮一、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)例2:如图所示,在水平拉力F的作用下,物体匀速向右滑动时,弹簧秤示数为10牛,不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦,则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力f的大小分别是( )
A 20牛 20牛 B 10牛 20牛
C 20牛 10牛 D 10牛 10牛想一想:如果想要既能省力,又能改变力的方向,那怎么办?二、滑轮组由若干个定滑轮和动滑轮组成的装置叫滑轮组。 实验1、用弹簧秤测出钩码和滑轮的总重,G=___。
2、如图甲方式匀速拉动绳子,弹簧秤的读数F1=__。
3、如图乙方式匀速拉动绳子,弹簧秤的读数F2= ___。甲乙F1F2
23此时重物和动滑轮的总重由___段绳子承担。此时重物和动滑轮的总重由___段绳子承担。分析原因G总F1=    G总G总F2=    G总n1=   。n2=   。承担总重的绳子段数23(f=0)滑轮组的省力情况n=2n=2n=3数一数:F1=1/2GF1F2F3F4F2=1/3GF3=1/4GF4=1/5G不计摩擦和绳重 F=1/n G奇动偶定n=5       n=4画一画:1、动滑轮和重物的总重由几股绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之一;2、重物上升高度为h,则绳子自由端移动距离为nh。即S绳=nh物3、重物上升速度为v,则绳子自由端移动速度为nv。即v绳=nv物二、滑轮组例题3: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。例4:如图所示,物体A重G=80N,在F=60N拉力下匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于____N.
(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计).1:竖直方向上有一对平衡力N和G2:水平方向上有一对平衡力T和fG=N=80Nf=T=120N因为T=2F=120N120N例5、如图所示,用滑轮组牵引重物在水平地面上匀速移动,已知所用拉力F=100N,滑轮本身的重及摩擦不计,则重物与地面间的摩擦力是多少牛顿?当物体移动1.5m时,绳子自由端拉过的距离是多少?解:n=3,F=1/nf则 f = nF =3 × 100N = 300N
S自= nS物 = 3 ×1.5m = 4.5m例6:如图所示,物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以lm/s的速度做匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为5N(不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮与绳间摩擦)(1)物体A与水平面的摩擦力大小为多大?
(2)拉力F在2s内移动的距离是多少?
(3)拉力做了多少功?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牛练习2、如图所示的四个滑轮组中,图__可省一半力,图__最费力,图__和图__用力大小一样。(b)(c)3、按要求画出滑轮组的穿绳情况(动滑轮重力不计,F为拉力) 4、如图所示,用此滑轮组匀速拉动放在水平面上的物体,若物体重150牛,物体与水平面间的摩擦力为30牛,则所需拉力F为________牛。(滑轮重及摩擦均不计)分析:如图所示,绳子股数
n = 3 则拉力 F = 1/3f 105、如图所示,物体重力为100N,在大小为20N的水平拉力作用下匀速前进,这时物体受到的摩擦大小等于__________N(滑轮重及摩擦不计)分析:如图所示,绳子股数
n = 2则摩擦力 f = ? F10