3.4 简单机械(4课时)(课件 39+28+31+29张ppt)

文档属性

名称 3.4 简单机械(4课时)(课件 39+28+31+29张ppt)
格式 zip
文件大小 17.7MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2019-08-23 19:56:45

文档简介

课件29张PPT。 认识简单机械---机械效率使用任何机械都不能省功.功的原理 不省功的原因是什么?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)不变,所以不能省功.使用机械时,虽然不省功,但会做一些并不希望做的功。用如图所示的滑轮组提升重为600牛的重物,动滑轮重20牛,则拉力要多大?(摩擦及绳的重力不计)F=1/2(G物+G动) =1/2(600牛+20牛)=310牛要使重物上升2米,绳子自由端需拉过几米?s=2h=2×2米=4米拉力所做的功是多少焦?W=Fs=310牛×4米=1240焦提升重物所做的功是多少焦?W=G物h=600牛×2米=1200焦提升动滑轮所做的功是多少焦?W=G动h=20牛×2米=40焦希望做的功不希望做的功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,人的拉力所做的功为:W=Fs==G1h+G2h G1h和G2h都是人所希望作的功么?G1h是人拉米袋所作的功,属于有用功,G2h是人拉动滑轮所作的功,不是人所希望作的,属于额外功。1、有用功:必需做的功一、有用功与额外功2、额外功:不需要但又不得不做的功3、总功:有用功+额外功W总=W有用+W额外克服摩擦所做的功克服机械本身重力所做的功注:通常总功指对机械所施加的动力所做的功砂子重100N
体重400N
动滑轮重10N
桶重20N
口袋重5N
每层高3米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?6006006002520312018078090690砂子重100牛,桶重20牛,
体重400牛,口袋重5牛,
动滑轮重10牛如图,某人用动滑轮(重为G2)将物体(重为G1)提升h高度,不考虑绳重及滑轮轴心处的摩擦,人所做的功为W=W1+W2从能量转化的角度对各种功加以分析总功=有用功+额外功总功=人提供的能量有用功=物体增加的势能额外功=滑轮增加的势能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.用如图所示的滑轮组提升重为600牛的重物,动滑轮重20牛,则拉力要多大?(摩擦及绳的重力不计)拉力所做的功是多少焦?W=Fs=310牛×4米=1240焦提升重物所做的功是多少焦?W=G物h=600牛×2米=1200焦提升动滑轮所做的功是多少焦?W=G动h=20牛×2米=40焦求:该滑轮组的机械效率?3、提高机械效率的方法(2)减小机械自重来减少额外功 (1)减小机械间的摩擦力来减少额外功 思考:如何提高机械效率?机械效率的定义 : 有用功跟总功的比值课 堂 小 结
?
有用功 :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 公式:∴   永远小于1 练习1、一台起重机将重3600牛的货物提高4米,如果额外功是9600焦,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?
2、如图所示,滑轮组的机械效率为80%,设重1600牛的物体G匀速上升4米,求 (1)有用功;(2)总功;(3)拉力的大小。
1、用一个动滑轮把重100N的沙子提到9m高的脚手架上,所用的力是60N,那么做的总功是 J,有用功是 J ,机械效率是 。2、用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货物抬高20cm,手向下压杠杆的力是220N,手下降的高度是 cm,人做的总功是 J,有用功是 J,这根杠杆的机械效率是 。108090083.3%40888090.9%课前练习500牛3米你还有办法吗?三、斜面    --一种可以省力的简单机械斜面LhGFACBFLW动力=W斜面克服阻力=GhFL=Gh光滑2.斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一。3. 同一物体升高相同的高度,斜面越长越省力。 1.使用斜面可以省力.斜面光滑测量斜面的机械效率探究通过下图想想,测量斜面的机械效率,需要测量哪些量,需要哪些器材?GW总=FLW有用=Ghη=提出问题:斜面的机械效率与什么因素有关?进行假设:可能与斜面的粗糙程度有关 可能与斜面的倾斜程度有关 可能与物体的重力有关 …… 进行实验,记录数据(注意:控制变量法)(1)探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时,控制斜面的粗糙程度和物体重力一定,改变斜面的倾斜程度。分别就较缓、较陡、最陡做三次(2)探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系时,控制斜面的倾斜程度和物体重力一定,改变斜面的粗糙程度。分别在毛巾、木板、玻璃斜面上做三次(3)探究斜面机械效率与物体重力的关系时,控制斜面的倾斜程度和粗糙程度一定,改变物体的重力。分别就较轻、较重、最重做三次总结:影响斜面的机械效率的因素有斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度、物体的重力。
1:在斜面的粗糙程度、物体重力一定时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高。
2.在斜面的倾斜程度、物体重力一定时,斜面越光滑,斜面的机械效率越高。
3.在斜面的倾斜程度、粗糙程度一定时,物体重力越大,斜面的机械效率越高。总功W总=Fs
有用功W有用=Gh
额外功W额外=fs机械效率若斜面光滑,f=0W总=W有用W额外=0Fs=GhGh一定时,S越长,F越省力斜面长18米, 高9米, 将一个重200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120牛顿. 求:
(1) 斜面的机械效率? (2) 额外功为多少焦耳?解:W额外=W总-W有用=2160J-1800J=360J斜面的应用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.3、一斜面长10米,高2米,用25牛的力沿斜面将重为100牛物体推上去,则( ) A、有用功是25焦,机械效率是25% B、有用功是200焦,机械效率是25% C、有用功是200焦,机械效率是80% D、有用功是250焦,机械效率是20%
C课件39张PPT。 给我一个支点和一根足够长的木棍,我就能撬动地球——阿基米德简单机械---杠杆123复杂机械都是由简单机械组成的什么是杠杆?撬棒和开瓶器工作时有什么共同的特征?①都是硬棒.(软的不行,但是直的弯的都可以)②工作过程中都在转动,转动过程中有一点是固定不动的.③除固定不动的点外,还要受到两个力的作用.一个能使它转动的力,另一个阻碍它转动的力. 1、定义:在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒.一、杠 杆:议一议:在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例呢?羊角锤剪刀镊子托盘天平钓鱼杆翻斗车支 点:杠杆绕着转动的点,(用O表示)动 力:促使杠杆转动的力;(用F1表示)阻 力:阻碍杠杆转动的力;(用F2表示)活动一:做实验 感知力 讨论: 我们用自己的学习用品模拟石头,用一把尺子把它撬起来,想想看,怎么做?根据下列杠杆(支点为O),找出动力F1和阻力F2羊角锤请画出动力F1和支点OF1F1胡桃夹请画出动力F1和支点OF1胡桃夹请画出阻力F2F1F2请画出阻力F2F1F2剪刀请画出动力F1和支点OF1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)L1oF1F2阻力臂(L2):从支点到 阻力作用线的距离L2oF2F1你能用同样的方法画出阻力臂试一试动力臂(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L2L1请指出撬棒的支点、动力、阻力及力的方向、力臂(力的作用线:通过力的作用点,沿力的方向所画的直线)杠杆五要素支点:杠杆绕着转动的点(O点)动力:使杠杆转动的力(F1)阻力:阻碍杠杆转动的力(F2)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)画力臂的方法是:注意1、动力和阻力可以在支点两侧,
也可在支点同侧;
2、当力作用在支点时力臂为零。 一找支点二找力,
三画力线要牢记;
点到力线引垂线,
垂线长度即力臂。L2L1例题1: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。请画出动力臂和阻力臂F1F2胡桃夹F1F2请画出动力臂和阻力臂根据实物图画出杠杆示意图L2Oo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:要改变支点力的作用线的垂直3、人身上的杠杆3-37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C练习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B练习画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2画出下列杠杆的力臂l1l2l1l2作出下列杠杆的动力臂和阻力臂。F1找出支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。指甲剪F1F2垃圾筒找出支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。课件28张PPT。第4节
简单的机械
——杠杆平衡一、杠杆的平衡提问:什么是杠杆的平衡?归纳结论: 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:假设一:假设二:假设三:假设四:F1+L1=F2+L2F1–L1=F2–L2F1/L1=F2/L2F1 · L1=F2 · L2提问:你还有其他的假设吗?F12+L12=F22+L22F13+L13=F23+L23 等等F1F2o杠杆在什么条件下平衡?探究★ 杠杆两端有两只可调节的平衡螺母,能起什么作用?★作用:调节杠杆自身的平衡为什么要求杠杆静止时,在水平位置呢?·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数据记录与分析从数据分析中得出什么结论?总之,杠杆的平衡条件是交流与合作F1·L1=F2·L2这是阿基米德发现的杠杆原理。写成比例式?AOBCF2F1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?·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?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?问题探究如何用弹簧秤将下面杠杆调平??F3F2 F4F1哪个方向更省力?拉一拉二、杠杆的分类省力杠杆省力杠杆等臂杠杆费力杠杆L1>L2
F1(动力<阻力)L1F1>F2
(动力>阻力)L1=L2
F1=F2
(动力=阻力)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?生活中的杠杆有一扁担长2米,前后端分别挂有重300牛和200牛的货物,要使扁担保持水平,肩应在离前端多远的地方?小结二、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( )
课堂练习ABCDoDA3.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,两端的长度之比是____.
课堂练习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.√3:1B课堂练习一根轻质杠杆,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BP104例33.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。课外习题4.用扳手拧生锈的螺母时,工人师傅常在扳手柄上再套一节管子,如图一所示。这样就比较容易地拧下螺母,这是因为( )
A.套上的管子较重,可以省些力
B.套上的管子较粗,使用比较方便
C.套上管子后可以用较大的力
D.套上管子后增大了力臂8.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 4.在图13—2中是杠杆原理的应用,其中节省距离的是____,增大距离的是________,可以省力的是________。ABCD 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结束课件31张PPT。 认识简单机械(三)---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。生活中的滑轮滑轮――周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子,是属于一种简单机械 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? 探究活动装置分析: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定、动滑轮各有什么好处呢?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: 定滑轮不能省力;拉力与重物通过的距离相等 动滑轮可以省一半力;但要多移动距离探究活动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是否改变定、动滑轮各有什么好处呢?F1G1F2F3结论:F1=F2=F3=G1使用定滑轮不能省力,为何还用?探究活动定、动滑轮各有什么好处呢?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?   v1、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  定滑轮的实质F1F2OL1=L2F2F1OL1=L2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  ·OO·L1L2L1 =2L2
动滑轮的实质动力臂是阻力臂两倍的杠杆F1F2OOL1L2L1 =2L2F1F2L2L1两图L2相同L1变小,F1变大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:   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)想一想:如果想要既能省力,又能改变力的方向,那怎么办?滑轮组由若干个定滑轮和动滑轮组成的装置叫滑轮组。 A.探究一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组的绕线方法B.探究滑轮组的省力情况及移动距离的情况.用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重G,如图,通过滑轮组用弹簧测力计匀速拉动钩码,记录承担钩码和动滑轮的总重的绳子股数n和弹簧测力计的读数F, 并记录钩码上升的距离h和拉力F移动的距离Sn=2 n=3F=G/2 F=G/3 S=2h S=3h n=4 n=5F=G/4 F=G/5 S=4h S=5h 使用滑轮组时,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;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物结论n=3F=f/3 S=3h fFFFFF按要求画出绳子的绕法n=奇数,从动滑轮开始画n=偶数,从定滑轮开始画F1=G/2 F2=G/4 F3=G/8 F4=G/16 F=G/16 FF2F2F4F4F8F8FF+2F+4F+8F=GF=G/15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。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) 二、滑轮组在水平位置的例题1、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 102、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 = ? F104、如图所示,物体A重G=80N, 在拉力下匀速前进, 物体A受到的摩擦力f=60N,此时拉力F等于____N.(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)1203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巩 固 练 习:1:如下图(a)所示,物体B重100N,在力F作用下匀速上升时,F应等于___N。(不计摩擦)2: 如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是__N.人匀速拉绳子的力是__N(动滑轮自重不计)100100503: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)