11.5改变世界的机械
讨论交流:从杠杆到轮轴
利用杠杆能从井底把一桶水提上来吗?
对杠杆加以改造,变成能连续转动的杠杆
一、轮轴
1.定义:由轮和轴固定在同一轴线上组成的能绕轴心转动的简单机械叫轮轴。
2.轮轴的实质:轮轴是一个可以绕轴心连续转动的省力杠杆。
根据功的原理,使用任何机械都不能省功,使用轮轴只是改变了做功的方式,若不计摩擦和绳重,则有:F·R=G·r
3.轮轴公式:不计摩擦和绳重,F·R=G·r
4.轮轴的功能:
①改变力的大小;
②改变物体的运动速度;
③实现直线运动和圆周运动的相互转化。
G
r
F
R
5.生活中常见的轮轴
二、斜面
1.定义:斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
徒手搬运较为困难
利用斜面搬运较为轻松
根据功的原理,使用任何机械都不能省功,使用斜面只是改变了做功的方式,若不计摩擦,则推力F做的功等于直接将物体举高做的功,即:F·L=G·h
2.斜面公式:
(1)不计摩擦:F·L=G·h
(2)考虑摩擦:F·L=G·h+fL
不计摩擦,斜面长是斜面高的几倍,拉力或推力就是重力的几分之一。
3.斜面的特点:省力费距离。
4.螺旋——绕在圆柱上的斜面
5.螺旋的特点:
(1)省力费距离。
(2)螺旋将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转化。
6.生活中常见的螺旋:
盘山公路
高架桥
6.斜面的机械效率
(1)斜面的机械效率公式:
①
②
(2)影响斜面机械效率的因素
①斜面的坡度(倾角),斜面越陡,机械效率越高;
②斜面的光滑程度,斜面越光滑,机械效率越高。
三、改变世界的机械
机械的发明,改变了整个世界
蒸汽火车
蒸汽火车是世界上第一代的火车,是利用煤为动力,蒸汽机为核心的最初级最古老的火车。蒸汽火车通过用煤烧水,使水变成蒸汽,从而推动活塞,使火车运行。在人们的心目中,气势磅礴的蒸汽机车具有一种特殊的意味,因为它曾以无比的巨力开启过人类历史上一个崭新的时代。
20世纪初,美国的莱特兄弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献。在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号,并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的运载工具。它深刻的改变和影响着人们的生活。
莱特兄弟与历史上第一架飞机
“和谐号”动车组。原名CRH系列,是China Railway High-speed(中国铁路高速)的缩写,有CRH1~CRH5几种型号。新一代CRH3-380型动车组由长春轨道客车制造,设计最高速度:400 km/h,营运最高速度:380 km/h。
现代火车
中国大型客机——C919
C919是中国继运-10后自主设计并且研制的第二种国产大型客机。C919客机属中长途商用机,实际总长38米,翼展33米,高度12米,其基本型布局为168座。标准航程为4075公里,增大航程为5555公里,经济寿命达9万飞行小时。
运20——中国新一代重型军用运输机
运-20运输机(英文:Xian Y-20 ,large military transport aircraft,中国代号:鲲鹏),是中国自主研发的新一代重型军用运输机。运-20飞机最大起飞重量220吨,载重超过66吨,最大时速≥800千米,航程>7800千米,实用升限13000米。拥有高延伸性、高可靠性和安全性。
最大飞行重量:75.8吨
最大载弹量:9吨
最大航程:9000公里以上
最大作战半径:3500公里左右,可打击4500公里外的地面固定目标
一次发射量:108枚炸弹
每架轰-6K可一次性挂载6枚长剑-10导弹
轰-6K
机械的大型化和微型化、精密化
“凯桂”号油轮,船全船长333米,宽60米,甲板面积有4个足球场大。上层建筑高7层,船总高度70多米。型深30 .5米,设计吃水20 .5米,货舱深达27米,货舱容积不少于360000立方米,装载量相当于150列40节的火车。
纳米蜘蛛机器人,它们能够跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止,并且它们能够自由地在二维物体的表面行走。这种纳米蜘蛛机器人只有4纳米长,比人类头发直径的十万分之一还要小。
三峡截流大型装载机
现代机械极大地扩大了人们的活动范围
从陆地到海洋、天空直到太空
潜艇冲出海面,如破海蛟龙
整装待发的航天飞机
自动化、智能化机械进入到我们生活。
信息时代,人们将智慧赋予机械
人工智能机器人“nao”脑
打太极的机器人
改变世界的机械
轮轴
轮轴的定义:轮和轴固定在同一轴线上组成
轮轴的公式:不计摩擦和绳重,F·R=G·r
轮轴的功能:
斜面
定义:一个与水平面成一定夹角的倾斜平面
改变世界的机械
斜面公式:
斜面特点:省力费距离
螺旋的特点:
斜面的机械效率:
轮轴的实质:是一个可以绕轴心连续转动的省力杠杆
①改变力的大小;
②改变物体的运动速度;
③实现直线运动和圆周运动的相互转化。
(1)不计摩擦:F·L=G·h
(2)考虑摩擦:F·L=G·h+fL
(1)省力费距离。
(2)螺旋将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转化。
(1)斜面效率公式
(2)影响斜面效率的因素。