第十二章简单机械.ppt

第十二章第十二章 简单机械简单机械１、１、杠杆杠杆 2 2、滑轮、滑轮 3 3、机械效率、机械效率 重点：重点：杠杆的平衡条件与杠杆的平衡条件与杠杆的分类杠杆的分类难点：难点：画出画出实际问题中杠杆的实际问题中杠杆的力臂力臂《《杠杆杠杆》》整体思路整体思路教学过程教学过程（一）导入新课（一）导入新课(2’)在在力力的作用下，能的作用下，能绕固定点转动绕固定点转动的的硬硬棒，叫做杠杆棒，叫做杠杆一、杠杆的定义：一、杠杆的定义：理解理解：：“硬硬”在力的作用下不容易发生形变杠杆不一定都是直的也在力的作用下不容易发生形变杠杆不一定都是直的也可以是弯的，可以是各种形状的可以是弯的，可以是各种形状的一）传授新课（一）传授新课(35’)支支 点：杠杆可以绕其转动的点点：杠杆可以绕其转动的点O动动 力：使杠杆转动的力力：使杠杆转动的力F1阻阻 力：阻碍杠杆转动的力力：阻碍杠杆转动的力F2动力臂：从支点动力臂：从支点O 到动力到动力F1作用线的距离作用线的距离l1阻力臂：从支点阻力臂：从支点O 到阻力到阻力F2作用线的距离作用线的距离l2支支 点：（可以在杠杆的中间，也可在两端但一定是点：（可以在杠杆的中间，也可在两端但一定是在杠杆上在杠杆上））动动 力：（人施加在杠杆上的力）力：（人施加在杠杆上的力）阻阻 力：（动力、阻力受力物体都是杠杆，所以动力力：（动力、阻力受力物体都是杠杆，所以动力作用点，阻力作用点，也都是在杠杆上）作用点，阻力作用点，也都是在杠杆上）动力臂：（解释动力臂：（解释力的作用线概念力的作用线概念 ，，强调是强调是垂线段垂线段阻力臂：阻力臂：二、杠杆的五要素：二、杠杆的五要素：教师板画：教师板画：B BA AO OF FO OB BA A三、画力臂三、画力臂一、先找支点一、先找支点 二、再画力的作用线二、再画力的作用线 三、三、由由支点支点向向力的作用线力的作用线做垂线做垂线 ，， 力臂就是垂线段力臂就是垂线段 四、标符号（垂足、大括号、力臂符号）四、标符号（垂足、大括号、力臂符号） 题后思考：题后思考：1.杠杆的力臂一定是在杠杆上么？什么时候杠杆的力臂一定是在杠杆上么？什么时候力臂在杠杆上？什么时候不在？力臂在杠杆上？什么时候不在？F1F2L1L2O三、画力臂三、画力臂●O●●F1F2∟l1∟l2四、杠杆的平衡条件：四、杠杆的平衡条件：2．探究杠杆的平衡条件（实验）．探究杠杆的平衡条件（实验） 1．杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时，．杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说我们就说杠杆平衡杠杆平衡。

1) 为什么要调节杠杆在为什么要调节杠杆在水平位置水平位置平衡平衡 ？？(2) 如何使用平衡螺母调节杠杆在水平位置平衡如何使用平衡螺母调节杠杆在水平位置平衡 ？？(3) 实验中为什么要多次测量？实验中为什么要多次测量？(4) 实验过程中实验过程中：：1.较小的动力较小的动力 与与 较大的阻力较大的阻力 能否使杠杆平能否使杠杆平衡？什么条件？在保证阻力和阻力臂一定情况下，动力和动衡？什么条件？在保证阻力和阻力臂一定情况下，动力和动力臂什么关系？力臂什么关系？（（6）是不是）是不是力大力大或者或者力臂大力臂大的那端就一定下沉？向哪段下的那端就一定下沉？向哪段下沉跟什么因素有关？沉跟什么因素有关？(5) 动力和阻力在支点的同一侧杠杆能平衡么？动力和阻力的动力和阻力在支点的同一侧杠杆能平衡么？动力和阻力的方向有什么关系？两侧呢？方向有什么关系？两侧呢？3 3、　杠杆、　杠杆平衡平衡时，动力时，动力××动力臂动力臂= =阻力阻力××阻力臂1.公式中任意知道三个量通过公式数学变形可以求出第四公式中任意知道三个量通过公式数学变形可以求出第四个量例如：个量例如： 2.应用公式计算，单位要统一，力臂单位一致。

应用公式计算，单位要统一，力臂单位一致3.公式变形比例式公式变形比例式 F1 :F2 = l2 ：：l1　　　　4．简单练习题．简单练习题1、、F1: :F2＝＝2: :5，，l1: :l2＝＿＿＿＿＝＿＿＿＿2、、F1＝＝20N，，F2＝＝40 N，，l1＝＝10cm，，l2＝＿＿＿＝＿＿＿　　　　5．例题．例题 P 79请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？是省力了？还是费力了呢？F1F2l1l2o五、杠杆的分类五、杠杆的分类　　　　 2．．费力杠杆：费力杠杆： l1 < l2，，F1>F2 省距离省距离 费力费力 应用：镊子应用：镊子 钓鱼竿钓鱼竿 船桨船桨 筷子筷子 　　1．省力杠杆：．省力杠杆： l1 >l2 ，，F1

他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜1）若使杠杆在）若使杠杆在 位置平衡，需把平衡螺母向位置平衡，需把平衡螺母向 端调节2））如如果果在在杠杠杆杆的的A处处挂挂三三个个相相同同的的钩钩码码，，则则在在B处要挂处要挂 个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡3））若若在在C处处挂挂6 N的的钩钩码码，，用用弹弹簧簧测测力力计计作作用用在在B点点，，要要使使杠杠杆杆在在水水平平位位置置平平衡衡，，最最小小拉拉力力的的方方向向应应该该 ，此时弹簧测力计的示数为，此时弹簧测力计的示数为 水平水平右右2OACB竖直向上竖直向上2 N　　　　3．如图所示，分别沿力．如图所示，分别沿力F1、、F2、、F3、的方向用、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（确的是（ ））A．沿．沿F1方向的力最小方向的力最小B．沿．沿F2方向的力最小方向的力最小C．沿．沿F3方向的力最小方向的力最小D．三个力的大小相等．三个力的大小相等BF3F1F2OL L1 1L L3 3L L2 2题后思考：题后思考：作用在同一点的不同方向上的力，作用在同一点的不同方向上的力，力臂相同么？什么方向上的力臂最长？力臂相同么？什么方向上的力臂最长？重点：重点：定滑轮和动滑轮的特点定滑轮和动滑轮的特点难点：难点：对滑轮、斜面和轮轴特点的探究对滑轮、斜面和轮轴特点的探究第十二章第十二章 第２节第２节 滑轮滑轮三、教学过程三、教学过程（一）导入新课（一）导入新课(2’)复习引入：复习引入：1.杠杆的平衡条件是什么？杠杆的平衡条件是什么？ 2.杠杆的分为哪几类？杠杆的分为哪几类？ 有什么特有什么特点？生活中有哪些应用？（举例）点？生活中有哪些应用？（举例） 3.生活中除了杠杆还有没有其他生活中除了杠杆还有没有其他的简单机械呢？的简单机械呢？　　这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧。

这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧　　滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮凹槽凹槽轴轴小轮小轮一、认识滑轮一、认识滑轮工作时，轴不随物体移动的滑轮工作时，轴不随物体移动的滑轮一、定滑轮一、定滑轮二、动滑轮二、动滑轮工作时，轴随着物体移动的滑轮工作时，轴随着物体移动的滑轮二、认识定滑轮和动滑轮二、认识定滑轮和动滑轮图图A图图B图图C图图D三、哪些是定滑轮？哪些是动滑轮？三、哪些是定滑轮？哪些是动滑轮？结论：结论： 使使用用定定滑滑轮轮不不省省力力，，不不省省距距离离；；但可以改变力的方向但可以改变力的方向四、实验探究定滑轮和动滑轮的特点四、实验探究定滑轮和动滑轮的特点物重物重G/N物体移物体移动方向动方向物体移动物体移动距离距离h/m拉力拉力F/N拉力拉力方向方向拉力移动拉力移动距离距离S/m一、定滑轮一、定滑轮结论：结论： 使使用用动动滑滑轮轮可可以以省省力力；； 但但费费距离距离，，且不改变力的方向且不改变力的方向二、二、动滑轮动滑轮物重物重G/N物体移物体移动方向动方向物体移动物体移动距离距离h/m拉力拉力F/N拉力拉力方向方向拉力移动拉力移动距离距离S/m三、实验思考三、实验思考1、弹簧测力计要调零，拉动绳子要尽量缓慢、弹簧测力计要调零，拉动绳子要尽量缓慢拉拉动动滑滑轮轮时时，，两两根根绳绳子子要要尽尽量量平平行行。

动动滑滑轮轮拉拉动的物体要尽量的重一些动的物体要尽量的重一些2、、如如何何比比较较准准确确的的测测量量物物体体上上升升的的高高度度h，，和和绳子自由端移动的距离绳子自由端移动的距离s四、定滑轮和动滑轮的实质四、定滑轮和动滑轮的实质1、教师板画、教师板画2、定滑轮、定滑轮 相当于等臂杠杆相当于等臂杠杆 不省力也不省距离不省力也不省距离2、、分分析析动动滑滑轮轮实实质质,相相当当于于动动力力臂臂是是阻阻力力壁壁2倍倍的省力杠杆的省力杠杆动动滑滑轮轮省省一一半半力力指指的的是是物物体体重重力力和和滑滑轮轮重重力力总总重重的的一一半半，，只只有有题题目目中中忽忽略略滑滑轮轮重重力力是是才才可可认认为绳子的拉力等于物体重力的一半为绳子的拉力等于物体重力的一半 五、滑轮组五、滑轮组思考：有没有一种机械既能省力又能改变力的方向呢？思考：有没有一种机械既能省力又能改变力的方向呢？从以上三幅图分析绳子自由端拉力从以上三幅图分析绳子自由端拉力F F与物重与物重G G之间的关系之间的关系？？ （忽略动滑轮自重）（忽略动滑轮自重）F FF F 你发现了什么规律？你发现了什么规律？ 结论：结论：n为承担物重的绳子段数。

为承担物重的绳子段数 讨讨 论论五、练一练（忽略动滑轮重力）五、练一练（忽略动滑轮重力）F=F= G GF=F= G G F=F= G G F=F= G G S=S= h h S=S= h h S=S= h h S=S= h h 题后思考：题后思考：1.1.绳子的绳子的起点起点对绳子的对绳子的段数段数n n有什么影响？有什么影响？ 2.2.同样的滑轮数，哪中绕法更加省力？同样的滑轮数，哪中绕法更加省力？n=n= n=n= n=n= n=n= 六、轮轴与斜面六、轮轴与斜面实质：实质：1.1.动力作用在轮上动力作用在轮上, ,阻力作用在轴上阻力作用在轴上 省力杠杆省力杠杆 2. 2.动力作用在轴上，阻力作用在轮上动力作用在轴上，阻力作用在轮上 费力杠杆费力杠杆应用：应用：P83 P83 钥匙开锁钥匙开锁轮轴轮轴斜面斜面实质：实质：1.1.费距离费距离 省力机械省力机械 2. 2.坡度越小，坡面越平缓，越省力坡度越小，坡面越平缓，越省力应用：盘山公路应用：盘山公路 电钻的螺旋钻头电钻的螺旋钻头2．．定定滑滑轮轮左左端端绳绳子子下下端端挂挂着着相相同同的的重重物物，，若若在在定定滑滑轮轮右右端端的的绳绳子子自自由由端端分分别别沿沿三三个个方方向向用用力力（（如如图图所所示示）），，力力的的大大小小分分别别为为：：F1、、F2、、F3，则，则 （（ ）。

A．．F1最大最大 B．．F2最大最大 C．．F3最大最大 D．三个力一样大．三个力一样大 F2F1F3D题后思考：动滑轮拉力的方向会影响拉力的大小么？题后思考：动滑轮拉力的方向会影响拉力的大小么？ 练一练练一练P84 动手动脑学物理动手动脑学物理 1、、4重点：重点：结合实际认识什么是有用功，额外功、总功，理结合实际认识什么是有用功，额外功、总功，理解机械效率概念，会利用公式及其变形式计算解机械效率概念，会利用公式及其变形式计算难点：难点：会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法械效率的方法第十二章第十二章 第第3 3节节 机械效率机械效率三、教学过程三、教学过程（一）导入新课（一）导入新课(2’)P85 第一段第一段（二）传授新课（二）传授新课(30’)思考：思考：1.用手将一重为用手将一重为4N的物体的物体竖直向上托起竖直向上托起20cm高，做了多少功？高，做了多少功？2.如果使用动滑轮提升这个物体做的功会相同么？学生猜想？如果使用动滑轮提升这个物体做的功会相同么？学生猜想？G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J20.10.21.20.20.24　结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。

　结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功　推论：使用任何机械不省功　推论：使用任何机械不省功 实实 验验　　概概 念念G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J20.10.21.20.20.24额外功额外功( (W W额额) )：对人们没用，但又不得不做的：对人们没用，但又不得不做的功有用功（有用功（W有有）：为了达到目的，对人）：为了达到目的，对人们有用的功们有用的功总功（总功（W总总）：有用功与额外功之和）：有用功与额外功之和或或 动力做的功动力做的功W总总= F动动 S动动举例举例 ：理解概念：理解概念 （捞水与捞桶）（捞水与捞桶） 在使用机械工作时，有用功在总功中所占在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好它反映了机械的一种性能，物份额越多越好它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率理学中表示为机械效率一、机械效率：一、机械效率：　　1．定义：有用功跟总功的比值．定义：有用功跟总功的比值　　2．公式：．公式：　　3．用百分数表示总小于．用百分数表示总小于11．关于机械效率的说法中正确的是．关于机械效率的说法中正确的是 （（ ）） A．越省力的机械，机械效率越高．越省力的机械，机械效率越高 B．做有用功越多的机械，机械效率越高．做有用功越多的机械，机械效率越高 C．做相同的功，额外功的值越小，机械效率．做相同的功，额外功的值越小，机械效率越高越高 D．做功越快的机械，机械效率越高．做功越快的机械，机械效率越高C 练一练练一练2．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由的重物匀速上升，绳子自由端移动端移动1 m，动滑轮重力，动滑轮重力2 N，，求：（求：（1）拉力）拉力F；；（（2）物体上升的距离；）物体上升的距离；（（3）有用功，总功，机械效率。

有用功，总功，机械效率 练一练练一练三、测滑轮组的机械效率：三、测滑轮组的机械效率：F 实验原理实验原理 实验器材实验器材 注意事项注意事项 弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺、、铁架台、滑轮、细线、钩码铁架台、滑轮、细线、钩码竖直竖直向上，向上，缓慢缓慢拉动测力计拉动测力计1．．图图为测量滑轮组机械效率的实为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重验装置，钩码总重6 N （（1）实验时要竖直向上）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为大小为_______N，若钩码上升的，若钩码上升的高高度度为为8cm,则则弹弹簧簧测测力力计计向向上上移移动动______cm,该该滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为________2））若若仅仅增增加加钩钩码码的的个个数数，，该该滑滑轮轮组组有有机机械械效效率率将将_______（（选选填填：：“增增大大”、、“减减小小”或或“不变不变”））P88. 动手动脑学物理动手动脑学物理 1.2.3缓慢缓慢2.42483.3%增大增大 练一练练一练。