【人教版八年级物理下册】第十二章 简单机械 第2节 滑轮 第1课时 定滑轮和动滑轮 PPT精品课件
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教案:人教版物理八年级下册第十二章简单机械复习一、教学内容本节课主要复习人教版物理八年级下册第十二章简单机械的内容,包括杠杆、滑轮、斜面等简单机械的分类、特点和应用。
二、教学目标1. 使学生掌握简单机械的分类、特点和应用,提高学生的实际操作能力。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过合作、探究、实践等方式,提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点1. 教学难点:简单机械的分类和应用,以及如何运用物理知识解决实际问题。
2. 教学重点:杠杆、滑轮、斜面等简单机械的特点和应用。
四、教具与学具准备1. 教具:杠杆、滑轮、斜面等实物模型。
2. 学具:学生分组实验器材、练习题。
五、教学过程1. 引入:通过展示生活中常见的简单机械,如杠杆、滑轮、斜面等,引导学生关注这些机械的原理和应用。
2. 讲解:讲解杠杆、滑轮、斜面等简单机械的分类、特点和应用,让学生了解这些机械在工作中的作用。
3. 实践:分组进行实验,让学生亲身体验简单机械的工作原理,培养学生的实践操作能力。
4. 讨论:引导学生探讨简单机械在实际生活中的应用,以及如何运用物理知识解决实际问题。
5. 练习:布置练习题,让学生巩固所学知识,提高解题能力。
六、板书设计简单机械1. 杠杆分类:一类杠杆、二类杠杆、三类杠杆特点:动力臂与阻力臂的关系应用:撬棍、剪刀、钳子等2. 滑轮分类:动滑轮、定滑轮特点:改变力的方向、省力应用:吊车、滑轮组等3. 斜面特点:省力、费距离应用:斜坡、盘山公路等七、作业设计1. 题目:根据生活实际,设计一个简单的机械装置,并说明其工作原理。
答案:略2. 题目:判断下列生活中的机械属于哪种简单机械,并说明理由。
答案:略八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课通过讲解、实践、讨论等方式,使学生掌握了简单机械的分类、特点和应用,但在实际操作能力的培养方面还有待加强。
2. 拓展延伸:让学生进一步了解复杂机械的原理和应用,如齿轮、蜗轮等,提高学生的科学素养。
第2节滑轮教学目标【知识与技能】1.认识定滑轮和动滑轮.2.知道简单机械的一些应用.3.知道轮轴和斜面也能省力.【过程与方法】1.通过观察和实验,了解定滑轮和动滑轮的构造.2.通过探究,了解定滑轮和动滑轮的特点.【情感、态度与价值观】通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类社会开展的作用.重点难点【重点】定滑轮和动滑轮的特点.【难点】对滑轮、斜面和轮轴特点的探究.教学过程知识点一定滑轮和动滑轮【自主学习】阅读课本P81-83,完成以下问题:1.滑轮是边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮.2.轴固定不动的滑轮叫做定滑轮.物体和滑轮一起移动,这样的滑轮叫做动滑轮.【合作探究】1.我们可以直接用手将物体提升,但如果高度太高,手够不到怎么办呢?比方把国旗提升到顶端.这个时候就要用到滑轮了.升国旗时使用的滑轮有什么样的特点?答:滑轮的轴不随物体一起运动,我们将这样的滑轮称为定滑轮.2.滑轮除了刚刚的用法,还可采用如下图的用法来提升物体,该滑轮有什么样的特点?答:滑轮在转动,滑轮的轴随物体一起运动,将这样的滑轮称为动滑轮.探究定滑轮和动滑轮的特点使用定滑轮、动滑轮能否省力(或更费力)?能否省距离(或需要移动更大的距离)?通过实验来研究定滑轮和动滑轮的特点.答:实验器材:弹簧测力计、钩码(多个)、滑轮、铁架台、细线、刻度尺.进展实验:实验一:①如图甲所示,用弹簧测力计测出钩码的重力.②如图乙所示竖直向下匀速拉动弹簧测力计,使钩码保持平衡,读取弹簧测力计的示数,并与钩码所受的重力的大小进展比拟.③改变钩码个数或更换不同定滑轮,进展屡次实验,并记录数据.实验二:①如图右侧所示,用弹簧测力计测出钩码的重力.②如图左侧所示竖直向下匀速拉动弹簧测力计,使钩码保持平衡,读取弹簧测力计的示数,并与钩码所受的重力的大小进展比拟.③改变钩码个数或更换不同动滑轮,进展屡次实验,并记录数据.实验数据:表一定滑轮实验次数定滑轮重力/N钩码重力/N弹簧测力计示数F/N钩码上升高度h/m绳子自由端移动距离h/m拉力方向物体移动方向10.42 2.050.30.3向下向上20.42310.50.5向下向上30.415 5.120.60.6向下向上表二动滑轮实验次数动滑轮重力/N钩码重力/N弹簧测力计示数F/N钩码上升高度h/m绳子自由端移动距离h/m拉力方向物体移动方向10.42 1.210.30.6向上向上20.43 1.720.5 1.0向上向上30.45 2.710.6 1.2向上向上实验结论:结论一:使用定滑轮可以改变动力的方向,但不能省力,也不省距离.假设不考虑绳子与滑轮之间的摩擦,作用在绳子自由端的拉力等于物体所受到的重力.结论二:使用动滑轮提升物体时,省力,但费距离.拉力F略大于物体和动滑轮总重的一半.【教师点拨】1.定滑轮中沿各个方向拉动时拉力大小都一样;定滑轮的实质是l1=l2的等臂杠杆.2.动滑轮的特点是可以省一半力(只有竖直方向拉动时,才能省一半的力);动滑轮的实质是l1=2l2的省力杠杆.【跟进训练】定滑轮左端绳子下端挂着一样的重物,假设在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力(如下图),力的大小分别为F1、F2、F3,那么(D)A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.三个力一样大知识点二滑轮组【自主学习】阅读课本P83,完成以下问题:1.把定滑轮和动滑轮组合在一起即可构成滑轮组. 2.使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向. 【合作探究】1.定滑轮可以改变用力方向,动滑轮可以省力,那么如果想省力又想改变用力方向,该怎么办?答:可以把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组. 2.由此可知滑轮组有何特点?答:使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向. 3.使用滑轮组时能省多少力?答:使用滑轮组提升重物时,假设动滑轮的重力和所有摩擦不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一,即F =1nG .【教师点拨】使用滑轮组水平拉动物体时,不计绳、轮重力及摩擦,滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动,拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一.那么F 拉=1n f ;物体移动距离与绳自由端移动距离的关系s 绳=ns 物.【跟进训练】以下关于使用滑轮组的优点的论述,较全面的是( C ) A .一定省力,又能改变力的方向 B .一定省力,但不能改变力的方向C .有时能省力,又能改变力的方向,有时可以省力,但不能改变力的方向D .肯定可以改变力的方向,省力与否要具体分析 知识点三 轮轴和斜面 【自主学习】阅读课本P83-84,完成以下问题:1.轮轴是由轮和轴组成,并且都是绕固定的轴线转动的机械.2.斜面也是一种简单机械,使用斜面也可以省力,斜面越平缓越省力,但同时也就越费距离.【合作探究】1.轮轴实质上一个什么机械?答:轮轴实质是一个可连续转动的杠杆,支点在轮和轴的轴线上. 2.轮轴的计算公式是?答:如下图的轮轴中,由杠杆平衡条件可知F 1R =F 2r 或F 2F 1=Rr.3.常见的轮轴有哪些?答:井上打水的辘轳、汽车的方向盘、水龙头、船舵、门的把手、螺丝刀、单车的踏板. 4.常见的斜面有哪些? 答:盘山公路、螺纹等.课堂小结练习设计完本钱课对应训练. 温馨提示:实验视频见课件.励志小故事觉得苦你不送外卖有人送、觉得累你不开滴滴有人开、觉得难你不干有人干、觉得贵你不买有人买、觉得工资低你可以滚出公司。
人教版八年级物理下册第十二章《简单机械》(同步教学设计)课题第十二章第1节杠杆1课时授课教师XXX 授课类型新授课教学目标1.通过教师演示实验及实物展示,小组讨论归纳出杠杆的概念,明确杠杆五要素。
2.通过多媒体展示和教师讲授,掌握力臂的作图方法。
3.通过分组实验“探究杠杆平衡条件”,归纳出杠杆平衡条件。
4.根据杠杆力臂关系,能对生活中常见杠杆进行分类。
教学重点、教学难点重点:杠杆的概念、杠杆的五要素、杠杆的示意图。
难点:力臂的画法、平衡条件的应用。
教学方法在本节教学中,首先从使用各种日常生活中的杠杆类工具开始,进而体会分析、认识什么是杠杆,抓住杠杆的本质特征,培养学生分析现象、主动获取知识的能力。
力臂概念相当抽象,是本节课的难点,也是学习杠杆平衡条件的基础,因此在这里安排探究活动,培养学生的探究能力和思维能力,以突破这一难点,为以后的学习打下基础。
教学准备羊角锤、带钉子的木板、杠杆、支架、钩码、细线、刻度尺、多媒体课件等。
教学过程一、新课引入多媒体展示:播放皮划艇的视频。
提出问题:船桨在皮划艇比赛中起到了重要作用,你知道其中包含的物理知识吗?过渡语:运动员使用的船桨,本质上是一个杠杆,今天我们就来学习杠杆的知识。
二、讲授新课知识点一杠杆实验演示:如图所示,来看一下羊角锤的工作特点。
交流讨论:羊角锤比较硬,且能在力的作用下绕某一点转动。
教师总结:杠杆的概念:一根硬棒,在力的作用下能绕固定点O转动,这根硬棒就叫杠杆。
让学生再举一些杠杆的实例(如活塞式抽水机、跷跷板)以巩固对定义的理解。
杠杆的五要素:支点:杠杆绕着转动的点叫支点,用字母O表示。
动力:使杠杆转动的力,用字母F1表示。
阻力:阻碍杠杆转动的力,用字母F2表示。
动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离l1。
阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离l2。
归纳总结:力臂的画法如图所示,请画出下图的力臂。
教师巡回指导,注意发现比较典型的错误,反馈点拨。
第2节滑轮第1课时定滑轮和动滑轮【教学目标】一、知识与技能1.知道定滑轮、动滑轮,并能识别它们。
2.理解定滑轮、动滑轮的特点与实质,并能用它们来解决简单的问题.二、过程与方法经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程,进一步掌握用观察、对比来研究问题的方法.三、情感、态度与价值观1.关心生活、生产中有关定滑轮、动滑轮的实际使用.2。
对实践中的定滑轮和动滑轮的工作特点有好奇心.3.具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。
【教学重点】探究定滑轮、动滑轮的特点和应用。
【教学难点】会按要求组装滑轮,并画出它的绕线,掌握定滑轮和动滑轮的实质.【教具准备】多媒体课件、定滑轮、动滑轮、钩码、细绳。
【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业,加强学生对知识的巩固.【新课引入】师同学们,我们在前面学习了杠杆,知道了杠杆的分类和特点。
现实生活中我们还应用了其他简单机械。
如我们每周一升国旗,升旗手用力向下拉绳子,我们会看到国旗缓缓上升;工人在动滑轮的帮助下,居然用50N的力提起重95N的物体,你知道这些是应用了什么吗?生思考、讨论。
教师对学生的回答先不急于解答.师你们知道定滑轮和动滑轮有什么特点吗?它们是如何工作的呢?我们学习了本课知识后,你就会明白了。
【进行新课】认识定滑轮和动滑轮师好,请大家先看教材P81页图12.2-1漫画,并提出问题:为什么大人能将重物吊到二楼,孩子却被重物吊了起来?生思考、发表看法。
教师展示一架定滑轮、动滑轮装置,并利用它们分别提起钩码,对滑轮的构造简单介绍.引导学生注意观察它们在工作过程中有什么不同?生:定滑轮工作时,轴不动,轮转动;动滑轮工作时,轴随着物体一起上或下运动。
师回答正确.好,下面请大家分组探究定滑轮、动滑轮的特点。
学生分组进行实验探究(可参照教材P82页《实验》).教师参与实验指导,这样便于降低学生实验难度.设计表格(供参考)学生记录数据,进行分析,得出结论.教师用多媒体播放课件“定滑轮和动滑轮的特点和实质”,并讲解。
八年级下册物理第12章简单机械知识点第一节杠杆1.定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
l一个物体可以成为杠杆,必须满足两个条件① 受到力的作用;② 能绕固定点转动。
杠杆的形状是任意的。
2.杠杆的五要素:l支点:杠杆绕着转动的点。
一般用O表示。
l动力:使杠杆转动的力。
一般用F1表示。
l阻力:阻碍杠杆转动的力。
一般用F2表示。
l动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离。
一般用l1表示。
l阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。
一般用l2表示。
3.杠杆示意图的画法:① 确定支点;② 确定动力和阻力,画力的作用线;③过支点做力的作用线的垂线,支点和垂足之间的距离即为力臂;④ 标各个垂直符号和大括号及物理量。
4.画图技巧l画力臂时,如果力的作用线太短,用虚线将力的作用线延长。
l线段长度必须体现力的大小。
l力臂不是支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离。
l杠杆是受力物体,动力作用点、阻力作用点必须画在杠杆上。
l力的作用线过支点,力臂为0,不会影响杠杆转动。
l阻力方向:与阻力作用点将要运动的方向相反l当动力、阻力在支点两侧时,它们的方向大致相同;当动力、阻力在支点同侧时,它们的方向大致相反。
5.探究:杠杆的平衡条件杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力作用下静止或绕支点匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。
【实验设计】如图,调节杠杆两端的螺母(和天平的调节方法相同),使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。
给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆保持水平并静止。
记下动力、阻力,测量动力臂和阻力臂。
改变力和力臂的数值,再做两次实验。
【实验结论】杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【注意事项】①实验时使杠杆在水平位置静止的目的便于在杠杆上测量力臂的大小。
② 多次实验的原因:寻求普遍规律③ 不同物理量之间不能进行加、减运算。
④平衡螺母只能在实验前调整,那边高向那边调⑤随意加砝码时,那边乘积大哪边低。
第十二章简单机械第二节滑轮一、学习目标1知识与技能认识定滑轮和动滑轮的本质及其作用。
知道简单机械的一些应用。
知道轮轴和斜面也能省力。
2、过程与方法通过观察和实验,了解定滑轮和动滑轮的结构,培养学生的观察能力。
通过探究,了解定滑轮和动滑轮的特点,培养学生探究物理规律的能力。
3、情感、态度与价值观多姿多彩的简单机械激发学生学习的兴趣,使学生乐于探索物理学原理。
二、重点和难点教学重点:定滑轮、动滑轮的本质及其作用。
教学难点:滑轮组的装配及省力情况。
教学方法:探究学习法。
教学用具:滑轮、细线、钩码、铁架台、弹簧测力计三、教学过程(一)复习巩固并引入新课1省力杠杆的特点,费力杠杆的特点,等臂杠杆的特点?归纳:省力的费距离,费力的省距离,看看我们今天新认识的另一种简单机械一一滑轮是否也满足这个规律呢?2、演示漫画激发学生对滑轮的兴趣(二)新课进行时1初步认识滑轮的结构2、通过演示初步认识定滑轮和动滑轮并引入定滑轮和动滑轮的概念定滑轮:工作时,轴不随物体移动的滑轮动滑轮:工作时,轴随物体移动的滑轮学生活动;识别生活中定滑轮和动滑轮3、实验探究定滑轮的特点物重G/N拉力F/N物体移动方向拉力方向物体移动距离h/m拉力移动距离S/m结论:使用定滑轮不能省力,但可以改变拉力的方向;拉力与重物通过的距离相等4、实验探究动滑轮的特点物重G/N拉力F/N物体移动方向拉力方向物体移动距离h/m拉力移动距离S/m结论:动滑轮可以省力,不能改变力的方向,拉力通过的距离等于重物通过的距离二倍学生活动;1例题一、2、解决漫画中大宝被拉离地面的问题5、引入滑轮组并实验探究滑轮组的特点物重G/N拉力F/N 物体移动方向拉力方向物体移动距离h/m拉力移动距离S/mt -、、r r f、…f .结论:使用滑轮组既可以省力;又可以改变力的方向。
6、实验探究不同绕线的滑轮组物重和拉力的关系,物体移动的距离拉力移动距离的关系F=G总/3 F=G 总/2 F=G 总/4 F=G 总/5S=3h S=2h S=4h S=5h学生活动讨论总结规律学生活动学生活动:小宝能否提起上面的摩托车四、小结五、阅读课本的科学世界中的文章“其他简单机械”,完成下列任务•1.指出图中各个轮轴的“轮”和“轴”2.使用轮轴和斜面时,是省了力还是费了力?省了距离还是费了距离?它们属于省力机械还是费力机械?F —(G G动)s nhn讨论:若翔个衢轮贞M W纳果如何丁11%2.小朋友的重量500N,滑轮重量100N,摩托车重量为2300N,不计摩擦,小朋友需要用多大的力就能将摩托车拉起来?。
第十二章简单机械本章概述一、杠杆1.定义:一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆.2.五要素:一点、二力、两力臂.(1)“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示.(2)“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上.动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示,阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示.(3)“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“l1”表示,阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“l2”表示.3.杠杆的平衡(杠杆在动力和阻力作用下静止不动或匀速转动叫杠杆平衡)条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂;公式:F1l1=F2l2.(1)省力杠杆:l1>l2,F1<F2(省力费距离,如撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀).(2)费力杠杆:l1<l2,F1>F2(费力省距离,如人的前臂、理发剪刀、钓鱼竿).(3)等臂杠杆:l1=l2,F1=F2(不省力、不省距离,能改变力的方向.等臂杠杆的具体应用:天平.许多称质量的秤,如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的).二、滑轮1.滑轮是变形的杠杆.(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮.(2)实质:等臂杠杆.(3)特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向.(4)对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G物.绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=重物移动的距离s G(或速度v G)(1)定义:和重物一起移动的滑轮.(可上下移动,也可左右移动)(2)实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.(3)特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向.(4)理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则F=G物.只忽略轮轴间的摩擦则,拉力F=(G物+G动).绳子自由端移动距离s F(或v F)=2倍的重物移动的距离s G(或v G).(1)定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组.(2)特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向.(3)理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=G物.只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=(G物+G 动).绳子自由端移动距离s F(或v F)=n倍的重物移动的距离s G(或v G).(4)组装滑轮组方法:首先根据公式n=“奇动偶定”的原则.结合题目的具体要求组装滑轮.三、机械效率定义:对人们有用的功.公式:W有=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总.斜面:W有=Gh.定义:并非我们需要但又不得不做的功.公式:W额=W总-W有=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)斜面:W额=fL.定义:有用功加额外功或动力所做的功.公式:W总=W有+W额=Fs=.斜面:W总=fL+Gh=FL.定义:有用功跟总功的比值.公式:η=斜面:η=定滑轮:η===动滑轮:η===滑轮组:η===5.有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.通常用百分数表示.某滑轮组机械效率为60%表示有用功占总功的60%.减小机械自重、减小机件间的摩擦.(1)原理:η==.(2)应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s.(3)器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计.(4)步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变.(5)结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多.②提升重物越重,做的有用功相对就多.③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多.8.绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率.第1节杠杆1.认识杠杆,知道杠杆的几个概念,会确认并画出力臂.2.知道杠杆平衡条件.3.了解杠杆的一些应用.【教学难点】引导学生通过探究得出杠杆平衡条件.【教学难点】(1)通过实验,理解力臂概念.(2)杠杆平衡条件的运用.一、情境导入拔图钉:让班内力气最大的一名男生和班内力气最小的一名女生上台分别拔图钉. 男生:空手拔图钉,结果没拔出.女生:使用羊角锤拔图钉,结果图钉很容易拔出.二、新课教学讨论:下列工具工作时有什么共同特征?共同特征:有力作用在物体上、绕着固定点转动、硬棒.硬棒可以是直的,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状.定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆.提问:在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例呢?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提问:什么是力臂?力臂是支点到力的作用线的垂直距离.(1)力臂是一定在杠杆上吗?答:不是.(2)杠杆是否都是直的?答:杠杆可以是直的,也可以是弯的.(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:要改变.画力臂的方法是:(1)辨认杠杆,找出支点、动力和阻力;(2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线;(3)从支点作出到力的作用线的垂直线;(4)用大括号将力臂括上,并标上符号.画出图中杠杆各力的力臂讨论:体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来?杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时,我们就说杠杆平衡. 问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡呢?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:F1l1=F2l2.(3)测量的物理量:力、力臂.(4)实验器材:杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计.(5)实验操作①调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡(保证力臂沿杠杆,便于测量;消除杠杆自重对实验结果的影响).②1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中.③改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验.④1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中.(1)省力杠杆:由F1l1=F2l2,因为l1>l2,所以F1<F2这是省力杠杆,省力杠杆的特点:省力、费距离.生活中的省力杠杆(2)费力杠杆:由F1l1=F2l2,l1<l2,得F1>F2,这是费力杠杆.费力杠杆的特点:费力、省距离.生活中的费力杠杆(3)等臂杠杆的特点:不省力、也不省距离.由F1l1=F2l2,l1=l2,得F1=F2,这是等臂杠杆.(4)三类杠杆的对比省力杠杆费力杠杆等臂杠杆概念动力臂大于阻力臂的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆特点省了力,但费了距离费了力,但省了距离不省力也不费力实例撬棒、铡刀、瓶起子、镊子、理发剪刀天平【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第1节杠杆一、杠杆及杠杆的五要素二、杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2三、生活中的杠杆四、杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是( A )2.下列杠杆平衡的是(杆重和摩擦均不计)( C )3.如图所示,在杠杆的a处悬挂两个相同的钩码,若要使杠杆在水平位置平衡,可以采取的措施是( D )4.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将( C )5.某同学分别用如图所示的a,b两种方法挑着同一个物体行走,a图中肩受到的压力小于b图中肩受到的压力;a图中手施加的动力小于b图中手施加的动力.(均填“大于”“等于”或“小于”).筷子,被外国人誉为“东方的文明”,是中华民族的国粹.它的使用,标志着中华民族文明的进步.美国哈佛大学一位人类学家认为,中国最古老的筷子的出现,大约是在公元前1 200多年以前,比西方人使用刀叉要早几百年.2.我国古代的简单机械(杠杆)我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的,因此简单机械的成就也是辉煌的,杠杆的应用非常广泛.对于杠杆,在《墨经》中科学地叙述了其平衡原理,“相衡,则本短标长”.这里的“本”是指靠近支点一边的杆,“标”是指靠近重锤一边的杆.如果两边平衡,杠杆一定是水平的,被测重物一边杆短,重锤一边杆长.又说:“两加焉,重相若,则标必下,标得权也”,这就是说杠杆平衡后,两边加相等的重物,平衡会破坏,标这一边必然下降,这叫做“标得权”.从以上论述可以看出,墨家用确切的语言阐述了不等臂杠杆的科学原理.第2节滑轮1.认识定滑轮和动滑轮.2.知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用.3.会根据要求使用和组装滑轮.4.了解其他简单机械(轮轴、斜面等)的一些应用.【教学重点】探究定滑轮、动滑轮的特点及实质,滑轮组省力情况的判断.【教学难点】理解定滑轮和动滑轮是变形的杠杆.一、新课导入这个故事中起到关键作用的是哪个部件?你见到过吗?我们用力向下拉绳子,国旗上升,你知道旗杆的顶部有什么装置吗?以此引入新课.二、新课教学滑轮:主要部分是能绕轴转动的轮子.滑轮结构,如图所示.想想议议:(1)你知道为什么会这样吗?(2)下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?国旗上升时,旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动. 货物上升时,电动机下面的滑轮随物体一起移动. 滑轮的分类研究定滑轮和动滑轮的特点播放多媒体视频定滑轮特点:(1)可以改变用力方向.(2)既不省力也不费力,也不省距离.(3)本质上,相当于一个等臂杠杆.动滑轮特点:(1)可以省一半的力,但不改变力的方向.(2)力的关系:F=.(3)距离关系:s=2h.(4)实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.思考1:动滑轮中,若拉力F沿斜上方拉,F=G吗?因为动力臂l1减小,所以动力F增大要使动滑轮省一半的力(省力最多),必须使绳子沿竖直方向拉.思考2:使用定滑轮能改变力的方向,但不能省力;使用动滑轮能省力,但不能改变力的方向.那我们能不能把两者结合起来,组成滑轮组,使其既可以改变力的方向,又能省力?用以下的动滑轮和定滑轮,可以组成怎样的滑轮组呢?播放滑轮组实验视频展示滑轮组动画(1)滑轮组用几段绳子吊起物体.将物体提升的力等于物重的几分之一,即F=.(2)手拉绳子通过的距离等于物体上升的距离的n倍,即s=nh.(忽略绳重与摩擦)滑轮组小结:①有几段绳子与动滑轮相连,n就为几;②重物上升h高度,绳子自由端要移动nh距离s=nh;③力的关系:F=G物(不计摩擦、绳重和动滑轮重).F=(G物+G动)(不计摩擦、绳重).(3)轮轴与斜面几种轮轴①井上的辘轳从右边看过去,可画成下图:动力臂大于阻力臂——省力杠杆.②汽车方向盘③水龙头动力臂大于阻力臂——省力杠杆.(4)其他轮轴轮轴:省力、费距离.(5)斜面也是一种省力机械斜面:省力、费距离.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题? 学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第2节滑轮1.定滑轮:转轴固定不动的滑轮.特点:不能省力,但可以改变力的方向.实质:等臂杠杆.2.动滑轮:转动轴与重物一起移动的滑轮.特点:能省力一半,但不能改变力的方向.实质:动力臂是阻力臂两倍的杠杆.特点:使用滑轮组时,动滑轮被几股绳子吊起,所用力就是物重和动滑轮的几分之一.1.如图所示的是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法,所用拉力分别是F1,F2和F3,下列式子中正确的是( C )1>F2>F31<F2<F31=F2=F32>F1>F32.如图所示,不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800 N,而绳上吊着的静止的“绅士”重500 N,则米袋对地面的压力为( C )A.500 NB.250 NC.300 ND.800 N3.工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面),其中最省力的方案是( C )4.小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时,进行了正确操作,并记录数据如下表,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符.面对这一事实,下列做法中最不可取的是( B ) 实验次数物重G/N 拉力F/N123B.实验失败,停止实验C.改进实验条件,重新实验D.查阅资料,了解结论的适用条件1.我国古代的简单机械——辘轳辘轳的制造和应用,在古代是和农业的发展紧密结合的,它广泛地应用在农业灌溉上.我国在公元前1100年以前就发明了辘轳,根据《物原》记载:“史佚始作辘轳”(史佚是周代初期的史官).辘轳的应用在我国时间较长,虽经改进,但大体保持了原形,说明在3 000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳.解放前在我国的北方缺水地区,仍在使用辘轳提水灌溉小片土地.汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机,其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置.这种起重机的优点是机动性好,转移迅速.缺点是工作时须支腿,不能负荷行驶,也不适合在松软或泥泞的场地上工作.汽车起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车,符合公路车辆的技术要求,因而可在各类公路上通行无阻.此种起重机一般备有上、下车两个操纵室,作业时必需伸出支腿保持稳定.起重量的X围很大,可从8吨~1 000吨,底盘的车轴数,可从2~10根.是产量最大,使用最广泛的起重机类型.在起重臂里面的下面有一个转动卷筒,上面绕钢丝绳,钢丝绳通过在下一节臂顶端上的滑轮,将上一节起重臂拉出去,依此类推.缩回时,卷筒倒转回收钢丝绳,起重臂在自重作用下回缩.这个转动卷筒采用液压马达驱动,因此能看到两根油管,但不是油缸.第3节机械效率1.了解什么是有用功、额外功和总功.2.理解什么是机械效率.【教学重点】知道有用功、额外功和总功,理解机械效率.测量滑轮组的机械效率.【教学难点】测量简单机械的机械效率.一、新课导入直接提升物体做功,与使用机械提升物体做功相同吗?二、新课教学实验演示:使用动滑轮是否省功?(1)如图(甲),用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度,计算拉力所做的功.(2)如图(乙),用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度,再次计算拉力所做的功.这两次拉力所做的功一样吗?为什么?(甲)图中拉力所做的功:W甲=F甲s甲=2 N×h(乙)图中拉力所做的功:W乙=F乙s乙=1.2 N×2h所以W甲<W乙实验结果表明,虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度,但第二次拉力做功反而多一些.这说明,使用动滑轮省力,但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响,我们要多做功.有用功:对人们有用的功.额外功:人们不需要而又不得不做的功.总功:有用功与额外功之和.W总=W有+W额.思考一:用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功.思考二:如果桶掉到井里,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?捞桶做的功是有用功,提水做的功是额外功.(1)定义:有用功跟总功的比值.(2)公式:η==.讨论:W额>0,W总>W有,所以η<1.W额=0,W总=W有所以η=1(理想状态).注:机械效率常用百分数来表示.×104 J,起重机的机械效率是多少?g取10 N/kg.解析:重物的重力×103 kg×10 N/kg=5×103 N起重机提升重物所做的有用功W有=Gh=5×103 N××104J起重机的机械效率η===44%.答案:44%【巩固练习】一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m.如果额外功是9 600 J,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?解析:起重机做的有用功、总功为W有=Gh=3 600 N××104JW总=W有+W额×104×104 J机械效率η===60%.×104×104 J 60%小资料起重机的机械效率一般为40%~50%;滑轮组的机械效率一般为50%~70%.抽水机的机械效率为60%~80%.【实验目的】(1)学习安装滑轮组.(2)学习测滑轮组的机械效率.(3)分析得出提高滑轮组机械效率的方法.【实验原理】η==.讨论:为得出滑轮组的机械效率,需要求出有用功和总功,为此需要测出哪些物理量?钩码重G,拉力F,钩码上升的高度h,拉力通过的距离s.【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2 m的细绳.播放测量滑轮组实验视频,播放提高机械效率的方法视频.提高机械效率的方法(1)减小机械间的摩擦力.例如加强机械运动部位的润滑.(2)改进机械的结构,减小机械自重,例如动滑轮太重,使滑轮组机械效率很低,换用较轻滑轮就可提高其机械效率.(3)增加物重.【知识拓展】探究斜面的机械效率【提出猜想】斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关.【实验器材】长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺.【实验装置】【实验过程】(1)测量小车的重量,记录数据.(2)把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉;分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离s、小车上升的高度h.(3)改变斜面的倾斜程度,重复步骤(2).注意事项要匀速拉动物体;拉力要与斜面平行;及时记录数据.记录表格斜面倾斜程度小车质量G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η%较缓较陡很陡结论:光滑程度相同的斜面,斜面越倾斜,越费力,机械效率越高.分析:当斜面长度、高度、物重都相同时,斜面越粗糙,摩擦力越大,拉力越大,总功越大,有用功不变,机械效率越低.结论:斜面越粗糙,机械效率越低.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第3节机械效率一、有用功:对人们有用的功额外功:人们不需要而又不得不做的功.总功:有用功与额外功之和.二、机械效率:有用功跟总功的比值公式:η==三、测量滑轮组的机械效率四、测量斜面的机械效率1.某同学不小心把水桶掉进井里,当他把桶从井里捞上来时,桶里带了一些水,下列有关有用功、额外功、总功的说法中正确的是( C )2.小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是( C )C.两种情况下,小文做的有用功一样多3.如图所示,用拉力F使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是( D )word4.如图所示,X伟同学通过斜面用平行于斜面F=200 N的推力,将质量为30 kg的物体在5 s时间内匀速推到1 m高的平台上,斜面长s=2 m.则(g取10 N/kg)( B )A.推力的功率为40 WB.斜面的机械效率为75%C.推力做的总功300 JD.斜面对物体的摩擦力为100 N5.一斜面长4.8 m、高1.2 m,把重为1 200 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,沿斜面的拉力为400 N,则总功为 1 920 J,有用功为 1 440 J,额外功为480 J.力(填“力”“功”或“距离”).用重为2 N的动滑轮匀速提升一个重物时,动滑轮的机械效率为75%;若改用重为1.5 N的动滑轮匀速提升同一重物,此动滑轮的机械效率为80% .(不计绳重和摩擦)机械效率与机械效益的联系和区别机械效率与机械效益是两个比较类同的概念,使用时稍不留心就要混淆.经过以上分析,我们可以得出以下两点:(1)机械效率是描写机械做功本领程度的一个物理量,它研究机械做功情况时引出;机械效益是描述机械省力程度的一个物理量,它研究机械省力情况时引出.(2)机械效率与机械效益都是一个无单位的纯数,机械效率η总是小于1,而机械效益A可以小于1,也可以等于1或大于1.21 / 21。
第十二章简单机械12.1、杠杆1、杠杆定义:一根在力的作用下能绕着固定点O转动的硬棒,叫做杠杆。
支点:杠杆绕着转动的固定点,用O 表示。
动力: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。
动力臂:支点到动力作用线的距离,用l表示。
1阻力臂:支点到阻力作用线的距离,用l表示。
22、杠杆类作图力臂作图技巧:①找支点和力②过支点作力的作用线的垂线③标出力臂(力臂用实线带双箭头表示)画最小力作图技巧:①连接OA ②过A点做力臂的垂线③确定力的方向,画出力④标出力注意事项:①力臂过短做延长线②力臂为实线双箭头③别忘垂足符号3、杠杆平衡:杠杆处于静止状态或匀速绕支点转动状态。
探究杠杆平衡条件的实验中:(1)挂上钩码前,要让杠杆的重心(中心)作为支点,并调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。
这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响。
注意事项:挂上钩码前,调节平衡螺母(左右均可),那边高往那边调;挂上钩码后,不得调节平衡螺母。
(2)挂上钩码后,通过调节钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量力臂。
(3)改变钩码的个数和位置进行多次实验,目的是避免实验的偶然性,寻找普遍规律。
(4)处理数据时,力和力臂相乘而不是相加是因为力和力臂是不同的物理量,不能相加。
(5)结论:杠杆平衡的条件: 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 即:2211l F l F =4、杠杆平衡表达式:2211l F l F =即1221l l F F = 5、杠杆类计算:已知其中三个量求其中一个量,学会公式变形。
例:2112l l F F =6、杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆省力杠杆:21l l >(动力臂大于阻力臂),21F F <(动力小于阻力),特点是省力费距离,如:羊角锤 剪铁的剪子 扳子 钳子 独轮车 铁锹 动滑轮;费力杠杆:21l l <,21F F >,费力省距离,如:剪纸的剪子 扫帚 镊子 筷子 船桨 钓鱼竿;等臂杠杆:21l l =,21F F =,既不省力也不费力,既不省距离也不费距离,如:天平 定滑轮 跷跷板 衣撑 挂钟。
第十二章第2节教学设计课题第十二章第2节滑轮教学目标(一)知识与技能1.认识定滑轮和动滑轮,能用杠杆原理解释定滑轮和动滑轮的特点;2.知道滑轮的作用,能根据滑轮组的构成方式判断省力情况;3. 会根据要求使用和组装滑轮组。
(二)过程与方法1.在认识滑轮的过程中,体会对比的探究方法;2.由问题的提出、猜测、经过实验探究,使学生经历物理问题的研究过程。
(三)情感、态度与价值观1.学习科学的探究方法,培养抽象思维和论证问题的能力;2.关心生产、生活中滑轮的应用,有利用滑轮的意识。
重点难点教学重点:定滑轮和动滑轮的作用。
教学难点:使用和组装滑轮组。
教学方法讲授、讨论、实验、归纳、对比教具学具多媒体课件、滑轮、细绳、钩码、弹簧测力计、铁架台、刻度尺教学过程引入教师活动学生活动设计意图引入课题课件展示,提出问题为什么会出现这样的笑话呢?仔细观察,回答问题重物比小孩重,所以把小孩拉上去通过生活中的实例,让学生分析,拉近物理与生活的关系,反映出一、滑轮的概念和使用实物观察,得出滑轮的结构特点观察滑轮在生活中的应用观察实物滑轮:边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮。
物理是有用的。
激发学生的学习兴趣由学生自行观察得出,印象深刻新课讲授教师活动学生活动设计意图新课讲授提出具体的生活情境工人要装修三楼的房子,他们需要把货物从地面运到三楼。
工人甲在底楼地面,工人乙站在三楼。
他们都想利用一根绳子和一只滑轮将货物从地面运到三楼。
提出问题:如果你是工人你怎么把货物运到三楼?两种不同的工作方式,给出定义定滑轮:工作时,轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮。
动滑轮:工作时,轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。
情境:工地上来了工人丙,他没有使用滑轮,而是直接用绳子将货物提上来。
提出问题:根据刚才的实验,你认为提升重物时使用滑轮与不使用滑轮有什么不同吗?结合观察的滑轮应用实例,利用滑轮、细线,把重物提升一定高度尝试理解概念分析对比,初步建立实验方案让学生在具体的情境中学习,提高学生的积极性新课讲授二、探究滑轮的使用特点布置任务:设计实验探究滑轮的使用特点在学生进行实验中加以一定的指导1.能不能省力2.能不能改变力的方向板书三、滑轮的工作原理讲授定滑轮工作原理:提问:1.能否根据杠杆平衡条件说说为什么使用定滑轮不能省力呢?学生设计并进行实验根据实验数据,分析得出定滑轮的使用特点:不能省力,但可以改变力的方向。