其他簡(jiǎn)單機(jī)械教案人教版九年級(jí)1

1、其他簡(jiǎn)單機(jī)械導(dǎo)學(xué)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 知道什么是定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組，能識(shí)別它們.2理解定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用，能用來(lái)解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題，會(huì)組裝簡(jiǎn)單的滑輪 組.3了解輪軸、斜面的相關(guān)知識(shí).4培養(yǎng)運(yùn)用簡(jiǎn)單的機(jī)械解決實(shí)際問(wèn)題的能力.【基礎(chǔ)知識(shí)精講】在日常生活中除了上節(jié)課我們學(xué)習(xí)的杠桿是一種常用的簡(jiǎn)單機(jī)械，還有其他簡(jiǎn)單機(jī)械， 它們?cè)谏钪械膽?yīng)用也很廣泛.1.定滑輪和動(dòng)滑輪首先我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下什么是滑輪， 滑輪是一個(gè)周邊有槽的輪，這個(gè)輪可以繞著裝在框子 的軸轉(zhuǎn)動(dòng).同學(xué)們思考一下，如果我要想從低處吊起一袋貨物， 如何利用滑輪來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn) 單機(jī)械解決這一問(wèn)題.你是否能想到有以下兩種方法.（如圖12 30,圖1

2、231）囹 1230圈 1231像圖12 30那樣使用滑輪，滑輪的軸固定不動(dòng)，這樣的滑輪叫做定滑輪像圖12 31那樣使用滑輪，它的軸可以隨物體一起運(yùn)動(dòng)，這種滑輪叫做動(dòng)滑輪.圖 1.232這兩種不同的滑輪在使用時(shí)有什么不同嗎？照?qǐng)D1232所示，先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出兩只鉤碼的重力 G,再通過(guò)定滑輪拉兩只鉤碼勻速上升，測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)的拉力 F,對(duì)比F與G的大小請(qǐng)同學(xué)們利用實(shí)驗(yàn)室的器材親自做一下，便于加深記憶通過(guò)對(duì)比，F(xiàn)= G,說(shuō) 明使用定滑輪不省力. 有的同學(xué)就問(wèn)了，使用定滑輪不省力， 為什么我們還要使用它呢？這個(gè)問(wèn)題問(wèn)得很好，我們?cè)谑褂萌魏螜C(jī)械時(shí)，在設(shè)計(jì)之初就是要利用它為人類造福.請(qǐng)同學(xué)們回想一下圖

3、12 30那個(gè)裝置圖，不難看出，我們把貨物從低處提到高處，按照常規(guī)做法 就是直接用繩子吊著貨物向上提，才能將貨物提起；而使用定滑輪后，人的施力方向變?yōu)橄蛳?，也就是人站在高處向下拉繩子貨物就會(huì)被提起由此，我們可以得出定滑輪的特點(diǎn)：不 省力，但能改變動(dòng)力的方向.在許多情況下，利用定滑輪改變力的方向?qū)ξ覀兪呛芊奖愕?例如，在旗桿頂部裝一個(gè)定滑輪，人站在地上，就能把旗升到高處所以，在提升不太重的物 體時(shí)，為了改變力的方向，常常使用定滑輪，可給人們帶來(lái)方便.圖 1233定滑輪可以改變動(dòng)力的方向，那么動(dòng)滑輪呢？圈 1234照?qǐng)D1234所示，用彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼，記錄拉力F，對(duì)比F與G的大小，

4、研究 F與G間的關(guān)系通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出Fv G,且F略大于G/2.（同學(xué)們可以通過(guò)實(shí)際操作一下，自己讀取數(shù)據(jù)）拉力為什么略大于鉤碼重的二分之一，而不是等于呢？這是因?yàn)槿嗽谔嵘浳锏耐瑫r(shí)也將動(dòng)滑輪提升起來(lái)，動(dòng)滑輪有質(zhì)量，并且在提升過(guò)程中克服摩擦多用了力當(dāng)貨物重遠(yuǎn)大于動(dòng)滑輪重時(shí)，動(dòng)滑輪的重和摩擦可以忽略不計(jì)，得到F =G/2,即使用動(dòng)滑輪可以省一半的力.使用動(dòng)滑輪可以省一半力，能不能省距離？用紅、白兩色即時(shí)貼分別在鐵架臺(tái)上做標(biāo)記， 記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的初始位置，利用動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼向上移動(dòng)一段距離，再次用即時(shí)貼記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的終止位置，對(duì)比鉤碼上升高度 h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離 s.通過(guò)對(duì)

5、比s、h,sh，使用動(dòng)滑輪要費(fèi)距離.請(qǐng)同學(xué)們回憶一下上節(jié)課學(xué)的杠桿，我們知道省力杠桿省了力，但費(fèi)距離；費(fèi)力杠桿費(fèi)了力，但省了距離通過(guò)本節(jié)知識(shí)，我們又知道了動(dòng)滑輪省了一半力，但費(fèi)距離由此可以 說(shuō)明省力機(jī)械一定費(fèi)距離世界上沒(méi)有既省力又省距離的機(jī)械.2.定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)同學(xué)們從圖12 35中不難看出，定滑輪的支點(diǎn)在軸心， 動(dòng)力臂和阻力臂分別等于半徑, 根據(jù)杠桿平衡條件：Fi|i= F2I2，因?yàn)?1 = 12,所以Fi= F2 由此可以得出：定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè) 等臂變形杠桿.圖12芳所以，定滑輪既不省力，也不費(fèi)距離，只能改變動(dòng)力的方向.動(dòng)滑輪的支點(diǎn)在滑輪的一側(cè)，動(dòng)力臂是直徑，阻力臂是半徑，動(dòng)力臂是阻

6、力臂的2倍,1根據(jù)杠桿平衡條件：Fi|i= F2I2，因?yàn)閨i = 212，所以Fi= F2由此可以得出：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)2是動(dòng)力臂是阻力臂 2倍的變形杠桿所以，動(dòng)滑輪可以省一半的力，但費(fèi)距離.同學(xué)們?cè)诶斫饬硕ɑ?、?dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)后，對(duì)定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)會(huì)有更進(jìn)一步的認(rèn) 識(shí)學(xué)習(xí)物理要注意理解.3滑輪組實(shí)際應(yīng)用滑輪的時(shí)候， 常常既要求省力，又要求方便，我們?cè)撛趺崔k呢？根據(jù)定滑輪和 動(dòng)滑輪的作用，可以將定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起使用. 用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組合起 來(lái)提升重物，你能設(shè)計(jì)多少種方法？請(qǐng)自己組裝，試一試.如圖i2 36所示，就是一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪的組合.甲乙12-36圖甲中，先用彈簧測(cè)力

7、計(jì)測(cè)出鉤碼的重，再將鉤碼掛在動(dòng)滑輪上，將繩子的一端拴在定滑輪上，依次繞過(guò)動(dòng)滑輪和定滑輪，拉力加在繩子另一端，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力大小，研究拉力與鉤碼重的關(guān)系.通過(guò)比較得出：F- G/2而且人向下用力，鉤碼勻速上升，可以改變力的方向說(shuō)明 圖甲既可以省力，又可以改變動(dòng)力的方向.從圖中可以看出有兩段繩子吊著動(dòng)滑輪，提起物體所用的力，就是物重的二分之一此時(shí)的兩段繩子，是指跟動(dòng)滑輪組連的那兩段.圖乙中，將繩子的一端拴在動(dòng)滑輪上，然后依次繞過(guò)定滑輪和動(dòng)滑輪，將力加在繩子另一端，省力情況又是怎樣的呢？用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力大小，研究拉力與鉤碼重的關(guān)系.通過(guò)比較得出：F - G/3 從圖中可以看出，有三段繩子吊

8、著動(dòng)滑輪，提起物體所用的力，就 是物重的三分之一.動(dòng)滑輪和定滑輪的組合叫做滑輪組.一條繩子串繞在滑輪組上以后，繩子就被動(dòng)滑輪和定滑輪分成了幾段.在滑輪組中，承擔(dān)物重的是吊著動(dòng)滑輪的那幾段繩子，這包括拴在動(dòng)滑輪框上的和最后從動(dòng)滑輪引出的拉 繩.而跨過(guò)定滑輪的繩子，包括最后從定滑輪引出的繩子，只起改變作用力方向的作用例 如，若動(dòng)滑輪上有四段繩子，拉力就是物重的四分之一；若動(dòng)滑輪上有五段繩子， 拉力就是物重的五分之一.所以判斷拉力是物重的幾分之一，關(guān)鍵是判斷貨物是由幾段繩子吊著，也就是有幾段繩子與動(dòng)滑輪相連.同學(xué)們運(yùn)用以前所學(xué)同一直線上力的合成知識(shí)，可以對(duì)滑輪組的省力進(jìn)行分析.甲圖中有一段繩子吊著物

9、體，所以F = G,乙圖中有二段繩子吊著物體，人只拉其中的一根繩子，所以 F= G/2,同理丙圖中F = G/3; 丁圖中F = G/4;戊圖中F = G/5使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一.（不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪的重）甲乙丙圏 1237d訂Mh 11*I jJ使用滑輪組雖然省了力，但是費(fèi)了距離，動(dòng)力移動(dòng)的距離大于貨物升高的高度所以, 動(dòng)滑輪或滑輪組省力，是費(fèi)了距離換來(lái)的.4.輪軸汽車方向盤和門把手屬于另一類簡(jiǎn)單機(jī)械一一輪軸.它們由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成.輕 輕轉(zhuǎn)動(dòng)門把手，就可以把門打開；司機(jī)用不大的力轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，在軸上就能產(chǎn)生較大的力，使汽車轉(zhuǎn)彎；所以輪軸

10、是一種省力機(jī)械也可以用搖臂來(lái)代替大輪，例如圖12 38中的卷?yè)P(yáng)機(jī)的搖臂相當(dāng)于大輪.B 1239圖 1238輪軸的原理可以用圖 1239來(lái)說(shuō)明.輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心0是支點(diǎn)，作用在輪上的力 Fi是動(dòng)力，作用在軸上的力F2是阻力，動(dòng)力臂是 0A，阻力臂是 0B.而0A即為輪半徑 R, 0B即為軸半徑r.由杠桿平衡條件可知：FiR= F2r或F2/Fi= R/r.因?yàn)檩啺霃絉大于軸半徑r，所以作用在輪上的動(dòng)力Fi總小于軸上的阻力 F2.同學(xué)們，你們還能舉出日常生活中哪些地方應(yīng)用了輪軸？5.斜面常用木板搭成個(gè)斜面， 把重東西推同學(xué)們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常會(huì)看到向車上裝重東西時(shí), 上去.（圖1240）.圖 1241提升的高度為h，斜面長(zhǎng)為L(zhǎng),沿斜S 1240斜面也是一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械，它能省多少力呢？ 我們通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)比一下：假設(shè)物重為 G ,面向上的拉力為 F.圖12 41甲中，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉重物，提升高度h,讀取彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)G .圖1241乙中，用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面向上拉重物，讓貨物到達(dá)的高度也是h,沿斜面通過(guò)的距離為L(zhǎng),讀取彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù) F .通過(guò)比較：L是h的幾倍，F(xiàn)就是G的幾分之一.公式：FL = Gh或F =-G L【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】滑輪組繞線的方法