第十二章《簡單機械》復習教案

1、第十二章 簡單機械復習教案【 教學目標 】（一）知識與技能（1）能從現(xiàn)實生活中感受杠桿，理解力臂，會畫有關(guān)杠桿受力的力臂。（2）會探究杠桿平衡條件并會利用杠桿平衡條件解決有關(guān)問題。（3）知道定、動滑輪和滑輪組的特點及作用，會組裝滑輪組。（4）知道什么是機械效率,它的大小與那哪些因素有關(guān)。（5）能聯(lián)系實際體會簡單機械在現(xiàn)實中的廣泛運用。（二）過程與方法（1）培養(yǎng)學生運用物理語言分析問題和表達觀點的能力。（2）學會研究物理問題的科學方法和學習方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀形成積極向上，團結(jié)協(xié)作的學習氛圍,學會與同伴的合作交流【教學重點】杠桿的示意圖；力臂的知識，杠桿的平衡條件及應(yīng)用，滑輪及滑輪組省

2、力情況，會畫滑輪組的裝配圖；機械效率的計算和怎樣提高機械效率?！窘虒W難點】正確畫好力臂，確定滑輪組省力情況。【教學過程】知識梳理 定義： 在力的作用下能繞固定軸轉(zhuǎn)動的硬棒。1、杠桿 力避：從支點到力的作用線的距離。 杠桿平衡條件：F2L2=F1L1輪軸：是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，使用輪軸時動力作用在輪上省力 定滑輪：實質(zhì)是等臂杠桿，使用定滑輪不省力，可以改變力的方向。 動滑輪：實質(zhì)是動力臂ï是阻力臂兩倍的杠桿，使用動滑輪，可以省一半的力，不改變力的方向。2、滑輪 滑輪組：由定滑輪和動滑輪組成，即能省力又可改變力的方向，作用在滑輪組上的動力F=1/n(G物+G動) 動力作用點移動的距離S= n

3、× h，其中n表示承受重物的繩子段數(shù)，h物體上升高度。 有用功：機械對物體做的功。 額外功：機械克服自重和摩擦做的功3、機械效率h 總功：動力對機械做的功機械效率：= W有/ W總一、基礎(chǔ)練習1，能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒是杠桿。從支點到動力作用線的距離叫動力臂；支點到阻力作用線的距離叫阻力臂；2，杠桿的平衡條件是F1L1=F2L2。動力臂>阻力臂的杠桿是省力杠桿，動力臂< 阻力臂的杠桿是費力的杠桿。3、定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿。使用定滑輪不省力，但是能改變力的方向 。動滑輪實質(zhì)是個動力臂為阻力臂2倍的杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件，動滑輪能省一半力。4、使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子

4、吊著物體，提重物所用的力就是物重的幾分之一 。若一動滑輪和所掛的重物的總重是500牛，則所用的拉力F大小是250牛。5、機械效率：定義：有用功跟總功的比值。公式：= W有/ W總二、復習引入為了撬起很大的石頭，小明通常會像如圖所示那樣：把長棒的一端插在大石頭的底下，再在長棒的下面墊一個小石頭，然后用力壓長棒的另一端，使長棒繞著小石頭轉(zhuǎn)動，將大石頭撬起這個長棒就是我們本節(jié)要研究的杠桿小孩玩的蹺蹺板、各類剪刀、起瓶蓋起子等都是杠桿根據(jù)經(jīng)驗小明知道：越在直棒的后端用力，用的力越小要巧妙的使用杠桿，就要知道杠桿遵循什么樣的規(guī)律，所以我們要深入理解杠桿的平衡條件F1LlF2L2。三、復習內(nèi)容1、杠桿：（

5、1）定義：在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。說明：杠桿可直可曲，形狀任意。有些情況下，可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點。如：魚桿、鐵鍬。（2）五要素組成杠桿示意圖。支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。用字母O 表示。 動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母 F1 表示。 阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母 F2 表示。（說明：動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反 ）動力臂：從支點到動力作用線的距離。用字母l1表示。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。用字母l2表示。畫力臂方法：找支點O； 畫力的作用線（虛線）； 畫力臂（過支點垂直力的作用線作垂線）

6、； 標力臂。2、研究杠桿的平衡條件：（a) 杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。（b) 實驗前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。（c) 結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動力×動力臂阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2 也可寫成：F1 / F2=l2 / l1解題指導：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力與方向和力臂大?。蝗缓蟾鶕?jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問題。（如：杠桿轉(zhuǎn)動時施加的動力如何變化，沿什么方向施力最小等。）解決杠桿平衡時動力最小問題：此類問題中阻力

7、15;阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；動力方向應(yīng)該是過該點且和該連線垂直的方向。 說明：應(yīng)根據(jù)實際來反選擇杠桿，當需要較大的力才能解決問題時，應(yīng)選省力杠桿，當為了使用方便，省距離時，應(yīng)選費力杠桿。3、滑輪：（1）定滑輪： 定義：中間的軸固定不動的滑輪。 實質(zhì)：定滑輪的實質(zhì)是：等臂杠桿特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。 對理想的定滑輪（不計輪軸間摩擦）F=G 繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重物移動的距離SG(或速度vG) （2）動滑輪：定義：和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）實質(zhì)

8、：動滑輪的實質(zhì)是：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。 理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則： F=1/2G只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=1/2(G物+G動)，繩子自由端移動距離SF(或vF)=2倍的重物移動的距離SG(或vG) （3）滑輪組定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力F= 1/nG 。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F=1/n(G物+G動) 繩子自由端移動距離SF(或vF)=n倍的重物移動的距離SG(或vG)組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=(G物+G動

9、) / F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪?；喗M省力情況：幾段繩子承擔重物和動滑輪的總重，提起重物所用力就是物重的幾分之一。注：一般說繩子自由端如果向上拉動，數(shù)繩子股數(shù)時算上此繩數(shù)，如果自由端向下拉動，數(shù)繩子股數(shù)時，不算此繩數(shù)。設(shè)計滑輪組一般先依拉力，阻力關(guān)系或依拉力移動距離與重物移動距離確定繞滑輪組的繩子股數(shù)n=G物+G動/F拉再按繩子股數(shù)，拉力方向推出動滑輪和定滑輪的個數(shù)。動滑輪個數(shù)：N動=n/2（n為偶數(shù)時）N動=n-1/2（n為奇數(shù)時）4、機械效率：（1）有用功：定義：對人們有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W總W額斜面：W有用= Gh（2

10、）額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功公式：W額= W總W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）斜面：W額=f L（3）總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功 公式：W總=W有用W額=FS斜面：W總= fL+Gh=FL（4）機械效率： 定義：有用功跟總功的比值。 公式： 有用功總小于總功，所以機械效率總小于1 。通常用 百分數(shù) 表示。某滑輪機械效率為60%，表示有用功占總功的60% 。提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。通常是減少額外功，如搞好潤滑，減輕機械自重；在無法減小額外功的情況下，采用增大有用功來提高機械效率。為提高機械效率，在機械結(jié)構(gòu)一定的情況下，可以采

11、取增加提升物重的辦法來實現(xiàn)。（5）機械效率的測量：原 理：器 材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需 刻度尺、彈簧測力計。步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變。結(jié)論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。提升重物越重，做的有用功相對就多。 摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。5、機械效率和功率的區(qū)別：功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內(nèi)完成的功；機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。四、例題講解例1：不等臂直杠桿在動力和阻力作用下，已處

12、于平衡狀態(tài)，采用下列辦法不能使杠桿平衡的是( )A、在杠桿上再施加一個力，使這個力的作用線通過杠桿的中點，但不通過支點。B、在杠桿上再施加一個力，使這個力的作用線通過支點C、使動力和阻力同時減小到原來的1/2D、使動力臂和阻力臂同時變?yōu)樵瓉淼?倍例2：在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在 位置平衡，這樣做是為了便于測量 ；如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，則可將右端的平衡螺母向 調(diào)節(jié)，或?qū)⒆蠖说钠胶饴菽赶?調(diào)節(jié)。五、堂上練習1、下列器件中屬于省力杠桿的是（ ）A坩堝鉗 剪刀 筷子 鑷子 圖 2、如圖所示，某人用一根輕質(zhì)木棒挑著為120N的物體站在水平地面上，木棒保持水平，棒AB長為1.2m，重物懸掛處離肩膀距離BO為0.8m，則手在A端對木棒豎直向下的作用力大小為_N。3、生活和生產(chǎn)中有許多不同類型的杠桿，如圖所示的托盤天平屬于 杠