八年級物理第十二章簡單機械教案

1、第十二章 簡單機械一、杠桿（一）杠桿1定義：在力的作用下繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。2杠桿五要素：3要點透析五要素物理含義支點杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，用“O”表示動力使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F1”表示阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F2”表示動力臂從支點O到動力F1作用線的距離，用“l(fā)1”表示阻力臂從支點O到阻力F2作用線的距離，用“l(fā)2”表示（1）杠桿的支點一定要在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的其他位置；（2）動力和阻力是相對而言的，不論動力還是阻力，杠桿都是受力物體，跟杠桿發(fā)生相互作用的物體都是施力物體；（3）動力作用點：動力在杠桿上的作用點；（4）阻力作用點：阻力在杠桿上的作用點；（5）力臂是

2、支點到力的作用線的距離，不是支點到力的作用點的距離，它是點到線的距離而不是點到點的距離；（6）力臂有時在杠桿上，有時不在杠桿上，如果力的作用線恰好通過支點，則力臂為零；（7）力臂的表示與畫法：過支點作力的作用線的垂線；（8）力臂的三種表示：根據(jù)個人習(xí)慣而定【例1】下列關(guān)于杠桿的一些說法中，正確的是（ ）A杠桿必須是一根直棒 B杠桿一定要有支點C動力臂就是支點到動力作用點的距離 D當(dāng)力的作用線通過支點時，力臂最大（二）杠桿的平衡條件1杠桿平衡：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動都叫做杠桿平衡。2實驗探究：杠桿的平衡條件實驗序號動力F1/N動力臂l1/cm動力×動力臂N·cm阻力F2/N阻力臂

3、l2/cm阻力×阻力臂N·cm10.520101.0101021.520301.0303032.020404.01040探究歸納：只有動力×動力臂=阻力×阻力臂，杠桿才平衡。3杠桿平衡條件表達式：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即；公式表示為：，即.應(yīng)用公式時單位要統(tǒng)一?！纠?】圖2是研究杠桿平衡條件的實驗裝置，要使杠桿在圖示位置平衡，在A處鉤碼應(yīng)掛A6個B3個C2個D1個【例3】三個和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能詳，如圖所示，甲圖中和尚們商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑兩小桶，瘦和尚和小和尚兩人合抬一大桶.以下說法中不正確的是（）A乙圖

4、中水桶B向下沉，為保持水平平衡，胖和尚可以將他的肩往后移動一點距離B乙圖中水桶B向下沉，為保持水平平衡，胖和尚可以將后面水桶B往前移動一點距離C丙圖中小和尚為減輕瘦和尚的負擔(dān)，可以將水桶往前移動一點距離D丙圖中小和尚為減輕瘦和尚的負擔(dān)，可以讓瘦和尚往前移動一點距離（三）生活中的杠桿杠桿類型力臂關(guān)系平衡時力的關(guān)系優(yōu)缺點應(yīng)用省力杠桿l1>l2F1<F2省力，費距離撬棍、瓶起子等費力杠桿l1<l2F1>F2省距離，費力鑷子、釣魚竿等等臂杠桿l1=l2F1=F2不省力，不省距離天平，定滑輪等【例4】一直桿可繞O點轉(zhuǎn)動，桿下掛一重物，為了提高重物，用一個始終跟直桿垂直且作用于OB

5、中點的力F，使直桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)到水平位置，這個過程中這個直桿( )A始終是省力杠桿B始終是費力杠桿C先是省力杠桿，后是費力杠桿D先是費力杠桿，后是省力杠桿二、滑輪（一）定滑輪和動滑輪1滑輪：周邊有槽，能繞軸轉(zhuǎn)動的小輪。（滑輪的實質(zhì)是變形的杠桿）2定滑輪：滑輪的軸固定不動的叫做定滑輪。3動滑輪：滑輪的軸隨物體一起運動，這樣的滑輪叫做動滑輪。4定滑輪與動滑輪的特點：（1）定滑輪可以改變力的方向，但不省力；（2）動滑輪可以省一半力，但不能改變用力的方向。5使用定滑輪和動滑輪的幾種情況（圖中物體全部勻速運動）種類圖示表達式定滑輪F=GF=f，f為物體A所受的摩擦力動滑輪【例5】如圖所示，滑輪上掛一

6、重10N的物體A，當(dāng)滑輪在力F的作用下向上勻速上升時，滑輪的速度為重物A上升時速度的 ，力F應(yīng)為 N（滑輪和繩重及摩擦力均不計）。（二）滑輪組1滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪組裝而成的，可以達到既省力又改變力的方向的作用效果。2滑輪組省力情況的確定方法：在不考慮摩擦及動滑輪受到的重力的情況下，使用滑輪組時，滑輪組用幾股繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。如圖所示?！纠?】如圖所示的滑輪或滑輪組將同意重物G均勻提高h高度，最省力的是（ ）（三）輪軸和斜面1輪軸：由一個軸和一個大輪組成，能省力和改變力的方向，實質(zhì)是一個可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿。 （方向盤、水龍頭等）輪軸的公式：輪軸既省力又

7、改變力的方向，但費了距離。2斜面：斜面是一種可以省力的簡單機械，卻費距離。理想情況下斜面公式：Fl=Gh斜面長（l）是斜面高（h）的幾倍，所用的拉力F就是物重G的幾分之一?！纠?】斜面是一種簡單機械，生活中經(jīng)常用到它，工人師傅小波和小新分別用如圖甲、乙兩種方法，將同樣的物體搬上車，下列說法正確的是（ ）A甲方法不可以省力，但能省功B甲方法可以省力，也能省功C乙方法可以省力，但不能省功D乙方法可以省力，也能省功三、機械效率（一）課前復(fù)習(xí)1功的兩個要素： 、 。2功的計算公式： 。3功的原理：使用機械時人們所做的功，都 不用機械所做的功。（使用任何機械都不省功）其中不小于可以理解為等于或大于。等于

8、的條件： （理想情況）大于的條件： （現(xiàn)實情況） （二）有用功、額外功和總功通過同學(xué)們對課本三種不同方法提升沙子所做的功進行分析，根據(jù)課本完成下列問題。1三種方法的最終目的是把 提升到3樓。2提升到3樓，升高了 m。根據(jù)功的原理，把沙子提升到三樓必須做的功為 J。這些必須做的功叫 。3我們提升沙子的同時，也做了一些不需要、但又不得不做的一些功。這些功叫 。在1、2、3種方法中，除了把沙子提升6m所做的功外，還做了那些功?？朔?做功；克服 做功；克服 做功；克服 做功；克服 做功；克服 做功。通過以上三種情形，額外功的產(chǎn)生主要是克服 和 做的功。4有用功加額外功是總共做的功，叫 。根據(jù)上面的分析

9、過程，大體估算第 種方法做的總功多？并由大到小的順序排列。三種方法，第 種方法更好一些呢？并說出選擇的理由?！纠?】分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體舉到相同的高度，做的有用功是（ ）A一樣多 B斜面的多 C滑輪組的多 D無法判斷【例9】某同學(xué)不小心把水桶掉進井里，當(dāng)他把桶從井里撈出來時，桶里帶了一些水，下面有關(guān)有用功、額外功和總功的說法正確的是（ ）A克服桶的重力做的功是總功 B克服桶內(nèi)水的重力做的功是總功C克服桶的重力做的功是有用功 D提水的功與提桶的功之和是總功【例10】用一個動滑輪將重480N的貨物提高1m，所用的拉力為300N，則總功是 J，有用功是 J。（三）機械效率1通過對三種方

10、法的比較分析，做相同的有用功，所做的總功 ；或者做相同的總功，所做的有用功 。2機械效率： 叫做機械效率。公式：。機械效率沒有單位。3理解：機械效率僅僅與有用功和總功的比值有關(guān)，與有用功、額外功、總功的多少沒有關(guān)系。因為有用功總是 總功，所以機械效率總是 1。【例11】若用杠桿把重為100N的物體撬起1m，人需要250N的力將杠桿的另一端壓下0.5m，則有用功是 J，總功是 J，機械效率為 。4推導(dǎo)公式：【例12】一個物體重1000N，用一個大小為800N的拉力沿斜面把物體從斜面底端勻速拉到頂端，已知斜面長為20m，高10m，則該斜面的機械效率為 。【練習(xí)1】在滑輪組中動力做功100J，動滑輪

11、對重物做功80J，則（ ）A有用功是100J B總功是100J C額外功是80J D額外功是100J【練習(xí)2】甲、乙兩臺機械，甲的機械效率是80%，乙的機械效率是60%，則（ ）A使用甲機械做功省力 B使用乙機械做功省力C使用甲機械做功少些 D做同樣多的功時，使用甲機械做的額外功少些【練習(xí)3】使用機械時，若額外功小于有用功，則該機械的機械效率（ ）A大于0.5 B小于0.5 C大于1 D等于0.5【練習(xí)4】如圖所示，用滑輪或滑輪組提起同一重物到同一高度，其中機械效率最高的是（ ）【練習(xí)5】下列關(guān)于機械效率的說法正確的是（ ）A越省力的機械，其機械效率越高 B做的有用功越多，機械效率越高C做的總

12、功越少，機械效率越高 D額外功在總功中的占比越小，機械效率越高【練習(xí)6】為了省力，把一個定滑輪改為動滑輪使用，則改裝后的機械效率與改裝前相比較（ ）A升高了 B降低了 C不變 D都用可能【練習(xí)7】以下方法中能提高滑輪組機械效率的是（ ）A減小動滑輪的物重 B減小定滑輪的物重C減小滑輪與輪軸間的摩擦 D減小提升物體的速度【練習(xí)8】下列關(guān)于提高機械效率的說法正確的是（ ）A減輕機械自重，是提高機械效率的唯一方法B增加重物提高的高度可以提高機械效率C改變繩子的繞法可以提高機械效率D在可能的條件下，增加所提升物體的重量可以提高機械效率【練習(xí)9】一名工人用如圖所示的滑輪組提升2000N的貨物，所用的拉力

13、是800N，繩子的自由端被拉下4m，求：（1）拉力做了多少功；（2）該裝置的機械效率是多大?！揪毩?xí)10】某同學(xué)做“測定滑輪組機械效率”的實驗。（1）實驗時，必須 向上提起彈簧測力計。實驗序號拉力F/N鉤碼重G/N繩自由端提升的距離s/m鉤碼上升的高度h/m11.130.240.0820.720.120.46（2）某同學(xué)用如圖所示的裝置做實驗，記錄的兩組數(shù)據(jù)如下表所示，其中序號 的一組有錯誤。（3）該同學(xué)根據(jù)第一次實驗的數(shù)據(jù)，計算此滑輪組的機械效率為 。（4）要想提高滑輪組的機械效率，可采用的方法是（ ）A增加鉤碼的個數(shù) B增加動滑輪的個數(shù)C減少鉤碼上升的高度 D減少定滑輪的個數(shù)單元總結(jié)思維導(dǎo)圖

14、單元測試一、選擇題1、下列簡單機械中，不能省力的是    (    ) A杠桿    B輪軸    C. 斜面    D定滑輪 2、下列說法正確的是A.杠桿一定能夠省力              B.定滑輪既能省力又能改變力的方向C.動滑輪既能省力又能改變力的方向D.滑輪組既能省力又能改變力的方向 3、（10

15、·杭州）某人用100牛的力提起了350牛的重物，那么他可能使用了  A一個定滑輪                           B一個動滑輪  C一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組   D一支杠桿 4、如圖所示滑輪組，正方體A 在水平地面上處于靜止?fàn)顟B(tài).已知A 的邊長為1dm，密度為

16、2×kg/，每個滑輪重為2N，若使A 對水平地面產(chǎn)生的壓力為0，作用在繩端的拉力F 為（忽略摩擦和繩重，g=10N/kg）（ ）A4N   B5N   C6N   D22N5、運動員將足球從后場踢到前場，足球在空中運動的過程中，不計空氣阻力，其受力情況是（  ） A、只受踢力      B、只受重力      C、受踢力和重力         D、不受力的作

17、用  6、如圖所示，用滑輪組提升重物時，重200N的物體在5s內(nèi)勻速上升了1m已知拉繩子的力F為120N，如果不計繩重及摩擦，則提升重物的過程中（）A繩子自由端被拉下3m B動滑輪重20N C滑輪組的機械效率是83.3% D拉力F的功率是40W7、如圖所示是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式(不計機械自重和摩擦)，其中所需動力最小的是（       ）8、夏季炎熱的午后，環(huán)衛(wèi)工人駕駛著灑水車以8km/h的速度勻速行使在筆直的南海大道上，水不停地灑在地上，下列說法中正確的是（    ）A.灑水

18、車在行駛的過程中牽引力大于阻力 B.車輛行駛過程中，環(huán)衛(wèi)工人看到路燈是靜止的C.灑水車的運動狀態(tài)沒有發(fā)生改變 D.車中水的質(zhì)量在不斷減小，水的密度也在減小9、為了粉刷教室，需要將涂料運到五樓。工人可以采用的方法有： 用人直接搬運上去；用定滑輪提上去；用動滑輪提上去。在這幾種方法中                   A最省力的是       

19、60;             B最省力的是  C做有用功最多的是               D機械效率最高的是10、在不計繩重和摩擦的情況下利用如右圖所示的甲、乙兩裝置分別用力把相同的物體勻速提升相同的高度若用甲，乙表示甲、乙兩裝置的機械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（     ）A

20、、甲乙，W甲W乙                  B、甲乙，W甲W乙   C、甲乙，W甲W乙                   D、甲乙，W甲W乙 二、填空題11、阿基米徳說：“給我一個支點和一根足夠長的棍，我就能撬動整個地球”，這是因

21、為使用杠桿可以_。學(xué)校旗桿頂部安裝的定滑輪作用為了 _。12、用如圖8所示的滑輪組勻速向左拉動重為100N的物體A，    所用拉力F為10N(不計滑輪和繩重、及滑輪與繩之間的摩擦)，則A受到地面對它的摩擦力大小是_N，方向向_(填“左”或“右”)13、一臺抽水機的動力的功率是12 kW，抽水時的機械效率是80，那么5min抽水機動力做的功為_J，5 min內(nèi)它可以把_N的水抽到10 m高的水塔上去14、阻力臂為動力臂4倍的杠桿是           &#

22、160;       杠桿（選填“省力”或“費力”）；若該杠桿受到的阻力為20N，則當(dāng)動力為               N時，杠桿處于平衡狀態(tài)。三、簡答題15、說出下列現(xiàn)象中的物理知識或原理：用扁擔(dān)挑東西時，人的肩總是靠近較重的物體一端16、認真分析如下圖所示的漫畫，判斷小猴和小兔誰分得的蘿卜重？請說明你的理由。四、作圖題18、1.畫出圖11所示拉力F的力臂。2.工人站在地面用滑輪組勻速提升重物，請在圖1

23、2所示的滑輪組上畫出繞線。 19、按照題目要求作圖：（1）在圖11中畫出滑輪組最省力的繞線方式。（2）在圖12中作出物體M所受重力的示意圖，并作出以O(shè)為支點，動力F的力臂L1。（3）在圖13中杠桿OAB處于平衡狀態(tài)，畫出使杠桿平衡的動力的力臂L1。 五、實驗,探究題20、在探究滑輪組的機械效率實驗中小文連成了如圖15的滑輪組，并分別測出了實驗數(shù)據(jù)。鉤碼重力G/N鉤碼上升的高度h/cm拉力F/N繩端移動的距離s/cm2.410.01.030.0 （1）根據(jù)以上表格中數(shù)據(jù)，實驗過程中，此滑輪組的機械效率為_     _%。（2）小文用此滑

24、輪組勻速提起重為G的物體升高h，所用時間為t。拉力的大小為F,則F的功率P=           。（用本小題中已知字母表示）21、如圖所示是小明測量“斜面機械效率”的裝置圖。下表是他記錄的實驗數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)斜面傾斜程度物體A重G/N物體上升高度h/m沿斜面拉力 F/N物體移動距離s/m有用功W有/J總功W總/J機械效率1較緩5.00.11.50.50.50.7566.67 %2較陡5.00.22.50.511.253最陡5.00.33.40.51.788.24%2 將表格中空格處的數(shù)據(jù)填寫完整。分析小明表格中的實驗數(shù)據(jù)可知：長度相同的斜面，越平緩的越         （填“省力”或“費力”）；斜面在我們生活中的應(yīng)用有                         （只寫