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文檔簡介
.PAGE可編輯wrod范本一對一個性化輔導授課案教師:學科:科學第11課時學生:年級:九年級學校:課時長:120分鐘時間:2016年11月20日10:00—12:00課題名稱簡單機械教學目標知道杠桿的定義及杠桿五要素。了解動滑輪、定滑輪、滑輪組的工作原理。知道簡單機械的目的。理解有用功、額外功和總功的意義及計算方法。重點、難點重點:力臂的做法;杠桿類型的判斷;動滑輪、定滑輪、滑輪組的工作原理;有用功、額外功和總功的計算。難點:力臂的做法;杠桿類型的判斷;動滑輪、定滑輪、滑輪組的工作原理;機械效率的計算和測量;提高機械效率的方法。教學內容定義:在力的作用下繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。說明:①杠桿可直可曲,形狀任意。②有些情況下,可將杠桿實際轉一下,來幫助確定支點。如:魚桿、鐵鍬。OF1lOF1l1l2F2①支點:杠桿繞著轉動的點。用字母O表示。②動力:使杠桿轉動的力。用字母F1表示。③阻力:阻礙杠桿轉動的力。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,但它們使杠桿的轉動的方向相反④動力臂:從支點到動力作用線的距離。用字母l1表示。⑤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:一找支點、二畫線、三連距離、四標簽⑴找支點O;⑵畫力的作用線(虛線);⑶畫力臂(虛線,過支點垂直力的作用線作垂線);⑷標力臂(大括號)。研究杠桿的平衡條件:杠桿平衡是指:杠桿靜止或勻速轉動。實驗前:應調節(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。結論: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??;然后根據具體的情況具體分析,確定如何使用平衡條件解決有關問題。(如:杠桿轉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×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①在杠桿上找一點,使這點到支點的距離最遠;②動力方向應該是過該點且和該連線垂直的方向。4、應用:名稱結構特征特點應用舉例省力杠桿動力臂>阻力臂省力、費距離撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀費力杠桿動力臂<阻力臂費力、省距離縫紉機踏板、起重臂人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動力臂=阻力臂不省力不費力天平,定滑輪說明:應根據實際來選擇杠桿,當需要較大的力才能解決問題時,應選擇省力杠桿,當為了使用方便,省距離時,應選費力杠桿。二、滑輪定滑輪:l1l2F2l1l2F2F1②實質:定滑輪的實質是:等臂杠桿③特點:使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。④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)F1F1l1F2l2①定義:和重物一起移動的滑輪。(可上下移動,也可左右移動)②實質:動滑輪的實質是:動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。③特點:使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。④理想的動滑輪(不計軸間摩擦和動滑輪重力)則:F=12G只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=12(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)滑輪組①定義:定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。②特點:使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向③理想的滑輪組(不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力)拉力F=1nG。只忽略輪軸間的摩擦,則拉力F=1n(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)裝滑輪組方法:首先根據公式n=(G物+G動)/F求出繩子的股數。然后根據“奇動偶定”的原則。結合題目的具體要求組裝滑輪。三、機械效率1、有用功:對人們有用的功。公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總2、額外功: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)3、總功:有用功加額外功或動力所做的功公式:W總=W有用+W額=FS=W有用/ηηη=(1)公式:(2)有用功總小于總功,所以機械效率總小于1,通常用百分數表示。例如:某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。(3)提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。ηη==②應測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S③器材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線、還需刻度尺、彈簧測力計。④步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。⑤結論—影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:A、動滑輪重力大小和個數多少:提升同一物體用的動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多而有用功不變,機械效率就越低。B、物體的重力大?。河猛换喗M所提升得重物越重,做的有用功相對就多而額外功不變,機械效率就越高。C、摩擦:若各種摩擦越大做的額外功就多,機械效率相對就低。D、繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。四、簡單機械的機械效率(1)斜面①W有用=G·h②W額外=f·S③W總=F·S=G·h+fS(2)杠桿①W有用=G物·h②W額外③W總=F·S(3)定滑輪豎直方向提升重物(a)①W有用=Gh②W額外:摩擦及繩重③W總=F·S=F·h(4)定滑輪水平方向拉動物體(b)①W有用=f·S物②W額外:滑輪轉動摩擦③W總=F·SF=F·S物(5)動滑輪(a)及豎直方向滑輪組①W有用=G物·h②W額外不計繩重和摩擦時③W總=F·S=F·nh=(G物+G動)·h(n為連接動滑輪繩子段數)不計繩重和摩擦時(6)動滑輪(b)及水平方向滑輪組①W有用=fS物②W額外:繩重及滑輪轉動摩擦③W總=F·SF=F·nS物(n為連接動滑輪繩子段數)注:a、所有機械克服自身摩擦做功均是額外功的組成部分,故對機械進行潤滑一般都可以提高機械效率.b、所有的有用功均等于不使用機械時所做的功c、對于所有機械均有網課堂練習一、選擇題1、(2013?永州)如圖所示,在調節(jié)平衡后的杠桿兩側,分別掛上相同規(guī)格的鉤碼,杠桿處于平衡狀態(tài).如果兩側各去掉一個鉤碼,下列說法正確的是()A.左端下沉B.右端下沉C.仍然平衡D.無法判斷2、下列四種情形中所使用的杠桿屬千省力杠桿的是3、如圖所示的生活用具中,使用時屬于省力杠桿的是()A.筷子B.核桃夾C.鑷子D.面包夾4、如圖所示,屬于費力杠桿的是()A.起子B.道釘撬C.鑷子D.鋼絲鉗5、如圖1所示的簡單機械,在使用中屬于費力杠桿的是AA.起子B.鑷子C.鋼絲鉗D.托盤天平圖16、園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時,常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近,這樣做的目的是為了()A.增大阻力臂,減小動力移動的距離B.減小動力臂,減小動力移動的距離C.增大動力臂,省力 D.減小阻力臂,省力7、下圖所示的生活用具中,使用時屬于省力杠桿的是 ()A.筷子B.核桃夾C.鑷子D.面包夾8、騎自行車上一個陡坡時,有經驗的同學會沿S型路線騎行,他這樣做是為了()A.縮短上坡過程中所走的路程B.減少上坡過程中所做的功C.減小上坡過程中所施加的力D.縮短上坡過程中所用的時間9、如圖所示,小麗用滑輪組勻速提升一個重為600N的物體,物體上升的速度為0.1m/s,人拉繩的力F為250N,不計繩重和摩擦,下列說法不正確的是()A.人拉繩做功的功率為75WB.滑輪組的機械效率為80%C.繩子自由端移動的速度為0.3m/sD.動滑輪重為100N10、下列關于機械效率的說法正確的是A.機械效率不可能達到100%B.隨著科學技術的發(fā)展,機械效率可能會大于100%C.滑輪組的機械效率一定大于動滑輪的機械效率D.杠桿的機械效率一定大于動滑輪的機械效率11、如圖所示,物體G在豎直向上的拉力F的作用下,勻速上升0.2m。已知G=18N,F=ION。這一過程中,不能得到的結論是A.繩子自由端上升0.4mB.拉力F做功4JC.動滑輪重為2ND.該動滑輪的機械效率為90%12、如圖,A物體在大小為10N的拉力F作用下,以0.3m/s的速度向右勻速運動(不計滑輪與細繩的摩擦及重力),若A物體與桌面間的摩擦力為1N,下列說法錯誤的是()A.拉力F做功的功率是3WB.B物體的質量是2.7KgC.B物體上升的速度是0.1m/sD.A物體運動1s則B物體克服重力做3J13、某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組(每個滑輪重相同)勻速提起相同的重物.不計繩重及摩擦,下列說法正確的是()A.甲圖省力,機械效率甲圖大B.甲圖省力,機械效率一樣大C.乙圖省力,機械效率一樣大D.乙圖省力,機械效率乙圖大14、如圖所示,用一根繩子繞過定滑輪,一端拴在鉤碼上,手執(zhí)另一端,分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦,下列說法中正確的是A.F1較小B.F2較大C.F1、F2、F3的大小不能確定D.如果將鉤碼提升相同的高度,那么力F1、F2、F3做的功相等15、如圖所示,用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪,使掛在下面重為G的物體緩緩上升,動滑輪的重力不可忽略。現改變物體的重力G,則動滑輪的機械效率η與物體重力G的關系可能符合下列圖中的16、甲乙兩個滑輪組如圖4所示,其中的每一個滑輪都相同,用它們分別將重圖4甲乙物G1、G2提高相同的高度,不計滑輪組的摩擦,下列說法中正確的是(圖4甲乙A.若G1=G2,拉力做的額外功相同B.若G1=G2,拉力做的總功相同C.若G1=G2,甲的機械效率大于乙的機械效率D.用甲乙其中的任何一個滑輪組提起不同的重物,機械效率不變17、如圖所示,一根粗細均勻的鐵棒AB靜止在水平地面上,現用力F將鐵棒從水平地面拉至豎直立起。在這個過程中,力F作用在B端且始終與鐵棒垂直,則用力F將()A.逐漸變大B.逐漸變小C.保持不變D.先變小后變大18、將一定滑輪改為動滑輪使用,則它的機械效率在不計繩重和摩擦時()A.一定提高B.一定降低C.一定不變D.無法判斷19、重為G的均勻木棒豎直懸于O點,在其下端施一水平拉力F,讓棒緩慢轉到圖中虛線所示位置。在轉動的過程中:A.動力臂逐漸變大
B.阻力臂逐漸變小C.動力F逐漸變大
D.動力F逐漸減小20、如圖所示,不計摩擦,把重G=16N的物體勻速提起所用的拉力F=10N,則關于該動滑輪的說法中錯誤的是:A.動滑輪重4NB.使該用動滑輪要費距離C.該動滑輪的機械效率為80%D.提升物體的速度越快,機械效率越高21、工人們?yōu)榱税徇\一個笨重的機器進入廠房,他們設計了如圖3所示的四種方案(機器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管的橫截面)。其中最省力的方案是22、如圖,輕質杠桿AB可以繞O點轉動,在A點用細線懸掛一重物,在B點施加一豎直向下的動力,使杠桿在水平位置保持平衡。若將動力的方向改為沿虛線方向,仍使杠桿在水平位置保持平衡,則A.動力臂增大,動力增大B.動力臂增大,動力減小C.動力臂減小,動力減小D.動力臂減小,動力增大23、小明小組利用如圖4所示裝置探究“杠桿平衡條件”時,在杠桿兩側掛上不同個數的鉤碼,移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡,這樣三次實驗后得出結論:動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離。下列能幫助他得出正確結論的操作是(
)
A.去掉一側鉤碼,換用彈簧測力計豎直向下拉
B.去掉一側鉤碼,換用彈簧測力計斜向下拉
C.去掉一側鉤碼,換用彈簧測力計豎直向上拉
D.增加鉤碼個數,再多次實驗使結論更具普遍性24、下列關于簡單機械的描述不正確的是A.釣魚竿是省力杠桿 B.動滑輪是省力機械C.天平是等臂杠桿 D.利用斜面可以省力25、.如圖6所示,用下列裝置提升同一重物,若不計滑輪自重及摩擦,則最省力的是AABCD圖6F3F1F2F426、如圖,手持l0kg物體保持平衡,此時肱二頭肌收縮所承受的力一定A.大于98NB.小于98NC.等于98ND.等于l0kg27、如圖是研究杠桿平衡條件的實驗裝置,要使杠桿在水平位置平衡,B處應掛與A處同樣大小的鉤碼個數為()A.6個B.4個C.3個D.2個28、如圖所示,利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體,拉力F的大小為30N。若物體和地面之間的摩擦力大小為45N,則A處的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%29、個滑輪組經改進后提高了機械效率,用它將同一物體勻速提升同樣的高度,改進后與改進前相比()A.有用功減少,總功減少B.有用功增加,總功增加C.有用功不變,總功不變D.有用功不變,總功減少30、如圖所示,物體G在豎直向上的拉力F的作用下,勻速上升0.2m。已知G=18N,F=ION。這一過程中,不能得到的結論是CA.繩子自由端上升0.4mB.拉力F做功4JC.動滑輪重為2ND.該動滑輪的機械效率為90%31、如圖所示,不計摩擦,把重G=16N的物體勻速提起所用的拉力F=10N,則關于該動滑輪的說法中錯誤的是:A.動滑輪重4NB.使該用動滑輪要費距離C.該動滑輪的機械效率為80%D.提升物體的速度越快,機械效率越高32、下列杠桿屬于費力杠桿的是A.用釣魚桿釣魚B.用起子開瓶蓋C.用鉗子剪鋼絲D.用撬棒撬石頭33、如圖甲,物體A在水平拉力F的作用下,以0.2米/秒的速度在水平面上作勻速直線運動,此時彈簧秤示數如圖乙所示。若不計滑輪、彈簧秤和繩的重及滑輪與繩之間的摩擦,則下列說法中正確的是()A.拉力F為2牛B.此滑輪是定滑輪C.拉力F的功率為0.4瓦D.以物體A為參照物,彈簧秤是靜止的34、如圖所示,保持杠桿在水平位置平衡,在其他條件不變的情況下,下列操作能使彈簧測力計示數變大的是()A.減少鉤碼的個數B.將鉤碼懸掛點的位置向右移C.保持拉力方向不變,將彈簧測力計向右移D.保持彈簧測力計懸掛點的位置不變,使其向右傾斜二、填空題35、使用動滑輪能省(選填“力”、“功”或“距離”).用重為2N的動滑輪勻速提升一個重物時,動滑輪的機械效率為75%,若改用重為1.5N的動滑輪勻速提升同一重物,此動滑輪的機械效率為%(不計繩重和摩擦).12.(2分)(2013?沈陽)如圖所示,分別用定滑輪、動滑輪把重力相同的甲、乙兩物體在相同時間內勻速提升相同的高度(不計機械自重和摩擦),則所用拉力F甲F乙(選填“>”、“<”或“=”),拉力做功的功率P甲P乙(選填“>”、“<”或“=”).36、如圖所示,斜面長1m,高0.4m,用大小為5N沿斜面向上的拉力F,將重10N的鐵塊從底端勻速拉到頂端,斜面的機械效率為;若僅使傾角θ逐漸增大,沿斜面向上的拉力將逐漸(選填“增大”、“不變”或“減小”),此斜面的機械效率將逐漸(選填“增大”、“不變”或“減小”).37、如圖所示,輕質杠桿ABO能繞O點自由轉動,若在杠桿末端A點施加一個力提起重物G,使杠桿在水平位置平衡,則此杠桿(選填“一定”或“不一定”)是省力杠桿;若在A點施加一個最小的力使杠桿在水平位置平衡,此力的方向是.38、圖8中,A裝置是滑輪,使用它的目的是。39、如圖,用一個動滑輪組把重90N的沙袋從地面提到9m高的腳手架上,繩端向上移動的距離是m,若所用的拉力是60N,這個動滑輪的機械效率是.40、如圖是一種起重機的簡圖,用它把重為4×103N的貨物勻速提起,若O為支點,且OA=12m,OB=4m,起重機本身重力不計,吊起貨物時為使起重機不翻倒,其右邊至少要配重為N的物體.41、如圖所示,用一個滑輪組勻速提升重為200N的物體,在物體上升2m的過程中,人所用的拉力為125N,則此滑輪組的機械效率為.圖13圖1342、圖13所示的鋼絲鉗是杠桿(選填“省力”或“費力”),剪鐵絲時動力臂長為10cm,阻力臂長為2cm,若鐵絲被剪斷需要800N的力,小明至少用N的力才能將鐵絲剪斷.43、,它的電動機做功,機械效率為.對于實際機械,機械效率總小于100%的原因是.44、如圖5所示,在測量滑輪組的機械效率的實驗裝置中,動滑輪重0.6N,物重2.4N,不計繩重和各處摩擦,當物體勻速提升時,繩的自由端在豎直方向上的拉力F為,此過程滑輪組的機械效率為。45、如圖所示,工人用240N的拉力,在15s的時間內,將重600N的建筑材料提升到6m高的樓頂上,繩子自由端移動了m,拉力做的功是_____J,拉力的功率是_____W。FF46、如圖所示的滑輪組的機械效率是75%,物體重力為150N.用滑輪組勻速將物體提升2m,所用拉力F為N。47、如圖所示,小明正在做俯臥撐,把他的身體看作一個杠桿,O為支點,A為重心,他的體重為550N。地面對手的支持力F的力臂是________m,大小為________N。48、如圖所示,工人用250N的力F將重為400N的物體lOs內勻速提升2m,在此過程中,滑輪組的機械效率為,拉力的功率為
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