简单机械教案.doc

. 一对一个性化辅导授课案教师：学科：科学第 11 课时学生：年级：九年级学校：课时长：120 分钟时间： 2016年 11 月 20日 10 : 00 12 : 00 课题名称简单机械教学目标1、 知道杠杆的定义及杠杆五要素。2、 了解动滑轮、定滑轮、滑轮组的工作原理。3、 知道简单机械的目的。4、 理解有用功、额外功和总功的意义及计算方法。重点、难点重点：力臂的做法；杠杆类型的判断；动滑轮、定滑轮、滑轮组的工作原理；有用功、额外功和总功的计算。难点：力臂的做法；杠杆类型的判断；动滑轮、定滑轮、滑轮组的工作原理；机械效率的计算和测量；提高机械效率的方法。教 学 内 容教简单机械知识点归纳一、杠杆1、 定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。OF1l1l2F22、 五要素组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。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。说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签 找支点O； 画力的作用线（虚线）； 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）； 标力臂（大括号）。3、 研究杠杆的平衡条件： 杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力动力臂阻力阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。4、应用：名称结 构特 征特 点应用举例省力杠杆动力臂阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂=阻力臂不省力不费力天平，定滑轮说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。二、滑轮1、 定滑轮：l1l2F2F1定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)F1l1F2l22、 动滑轮：定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 1 2G只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= 1 2(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)3、 滑轮组定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1 n G 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1 n (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG) 装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“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、有用功：对人们有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总 2、 额外功：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 3、 总功：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用W额=FS= W有用 W有用W总 =4、 机械效率：有用功跟总功的比值。（1）公式： （2）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。例如：某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。（3）提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。W有用W总 =GhFS=5、机械效率的测 原 理： 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器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线、还需 刻度尺、弹簧测力计。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。结论影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、动滑轮重力大小和个数多少：提升同一物体用的动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多而有用功不变，机械效率就越低。B、物体的重力大小：用同一滑轮组所提升得重物越重，做的有用功相对就多而额外功不变，机械效率就越高。C、摩擦：若各种摩擦越大做的额外功就多，机械效率相对就低。 D、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。四、简单机械的机械效率（1）斜面 W有用=Gh W额外=fSW总=FS=GhfS（2）杠杆 W有用=G物h W额外 W总=FS（3）定滑轮竖直方向提升重物（a）W有用=GhW额外：摩擦及绳重W总=FS=Fh（4）定滑轮水平方向拉动物体（b）W有用=fS物W额外：滑轮转动摩擦W总=FSF=FS物（5）动滑轮（a）及竖直方向滑轮组W有用=G物h W额外不计绳重和摩擦时W总=FS=Fnh=（G物G动）h （n为连接动滑轮绳子段数） （6）动滑轮（b）及水平方向滑轮组W有用=fS物 W额外：绳重及滑轮转动摩擦W总=FSF=FnS物 （n为连接动滑轮绳子段数）注：a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率b、所有的有用功均等于不使用机械时所做的功c、对于所有机械均有网课堂练习一、选择题1、（2013永州）如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态如果两侧各去掉一个钩码，下列说法正确的是（）A左端下沉B右端下沉C仍然平衡D无法判断2、下列四种情形中所使用的杠杆属千省力杠杆的是3、如图所示的生活用具中，使用时属于省力杠杆的是（）A筷子B核桃夹C镊子D面包夹4、如图所示，属于费力杠杆的是（）A起子B道钉撬C镊子D钢丝钳5、如图1所示的简单机械，在使用中属于费力杠杆的是 A.起子B.镊子C.钢丝钳D.托盘天平图16、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了（）A增大阻力臂，减小动力移动的距离 B减小动力臂，减小动力移动的距离C增大动力臂，省力 D减小阻力臂，省力7、下图所示的生活用具中，使用时属于省力杠杆的是（ ）A筷子 B核桃夹 C镊子 D面包夹8、骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（）A缩短上坡过程中所走的路程B减少上坡过程中所做的功C减小上坡过程中所施加的力D缩短上坡过程中所用的时间9、如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）A人拉绳做功的功率为75WB滑轮组的机械效率为80%C绳子自由端移动的速度为0.3 m/sD动滑轮重为100N10、下列关于机械效率的说法正确的是 A机械效率不可能达到100 B随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100 C滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率D杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率11、如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升02m。 已知G=18N，F=ION。这一过程中，不能得到的结论是 A绳子自由端上升0.4m B拉力F做功4JC动滑轮重为2N D该动滑轮的机械效率为9012、如图，A物体在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动（不计滑轮与细绳的摩擦及重力），若A物体与桌面间的摩擦力为1N，下列说法错误的是（ ） A. 拉力F做功的功率是3W B. B物体的质量是2.7Kg C. B物体上升的速度是0.1m/s D. A物体运动1s则B物体克服重力做3J 13、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A甲图省力，机械效率甲图大B甲图省力，机械效率一样大C乙图省力，机械效率一样大D乙图省力，机械效率乙图大14、如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是 A. F1较小 B. F2较大 C. F1、F2、F3的大小不能确定D. 如果将钩码提升相同的高度，那么力F1、F2、F3做的功相等15、如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略。现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率与物体重力G的关系可能符合下列图中的16、甲乙两个滑轮组如图4所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重图4甲 乙物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）A.若G1 = G2，拉力做的额外功相同B.若G1 = G2，拉力做的总功相同C.若G1 = G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变17、如图所示，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，则用力F将（ ）A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.保持不变 D.先变小后变大18、将一定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率在不计绳重和摩擦时（ ）A一定提高 B一定降低 C一定不变 D无法判断19、重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中：A动力臂逐渐变大 B阻力臂逐渐变小C动力F逐渐变大 D动力F逐渐减小20、如图所示，不计摩擦，把重G =16N的物体匀速提起所用的拉力F =10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是：A动滑轮重4N B使该用动滑轮要费距离C该动滑轮的机械效率为80% D提升物体的速度越快，机械效率越高21、 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3 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22、如图，轻质杠杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方向改为沿虚线方向，仍使杠杆在水平位置保持平衡，则A.动力臂增大，动力增大 B.动力臂增大，动力减小C.动力臂减小，动力减小 D.动力臂减小，动力增大23、小明小组利用如图4所示装置探究“杠杆平衡条件”时，在杠杆两侧挂上不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，这样三次实验后得出结论：动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离。下列能帮助他得出正确结论的操作是( ) A去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉 B去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉 C去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉 D增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性24、下列关于简单机械的描述不正确的是A钓鱼竿是省力杠杆 B动滑轮是省力机械C天平是等臂杠杆D利用斜面可以省力25、.如图6所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是ABCD图6F3F1F2F426、如图，手持l0kg物体保持平衡，此时肱二头肌收缩所承受的力一定 A大于98N B小于98N C等于98N D等于l0kg 27、如图是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使杠杆在水平位置平衡，B处应挂与A处同样大小的钩码个数为( ) A. 6个 B4个 C. 3个 D2个28、如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为 A.45N、50% B.45N、75% C.60N、50% D.60N、75%29、个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（ ）A.有用功减少，总功减少 B.有用功增加，总功增加C.有用功不变，总功不变 D.有用功不变，总功减少30、如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升02m。 已知G=18N，F=ION。这一过程中，不能得到的结论是C A绳子自由端上升0.4m B拉力F做功4JC动滑轮重为2N D该动滑轮的机械效率为90 31、如图所示，不计摩擦，把重G =16N的物体匀速提起所用的拉力F =10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是： A动滑轮重4N B使该用动滑轮要费距离C该动滑轮的机械效率为80% D提升物体的速度越快，机械效率越高 32、下列杠杆属于费力杠杆的是 A用钓鱼杆钓鱼B用起子开瓶盖C用钳子剪钢丝D用撬棒撬石头33、如图甲，物体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匀速直线运动，此时弹簧秤示数如图乙所示。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是( ) A拉力F为2牛 B此滑轮是定滑轮 C拉力F的功率为0.4瓦 D以物体A为参照物，弹簧秤是静止的34、如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变大的是（ ）A.减少钩码的个数B.将钩码悬挂点的位置向右移 C.保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移D.保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜二、填空题35、使用动滑轮能省（选填“力”、“功”或“距离”）用重为2N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1.5N的动滑轮匀速提升同一重物，此动滑轮的机械效率为%（不计绳重和摩擦）12（2分）（2013沈阳）如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计机械自重和摩擦），则所用拉力F甲F乙（选填“”、“”或“=”），拉力做功的功率P甲P乙（选填“”、“”或“=”）36、如图所示，斜面长1m，高0.4m，用大小为5N沿斜面向上的拉力F，将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为；若仅使倾角逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐（选填“增大”、“不变”或“减小”），此斜面的机械效率将逐渐（选填“增大”、“不变”或“减小”）37、如图所示，轻质杠杆ABO能绕O点自由转动，若在杠杆末端A点施加一个力提起重物G，使杠杆在水平位置平衡，则此杠杆 （选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡，此力的方向是 38、图8中，A装置是 滑轮，使用它的目的是 。39、如图，用一个动滑轮组把重90N的沙袋从地面提到9m高的脚手架上，绳端向上移动的距离是 m，若所用的拉力是60N，这个动滑轮的机械效率是 40、如图是一种起重机的简图，用它把重为4103N的货物匀速提起，若O为支点，且OA=12m，OB=4m，起重机本身重力不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，其右边至少要配重为 N的物体41、如图所示，用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，在物体上升2m的过程中，人所用的拉力为125N，则此滑轮组的机械效率为 图1342、图13所示的钢丝钳是 杠杆(选填“省力”或“费力”)，剪铁丝时动力臂长为10cm，阻力臂长为2cm，若铁丝被剪断需要800N的力，小明至少用 N的力才能将铁丝剪断 43、图示的起重机将重为的货物匀速提升10，它的电动机做功，起重机匀速提升货物做的有用功为 ，机械效率为 对于实际机械，机械效率总小于100的原因是 44、如图5所示，在测量滑轮组的机械效率的实验装置中，动滑轮重0.6N， 物重2.4N，不计绳重和各处摩擦，当物体匀速提升时，绳的自由端在竖直方向上的拉力F为 ，此过程滑轮组的机械效率为 。45、如图所示，工人用240N的拉力，在15s的时间内，将重600N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，绳子自由端移动了 m，拉力做的功是_J，拉力的功率是_W。F46、如图所示的滑轮组的机械效率是75%，物体重力为150 N用滑轮组匀速将物体提升2m， 所用拉力F为 N。47、如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点， A 为重心，他的体重为550N。地面对手的支持力F 的力臂是_m ，大小为_ N。 48、如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体lOs内匀速提升2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率为 W. 49、地震灾区重建过程中，工人用图示的滑轮组将重400N的建筑材料从地面缓慢提升至l0