人教版八年级物理下册 导学案 第十二章 简单的机械

课题：杠杆姓名班级【课前练】1.2022年北京冬奥会赛场上，运动员在自由式滑雪大跳台比赛中，离开跳台从低处向高处跃起后下落的过程中（）A．动能一直减小 B．重力势能一直减小C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大2.物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1∶F2和P1∶P2分别为（）A．3∶5，9∶25B．3∶5，1∶1 C．3∶5，3∶5 D.1∶1，3∶53．如图所示情景是一种蹦极游戏。游戏者将一根极有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下后就会上、下运动。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者所能到达的最低点。关于游戏者离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（）A．游戏者的动能一直在增加B．游戏者减少的重力势能全部转化为自身的动能C．游戏者通过a点之后，绳子因被拉伸而具有弹性势能D．游戏者到b点时，他的动能最大【学科核心素养】1.能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。2.通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。3.能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。【学习重难点】杠杆平衡条件的理解；确认杠杆的力臂。【知识自检】阅读教材P76，完成以下问题：1．杠杆：在力的作用下，能绕点转动的硬棒（形变能忽略），叫做杠杆，该点又叫杠杆的。2．杠杆的五要素：①支点：指杠杆可以绕其的点O；②动力：是使杠杆的力F1；③阻力：是杠杆转动的力F2；④动力臂：从支点O到动力F1的距离l1；⑤阻力臂：是从支点O到F2作用线的距离l2。3．杠杆的平衡条件是：，数学表达式是：。4．常用的杠杆有三类：①省力杠杆：特点是动力臂l1阻力臂l2，平衡时动力F1阻力F2，使用它可以省（选填“省”或“费”），即用较小的动力就可以克服较大的阻力，但是距离（选填“省”或“费”）。②费力杠杆：特点是动力臂l1阻力臂l2，平衡时动力F1阻力F2，使用它时可以距离（选填“省”或“费”）。③等臂杠杆：这类杠杆的动力臂l1阻力臂l2，平衡时动力F1阻力F2，工作时不省力也不费力，不省距离也不费距离。【探究提升】1.力臂的画法（参考右图）①一找点：先确定杠杆的点Ｏ和动力F1、阻力F2的。②二画线：画出动力和阻力的，必要时用虚线将力的作用线延长。③三作垂线段：从支点向作用线作线，垂线段即为动力臂或阻力臂。④四用括号来体现：最后用大括号或箭头勾出，并在旁边写上字母l1或l2。2.杠杆平衡的条件【提出问题】杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？①实验器材：杠杆、钩码、铁架台、。②测量的物理量：动力、、、阻力臂。【进行实验】⑴把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的，使杠杆在位置平衡。⑵如图（a）所示，在杠杆两边挂不同数量的钩码，把支点右边的钩码对杠杆的作用力当作动力F1，支点左边的钩码对杠杆的作用力当作阻力F2。调节的位置，使杠杆在位置重新平衡，将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2的实验数据填入表中。⑶改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。⑷如图（b）所示，在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计沿竖直方向拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。实验次数动力F1/N动力臂l1/cm前二者之积/Ncm阻力F2/N阻力臂l2/cm前二者之积/Ncm12101202310215345120【分析论证】实验结果表明，动力臂越长，需要的力越；动力臂越短，需要的力越。二者之间是关系。【实验结论】杠杆的平衡条件是：杠杆平衡时，，即：F1·L1=F2·L2【例题讲练】1.关于杠杆，下列说法中正确的是（）

A.杠杆一定是一根直的硬棒B.杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置

C.力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上D.从支点到动力作用点的距离叫动力臂3.如图的开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆。能正确表示它工作示意图的是（）3.在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图甲）。测量时用了一根长度为12m的槽钢作为杠杆（如下图乙所示），吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数F1=200N，测得l1为6m，l2为4cm。不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。作业1.作图题：①如图1所示杠杆在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是F2的力臂。请在图中画出力F1的力臂L1以及阻力F2.②如图2所示是使用钓鱼竿的示意图，O为支点，F1是手对竿的作用力，F2是鱼线对竿的作用力，请在图中画出F1、F2的力臂。2.如图所示为等刻度的轻质杠杆，在A处挂一个重为2N的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（）A.一定是2NB.一定是1NC.可能是0.5ND.可能是2N3．如图3所示为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（）A．手握的位置靠近把手末端时更费力B．砖头的位置远离车轮时抬起更省力C．轮子的中心是杠杆的支点D．图中拉力F大于重力G4.如图4所示，理发师会选择______选填“A”、“B”或“C”剪刀，目的是为了。

课题：滑轮姓名班级【课前练】1.作图题。①如图1所示，杠杆OB在动力F1作用下处于静止状态，请你画出动力臂l1及阻力F2。②如图2所示，请作出力臂l1对应的力F1。2．关于杠杆，下列说法中正确的是（）

A.杠杆一定是一根直的硬棒B.杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置

C.力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上D.从支点到动力作用点的距离叫动力臂3．如图所示，O为杠杆的支点，杠杆受到的阻力为F2，则撬动这块大石头所需的最小作用力F1，及动力臂l1表示正确的是（）4.图中杠杆lAB=2lOA，每个钩码重力为2牛，在B点用力F1，则下列说法中正确的是（）A.F1大小一定为2牛 B.F1大小可能为1牛C.F1大小一定为3牛 D.F1大小可能为20牛【学科核心素养】1.认识定滑轮和动滑轮。2.知道定滑轮、动滑轮的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。3.会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系。【学习重难点】研究定滑轮和动滑轮的特点；滑轮组的装配及省力情况。【知识自检】阅读教材P81，完成以下问题：1.滑轮有和动滑轮两种。使用时，滑轮的轴固定不动的叫滑轮；滑轮的轴与物体一起运动的叫滑轮。2.使用定滑轮不能省力，也省距离，但是可以改变力的。定滑轮的实质是杠杆。3.使用动滑轮的好处是省，缺点是距离，且不能改变力的。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂倍的杠杆。4.使用滑轮组的特点是：使用滑轮组既能省又能改变力的。若承担物重的绳子股数为n，不考虑动滑轮重和摩擦，则拉力F与物重G之间的关系为F＝______G。如果考虑动滑轮自重为G动，则该关系为F＝________，绳子自由端移动的距离s和重物提升的高度h之间的关系为s=。5.轮轴和斜面也是常见的简单机械，在使用时，省，但费，属于省力机械。【探究提升】1.教材P81【想想议议】这个故事中使用的是什么滑轮？为什么孩子会被吊起来？【分析】图中滑轮为滑轮。大人对绳子的拉力物体的重力，且大人重力物体重力，因此大人可将物体通过定滑轮吊到二楼。而孩子对绳子的拉力物体的重力，且孩子的重力物体的重力，因此瘦子被吊到二楼（均选填“等于”、“大于”或“小于”）。2.实验探究：动滑轮的特点【设计实验】①实验器材：铁架台、动滑轮、细线、钩码、、②把绳子一端固定在铁架台上，另一端通过动滑轮挂在测力计的挂钩上；钩码挂在动滑轮的轴上，用力缓慢拉动弹簧测力计竖直向上匀速运动。记录整个过程中用力大小、钩码升高的距离及拉力移动的距离。【进行实验】①用弹簧测力计直接测出钩码的；②使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码，记录整个过程中用力大小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。③改变钩码的个数，重复上述实验过程。将测量结果填入表格。注意：单独使用动滑轮时，拉力方向为竖直向上即物体运动的方向与拉力的方向朝向一致。实验数据：物重G/N物体移动方向物体移动距离h/m拉力F/N拉力方向拉力移动距离s/m2竖直向上0.41.1竖直向下0.82竖直向上0.31.2竖直向下0.61竖直向上0.20.6竖直向下0.4【分析论证】①②拉力的方向：改变（能/不能）。③拉力（绳末端）移动距离S与钩码上升高度h的关系：S绳2h物。【归纳结论】使用动滑轮可以省，（能/不能）改变力的方向，且距离（省/费）。3.由两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组的省力与费距离情况丙丙丁（1）丙滑轮组的省力与费距离的情况（不计动滑轮重和摩擦）：（2）丁滑轮组的省力与费距离的情况（不计动滑轮重和摩擦）：G【例题讲练】1.一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均能将小汽车从泥潭中拉出，甲方式中滑轮的作用是__________；设两种方式将汽车拉出的最小力分别是F1、F2，则F1____F2（选填“＞”、“＜”或“=”）。2.作业1．⑴小刚站在地面上想要缓慢提升重物，在图1中画出一种可行的细绳绕法示意图。⑵在图2中画出绕法示意图：将三个滑轮连成省力的滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起，且符合图中要求。图1图22.如图3图1图2滑轮组将重为800N的物体匀速提升10cm，不计绳重与摩擦，F移动距离为

cm，动滑轮重力是

N。3.如图4所示，用20N的拉力向上拉动绳子，使重为50N的物体5s内匀速升高5m（不计绳重和摩擦），则说法不正确的是A.绳子自由端移动的距离为15mB.动滑轮重为10NC.物体上升的速度为1m/sD.绳子自由端拉动的速度为6m/s

课题：机械效率姓名班级【课前练】1.某同学要用滑轮组将陷入泥中的汽车拉出来，画出最省力的绕线方法。2．工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（）①滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小②图中动滑轮相当于一个省力杠杆③绳子自由端下拉1m，桶上升2m④质量为65kg的工人利用该滑轮组不能提起150kg的砂石A．只有①② B．只有②④ C．只有③④ D．只有②③3.A.M是动滑轮B.拉力F=2GC.拉力F做的功为3FhD.拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同【学科核心素养】1.能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。2.能说出机械效率的含义，知道机械效率小于1，能利用机械效率的公式进行简单的计算。3.通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。【学习重难点】1.能说出机械效率的含义，能利用机械效率的公式进行简单的计算。2.通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。3.测量滑轮组的机械效率。【知识自检】阅读教材P85，完成以下问题：1.使用机械提高物体比直接用手提升重物时，省功（选填“能”或“不能”），由于机械的自重和摩擦等影响，还要功（选填“省”或“费”）。2.提升重物时，对物体做的功是目的，对人们有用的功叫做有用功，W有用；将动滑轮和绳子也提升，同时还要克服摩擦做功，这些对人们无用但又不得不做的功叫做额外功W额；总功是人对机械所做的功，W总=。3.机械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的叫做机械效率。公式：η＝；因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于；机械效率用百分数表示，没有单位。4.提高机械效率的方法：增大的重力；减小的重力；减小滑轮与绳、轴间的摩擦。（均选填“物体”或“动滑轮”）【探究提升】1.使用动滑轮省力，能省功吗？【进行实验】①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，读出弹簧测力计的示数并计算出拉力所做的功。②如图乙所示，利用动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，读出弹簧测力计的示数并计算出拉力所做的功。【分析论证】①直接用弹簧测力计提升2个钩码所作的功W1=F1S1=J②用弹簧测力计和一个动滑轮提升2个钩码所做的功W2=F2S2=J【实验结论】：使用动滑轮提升重物比直接用手提升重物并不省。2.测量滑轮组的机械效率【学生实验】【实验原理】.【实验步骤】②如图乙，匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s。③算出有用功W有用、总功W总、，并填入表格。④改变钩码的数量，再做两次上面的实验。实验次数钩码的重力G物/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总功/J机械效率η11.00.10.100.550.30.16560.6%21.50.10.150.700.30.21032.00.10.200.850.30.255【分析论证】发现三次的机械效率不同。同一滑轮组，钩码的重力越，机械效率越。实验结论：同一滑轮组，提升物体的重力越，机械效率越。4.功的原理：使用机械做的功和的功相等；使用机械都不能省功。⑴不存在既省力又省的机械,也就是没有功的机械.⑵功的原理对机械都适用.5.不同机械的机械效率：⑴斜面：η＝EQ\F(Gh,Fl)⑵定滑轮：η＝EQ\F(Gh,FS)＝EQ\F(G,F)