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第十二章简单机械班级:XXX时间:20XX.XX单元复习八年级下册•人教第十二章简单机械单元复习我们的周围有各种各样的机械:提升重物的起重机,代步的自行车,计时的钟表……现在,机械更进入了太空。在中国空间站上工作的机械臂可以组合使用,完成各种复杂的任务。各种各样的机械展现了人类的智慧。有的机械简单,有的机械复杂。不管机械多么复杂,都可以从中找到构成它们的基本元素——杆、轮、链条等。本章我们就从最简单的机械入手,了解它们如何使日常生活和工作更便利、更有效。第1节杠杆01第2节跨学科实践:制作简易杆秤02第3节滑轮03第十二章简单机械第4节机械效率04本章内容结构第十二章简单机械单元复习本章思维导图第十二章简单机械单元复习第1节杠杠第十二章简单机械知识一杠杆1.杠杆的概念一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是一个杠杆。注意:①“硬棒”是指在力的作用不发生形变。杠杆可以是直的,也可以是弯曲的。②一根硬棒要成为杠杆,应具备两个条件:要有力的作用;能绕某一固定点转动。同时满足,缺一不可。知识一杠杆2.描述杠杆特征的“五要素”①支点:杠杆绕着转动的点O.②动力:使杠杆转动的力F1.③阻力:阻碍杠杆转动的力F2.④动力臂:从支点到__________的距离l1.⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离l2.动力作用线(1)杠杆的“五要素”知识一杠杆(2)透析杠杆五要素①支点:一定在杠杆上;同一杠杆,使用方法不同,支点位置可能改变。②动力与阻力:作用点都在杠杆上,分别使杠杆向相反方向转动,动力和阻力是相对的。③力臂:支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离;力臂不一定在杠杆上(如图中l1);若力的作用线过支点,则力臂为0。知识一杠杆3.力臂的画法第一步:先确定支点O和动力F1、阻力F2的方向;如图所示。第二步:确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向(或反方向)分别画虚线,即为动力、阻力的作用线,如图所示。第三步:画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线,从支点到垂足的距离就是力臂,并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”、“l2”,如图所示。F1F2l1l2F1F2OO知识二
杠杆的平衡条件1.探究杠杆的平衡条件实验过程
把杠杆安装在支架上,使杠杆保持水平并静止,达到平衡状态。(1)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。(2)把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2;测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;把F1、F2、l1、l2的数据填入下表。知识二
杠杆的平衡条件(3)保持阻力F2和阻力臂l2不变,改变动力F1,相应调节动力臂l1的大小,再做几次实验,把数据填入下表。(4)保持动力F1和动力臂l1不变,改变阻力F2,相应调节阻力臂l2的大小,再做几次实验,把数据填入下表。次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm1
2
3
4…知识二
杠杆的平衡条件次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm1210120245120321036.7实验结果表明,要使杠杆平衡,需要满足以下条件:分析论证动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2分析表中的数据,找出它们之间的关系。实验结论知识二
杠杆的平衡条件(1)杠杆在水平位置静止的目的是:一是使杠杆的重心在支点,以消除杠杆自身重力对实验的影响;二是便于直接读出_______。(2)多次测量获得多组实验数据的目的是:避免偶然性,获得普遍性的结论。(3)在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆水平平衡。挂钩码后,不能再调节平衡螺母。(4)读数时,杠杆仍要保持处于水平平衡状态,以便直接读出力臂的长度。交流与评估
调节平衡螺母不能调节平衡螺母力臂知识二
杠杆的平衡条件(5)使用弹簧测力计进行实验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拉住杠杆的办法使杠杆平衡。读出动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2之,也可获得实验数据。ol1F2F1知识二
杠杆的平衡条件乙甲l2∟弹簧测力计一定沿_____方向施加力。l1如图甲所示,弹簧测力计沿竖直方向施加力时,力臂l1=10cm,可以直接读出。如图乙所示,弹簧测力计不沿竖直方向施力,力臂为l2,l2<l1=10cm,不能直接从杠杆上读出。竖直知识二
杠杆的平衡条件3.杠杆的平衡条件
这就是阿基米德发现的杠杆原理.知识三
生活中的杠杆
杠杆分类力臂关系力的大小关系省费距离情况
省力杠杆费力杠杆等臂杠杆F动<F阻
F动>F阻F动=F阻l动>l阻l动<l阻l动=l阻费距离
省距离不省距离也不费距离1.杠杆的分类知识三
生活中的杠杆2.分析省力杠杆如图所示,动力臂
l1大于阻力臂l2,动力
F1小于阻力F2,即省力。动力作用点移动的距离AAʹ大于阻力作用点阻力移动的距离BBʹ,即费距离。F1F2l1l2知识三
生活中的杠杆3.分析费力杠杆甲图所示是赛艇的船桨,乙图是船桨的杠杆模型。划船时船桨绕着支点O转动,手的作用力F1为动力,作用点为A点;水对船桨的力F2为阻力,作用点为B点。因为动力臂l1小于阻力臂l2,所以是费力杠杆,但划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。甲乙丙知识三
生活中的杠杆4.分析等臂杠杆如图所示的等臂杠杆,动力臂l1等于阻力臂l2,动力F1等于阻力F2;使用时,动力作用点移动的距离等于作用点阻力移动的距离,不省距离也不费距离。视频小结
——《杠杆》典例剖析一、杠杆杠杆作图【例题1】有关杠杆的说法正确的是()A.作为杠杆一定要有支点,而且支点一定在杠杆上,杠杆的形状可以是直的,也可以是弯的B.杠杆的长度一定等于动力臂与阻力臂之和C.使用杠杆可以省力,有的杠杆既可省力,又可省距离D.从杠杆的支点到动力作用点的距离叫做动力臂AA.杠杆一定有支点,而且支点一定在杠杆上;杠杆可以是直棒,也可以是弯曲的,但杠杆一定是硬棒,故A正确;B.力臂是指支点到力的作用线的垂线段,因此动力臂与阻力臂之和不一定等于杠杆的长度,故B错误。C.杠杆分省力杠杆,费力杠杆,等臂杠杆,既省力又省距离的杠杆是没有的,故C错误;D.力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,故D错误。故选A。典例剖析一、杠杆杠杆作图典例剖析一、杠杆杠杆作图【例题2】图中,用直棒提升重物,画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。据杠杆的平衡条件,力最小,则力臂最大,连接OB为最大力臂,过B点作垂直于OB向上的力F1即为最小力;将F2的作用线反向延长,过O点作力F2的作用线的垂直线即为力臂L2。如图所示。
典例剖析一、杠杆杠杆作图【例题3】如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,在A点悬挂物体,在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡,拉力为F。下列说法正确的是()A.F的大小为物重的2倍 B.物重增加5N,F的大小也增加5NC.物体悬挂点右移,拉力F会增大 D.将F改为沿图中虚线方向,拉力F会减小C
典例剖析一、杠杆杠杆作图A.由图知,OA=AB,阻力臂为动力臂的一半,根据杠杆的平衡条件可知F×OB=G×OA,由于OB=2×OA,所以拉力F的大小为物重的二分之一,故A错误;B.若物重增加5N,根据杠杆的平衡条件得,(F+ΔF)×OB=(G+5N)×OA解得ΔF=2.5N;
故B错误;C.当悬挂点右移时,阻力不变,阻力臂变大,动力臂不变,则动力F将变大,故C正确;D.保持杠杆在水平位置平衡,将拉力F转至虚线位置时,拉力的力臂变小,因为阻力与阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可知,拉力变大,故D错误。故选C。1.力臂作图(画力臂的方法)(1)找到支点,确定力的作用点和方向;(2)作出力的作用线;(3)从支点向力的作用线作垂线段;(4)标出力臂。2.画力臂的注意事项(1)力的作用点一定在杠杆上,但力臂不一定在杠杆上。对于直杠杆而言,当力的作用线垂直于杠杆时,力臂与杠杆重合。(2)当表示力的线段比较短时,可将力的作用线延长,延长部分要用虚线表示。(3)力臂通常有三种表示方法。典例剖析一、杠杆杠杆作图方法技巧3.最小力作图找最长动力臂的方法:根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最大力臂。(1)如果动力作用点已经给出,则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂;典例剖析一、杠杆杠杆作图(2)如果动力作用点没有确定,则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点,支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。方法技巧典例剖析
二、探究杠杆平衡条件【例题4】在探究杠杆平衡条件的实验中:(1)调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码,在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验,部分实验数据如下表所示。由表中数据可得,F1、F2、l1、l2之间的关系式是__________;F1l1=F2l2
次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm13.05.01.510.022.015.02.015.031.025.02.510.0…………………………典例剖析
二、探究杠杆平衡条件(2)①在第(1)问的某次实验中,杠杆右侧挂了4个钩码,左侧用弹簧测力计竖直向下拉,当杠杆在如图甲所示位置静止时,弹簧测力计的示数是________N;②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变,取下弹簧测力计,在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆,当杠杆再次水平并静止时,弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5N,请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。3
见解析典例剖析
二、探究杠杆平衡条件
典例剖析
二、探究杠杆平衡条件实验注意事项1.在挂钩码时,左、右两侧钩码数量一般不要相同。2.实验过程中,不能再调节杠杆两端的平衡螺母,否则会破坏杠杆原来的平衡。3.实验时让杠杆在水平位置平衡的目的:让杠杆的重心刚好在支点,以消除杠杆的重力对实验的影响,且便于测量力臂。方法技巧典例剖析
三、杠杆平衡条件的应用【例题5】俯卧撑是一项常见的健身项目,采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。图甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境,她的身体与地面平行,可抽象成如图乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B点,小京的重心在A点。已知小京的体重为750N,OA长为1m,OB长为1.5m。(1)图乙中,地面对手的力F1与身体垂直,求F1的大小;典例剖析
三、杠杆平衡条件的应用(2)图丙所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境,此时她的身体姿态与图甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,栏杆对手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。典例剖析
三、杠杆平衡条件的应用
【例题6】如图所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡。若将两边的钩码同时向外移动1格,那么杠杆()A.右边向下倾斜B.左边向下倾斜C.仍保持水平位置平衡D.无法确定杠杆是否平衡B典例剖析
三、杠杆平衡条件的应用设一个钩码的重为G,杠杆一格的长度为l,若将两边的钩码同时向外移动1格,则左端力和力臂的乘积为3G×3l=9Gl右端力和力臂的乘积为2G×4l=8Gl左端乘积较大,所以左边向下倾斜,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。利用杠杆平衡条件解决实际问题的步骤1.转化:分析受力情况,找出支点,然后找出动力和阻力、动力臂和阻力臂,将实际物体转化成杠杆模型;2.标量:画出杠杆模型示意图,在图中标明动力、阻力、动力臂、阻力臂;3.计算:根据已知条件,利用杠杆平衡条件分析求解。典例剖析
三、杠杆平衡条件的应用方法技巧【例题7】如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,人向下拉绳放下空桶,装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计,下列说法中正确的是()A.向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆B.向下拉绳放下空桶时拉力为20NC.向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆D.向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N
D典例剖析
四、杠杆分类典例剖析
四、杠杆分类A.向下拉绳放下空桶时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;B.向下拉绳放下空桶时,根据杠杆的平衡条件可知G石·OA=(G桶+F)·OB
即40N×1.2m=(20N+F)×0.6m解之可得:F=60N,故B错误;C.向上拉绳提起装满水的桶时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;D.向上拉绳提起装满水的桶时,根据杠杆的平衡条件可知:G石·OA=(G桶+G水-Fˊ)·OB即40N×1.2m=(20N+100N-Fˊ)×0.6m解得Fˊ=40N,故D正确。故选D。判断杠杆种类的方法1.通过动力臂和阻力臂的大小关系判断:对于较复杂的杠杆,可先在图上找到动力臂和阻力臂,然后比较力臂的大小关系;2.从应用目的上进行判断:省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用,以达到省力的目的,而费力杠杆在阻力不大的情况下使用,目的是省距离。典例剖析
四、杠杆分类方法技巧第2节跨学科实践:制作简易杆秤第十二章简单机械知识一
制作简易杆秤1.杆秤的组成由带有秤星的秤杆、秤砣(砝码)、秤盘、提纽等组成。称量时将被称物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡,根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。知识一
制作简易杆秤G秤G砣G秤G物G砣C2.杆秤的刻度原理如图所示,O为支点,C为秤盘,A为定盘星(0刻度线位置),B为秤杆和秤盘的整体重心位置。当杆秤空盘水平平衡时:
G砣lOA=G秤lOB
……①当秤盘装一重物,秤砣移到D处,秤杆水平平衡时:
G砣lOD=G物lOC+G秤lOB
……②由①②式得:______________,因为m砣与lOC为定值,所以m物与lAD成正比,说明杆秤的刻度是均匀的。根据此原理,可以确定杆秤的分度值,并画出刻度线。m物lOC=m砣lAD知识一
制作简易杆秤3.制作简易杆秤需要的材料和工具①木质秤杆:木材需经过阴干处理,以减少水分含量,提高稳定性和耐久性。也可以使用长筷子、粗细均匀的长木棍。②秤砣:石头、20g钩码、螺母等重物,重量可根据需要调整。③秤盘:蛋糕纸盘、盖子、小塑料筐、小盆等。④砝码:用于校准杆秤的准确性。砝码的质量应准确无误,以便在制作过程中调整秤砣的位置和质量。⑤其他辅助材料:如线绳等,用于系秤盘、秤砣和提纽。知识一
制作简易杆秤4.确定杆秤的零刻度线位置①理解杆秤零刻度的含义:所称质量为0、秤杆水平平衡时秤砣悬挂的位置即为杆秤的零刻度(也就是定盘星)。②确定杆秤零刻度线的方法:秤盘内不放物体,使秤杆水平平衡,把秤砣在秤杆上悬挂的位置标为零刻度线(图中O点)。知识一
制作简易杆秤5.标注其他刻度线(1)在秤盘内放置已知质量的物体(如50g砝码),秤杆水平平衡时,把秤砣在秤杆上悬挂的位置标上对应的质量就可以了(图中C点)。50(2)用长刻度尺测量秤杆的纸带上零刻度线和50g质量刻度线之间的距离,并在它们平分n等份,就得出每一格表示的质量数。(3)再将秤杆的纸带上没有标记刻度的部分画上相同距离的刻度线,做好标记。知识一
制作简易杆秤6.提高杆秤称量精确度的方法提高杆秤称量精确度,指在测量的质量不变时,应使刻度间的距离大些,即力臂l1变大。如图所示,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知:当F2、l2不变时,使用重力较小的秤砣,可以使l1增大。当F1、F2不变时,增大提钮到秤盘之间的距离l2,也可以使l1增大。提高杆秤称量精确度的方法有:①使用重力较小的秤砣;②增大提钮到秤盘之间的距离。注意:因杆秤长度有限,移动提钮后,在精度增加的同时测量范围会变小。知识一
制作简易杆秤7.增大杆秤量程的方法增大杆秤的量程,指杆秤能够称量质量更大的物体,即F2最大。如图所示,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知:当l2、l1不变时,使用重力较大的秤砣,可以使F2增大。当F1、l1不变时,减小提钮到秤盘之间的距离l2,也可以使F2增大。增大杆秤量程的方法:(1)增加秤砣的重力;(2)减小提钮到秤盘之间的距离;(3)增加秤杆长度。注意:更改砝码、更改提钮位置、更改杆秤长度后,都需要重新确定定盘星的位置。典例剖析
一、制作简易杆秤【例题1】杆秤曾是主要的度量工具,同时它还承载着公平公正的象征意义。某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤,如图所示,AB=5cm,AD=55cm,秤砣的质量为0.5kg。使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤砣最远可移至D
点。秤杆和秤钩的质量忽略不计。下列说法正确的是()A.杆秤的实质是省力杠杆B.杆秤D
点应标定出刻度值为5.5kgC.如果要增大杆秤的量程可将提纽B向A点移动D.如果秤砣磨损一部分,用它称得的物体质量小于物体的实际质量C典例剖析
一、制作简易杆秤A.由图知,B点是支点,杠杆水平平衡时,动力臂和阻力臂分别为BC和AB,若BC大于AB,则为省力杠杆,若BC小于AB,则为费力杠杆,故A错误;B.根据杠杆平衡可得G×AB=G砣×BD故杆秤D点应标定出刻度值为5kg,故B错误;C.根据
m砣一定,如果要增大杆秤的量程,应增大BD,同时减小AB,故可将提纽B向A点移动,故C正确;D.当秤砣磨损后,自身质量变小,重力就变小,由于物体的重力和力臂不变,则秤砣对应的力臂就必须变长,才能使杠杆平衡,所以显示的示数就要变大,所以用它称得的物体质量大于物体的实际质量,故D错误。故选C。典例剖析
一、制作简易杆秤【例题2】杆秤(图甲)是我国古老的测量质量的工具,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还有着公平公正的象征意义,至今仍有很多人使用。有同学动手制作量程为0~20g的杆秤(图乙)。【制作步骤】①做秤杆:选取一根筷子,A处固定悬挂上秤盘,B处系了一根细绳作为提纽;②标零线:将5克的砝码挂到提纽的右边作为秤砣,手提提纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置平衡,在秤砣所挂的位置标上“0”刻度;③定刻度:……典例剖析
一、制作简易杆秤【交流评价】(1)杆秤是根据__________原理制成的;(2)图甲中,杆秤有两个提纽,使用提纽_____(选填“1”或“2”)时的量程更大;(3)步骤②标零线时秤杆出现左低右高现象,秤砣应往_____侧移动,使杆秤调至水平位置平衡;悬挂的秤盘质量不同_____(选填“会”或“不会”)影响“0”刻度的位置;(4)若秤砣长时间使用出现磨损,那么使用该杆秤,测量结果将_____。(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)
偏大杠杆平衡2右会典例剖析
一、制作简易杆秤(1)根据杆秤的工作原理可知,其是利用杠杆平衡原理制成的。(2)杆秤利用了杠杆平衡原理,若物体的重力为G物,秤砣的重力为G砣,提纽到秤钩的距离为l1,且为G物的力臂,提纽到秤砣的距离为l2且为G砣的力臂,由杠杆的平衡条件可知满足关系由图可知,将秤砣置于最远处时,使用提纽2,则l1减小而l2增大,此时G物变大,即使用提纽2杆秤的量程更大。(3)杆秤出现左低右高现象,根据杠杆平衡原理,右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积,所以向右移动秤砣,增大动力臂,可以达到水平平衡。根据杠杆平衡原理,悬挂的秤盘质量不同会影响“0”刻度的位置。(4)若秤砣长时间使用出现磨损,会导致秤砣质量偏小,那么使用该杆秤,根据杠杆平衡条件,其力臂会增大,则测量结果将偏大。第3节滑轮第十二章简单机械知识一
定滑轮和动滑轮1.定滑轮(1)定滑轮:使用时,轴固定不动的滑轮,叫定滑轮。(2)定滑轮的特点不省力F=G;不省距离s=h;能改变力的______。(3)定滑轮的实质——等臂杠杆如图所示,定滑轮的轴心O为支点,动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。它实质上可以看成是能够连续转动的等臂杠杆;所以使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。方向知识一
定滑轮和动滑轮(4)用平衡力的知识研究定滑轮的特点分析:如图,在忽略摩擦的情况下,物体受到重力G和拉力F作用,由于物体匀速上升,所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力,大小相等,即F=G。物体向上运动,用力的方向却是向下,所以,使用定滑轮能改变力的方向。FG结论:使用定滑轮不省力,可以改变力的方向.知识一
定滑轮和动滑轮2.动滑轮(1)动滑轮:工作时,轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。(2)动滑轮的特点:省力F<G;费距离s绳=2h物,不能改变力的______。方向(3)动滑轮的实质——动力臂是阻力臂2倍的杠杆如图所示,定滑轮O为支点,动力臂l1为滑轮的直径,阻力臂l2为滑轮的半径,在不计摩擦和动滑轮重时,动力是阻力的一半。知识一
定滑轮和动滑轮(4)用平衡力的知识研究动滑轮的特点FFGG动同一根绳上的两个拉力相等
知识二
滑轮组
nn
奇动偶定动定知识二
滑轮组
n=5
知识二
滑轮组
定滑轮动滑轮滑轮组图示
F与G的关系F=G/2s与h的关系s=3h特点F=Gs=h不省力不省距离能改变力的方向
s=2h省力、费距离,不能改变力的方向
s=nh(n为动滑轮上绳子段数)省力、费距离,能否改变力的方向和绕线方式有关
F
比较滑轮—定滑轮、动滑轮、滑轮组的比较(不计绳重、摩擦)视频总结——《滑轮的几种使用方法分析》
1.轮轴(1)轮轴:由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮,小轮叫作轴。(2)轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。支点在轴心O,_____R是动力臂,_______r阻力臂。由杠杆的平衡条件得FR=Gr,因为R>r,所以F<G。当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离;当动力作用在轴上时,轮轴是一个费力杠杆,但省距离。轮半径轴半径知识三
轮轴和斜面2.斜面(1)斜面:斜面是与水平面成一定角度的的平面。(2)斜面的特点如图,把重为G的物体,沿着长为L,高为h的斜面,用力F拉上去的过程中:
力距离知识三
轮轴和斜面典例剖析一、定滑轮与动滑轮【例题1】如图,甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上,不计滑轮重力和摩擦,下列说法正确的是()A.甲、乙两人用力一样大B.甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离C.乙用力比甲小D.甲乙使绳索移动的距离相等CAC.由图可知,甲是定滑轮,乙是动滑轮,不计滑轮重和摩擦,则甲的拉力等于物重,乙的拉力等于物体重力的1/2,所以乙用力比甲小,故A错误,C正确;BD.将同一物体拉到楼顶,即物体上升高度相同,甲使绳索移动距离等于物体上升的高度,乙使绳索移动距离等于物体上升高度的两倍,所以甲使绳索移动的距离小于乙使绳索移动的距离,故BD错误。故选C。典例剖析一、定滑轮与动滑轮【例题2】如图所示,拉力F1和F2分别经过滑轮A和B使重为10牛的同一物体沿水平方向做匀速直线运动,若物体与水平面间的滑动摩擦力大小为5牛,则F1的大小为
牛。F2的大小为
牛,如果F2的作用点的运动速度为2米/秒,则物体的运动速度为
米/秒。(不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦)152.5典例剖析一、定滑轮与动滑轮不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦,由图可知,A为定滑轮,所以拉力F1=f=5NB为动滑轮,所以拉力物体的运动速度为1.判断滑轮类型的方法判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮,关键看它的轴是否和被拉物体一起移动,若一起移动,则滑轮为动滑轮;若不一起移动,则为定滑轮。另外,定滑轮常常会固定在其他不动的物体上,我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。2.用平衡法分析动滑轮受力情况不考虑绳重、摩擦,考虑滑轮重力时拉力、物重与滑轮自重三者的关系如图所示。由图可知,动滑轮静止或匀速直线运动时,滑轮在竖直方向上处于平衡状态,则2F=G物+G动
典例剖析一、定滑轮与动滑轮方法技巧典例剖析
二、滑轮组及其绕绳方式【例题3】在如图的滑轮组中画出最省力的绕线方式,并标明拉力F。如图所示,以内部的动滑轮为起点,这样可以使有效承担物重的绳子段数达到最大值5,这种绕线方式最省力。1.滑轮组中末段绳子的作用滑轮组中绳子段数n为动滑轮上承担物重的绳子段数,最后那段从下面动滑轮拉上去的绳子承担物重,如图乙所示;而从上面定滑轮拉下来的那段绳子只起到改变力的方向的作用,不承担物重,如图甲所示。典例剖析
二、滑轮组及其绕绳方式方法技巧
2.滑轮组的组装
(1)确定绕绳的有效段数:根据F=G/n可得绳子的有效段数为n=G/F,也可以根据s=nh得n=s/h,计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n,即绳子的有效段数。典例剖析
二、滑轮组及其绕绳方式(2)绕绳方式的判断—“奇动偶定”:如图甲所示,承重绳的股数n是偶数时,绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上。如图乙所示,承重绳的股数n是奇数时,绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。方法技巧典例剖析
三、有关滑轮组的计算【例题4】如图所示的滑轮组匀速提升20N的重物,绳子自由端的拉力是15N,不计绳重和轮与轴的摩擦,则下列说法正确的是()A.动滑轮重5NB.若使用该滑轮组匀速提升10N的重物,绳子自由端的拉力F为10NC.若物体升高0.5m,则绳子自由端移动1.5mD.若绳子自由端的速度为0.2m/s,物体移动的速度为0.4m/sB
典例剖析
三、有关滑轮组的计算【例题5】工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m,所用的拉力为300N,求:(1)动滑轮的重力;(2)钢绳自由端移动的距离;(3)当所运送建材的重为1100N时,工人作用在绳子上的拉力。典例剖析
三、有关滑轮组的计算
典例剖析
三、有关滑轮组的计算1.分析计算理想状态下滑轮组的问题理想状态下,是指不考虑绳重、动滑轮重及摩擦,所以可以直接使用公式F=G/n,s=nh,v绳=nv物进行相关分析计算。2.分析计算非理想状态下滑轮组的问题在非理想状态下,需要考虑动滑轮自重,计算拉力的大小时要使用,但s=nh,v绳=nv物仍可以继续使用。典例剖析
三、有关滑轮组的计算方法技巧3.水平方向滑轮组的分析计算使用滑轮组水平拉动物体时,理想状态下滑轮组用几段绳子拉着动滑轮,拉力就是物体所受摩擦力的几分之一,即F拉=f/n。物体移动的距离与绳子自由端移动距离的关系为s绳=ns物,速度关系为v绳=nv物
。4.反向滑轮组的受力分析较复杂的滑轮组,常常不能直接用滑轮组公式进行分析、求解,故需要用受力分析法求解滑轮组中力的大小。此时,一般以滑轮或物体为研究对象,沿竖直方向或水平方向进行受力分析,根据物体受力平衡的条件进行求解。典例剖析
三、有关滑轮组的计算方法技巧典例剖析
四、斜面与轮轴【例题6】如图甲所示,方向盘相当于一个轮轴,若F2=200N,轮盘的半径为20cm,轴的半径为2cm,不计摩擦阻力,该轮轴平衡时F1=
N;如图乙所示,将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个_____(选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”),属于____(选填“省力”或“费力”)机械。20省力轮轴由题知,F2=200N,盘的半径R=20cm,轴的半径r=2cm,轮轴的实质是杠杆的变形,根据杠杆的平衡条件可得F1R=F2r
F1×20cm=
200×2cm所以F1=20N钥匙相当于一个轮轴;钥匙插入钥匙孔的部分是轴,手握的位置是轮,因为动力作用在轮上,所以钥匙属于省力机械。典例剖析
四、斜面与轮轴1.斜面具有省力的特点,但同时也会增加运动的路程或距离。例如,盘山公路、螺丝钉等。2.轮轴相当于一个杠杆,轮半径大于轴半径,因此动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。但使用时也会增加转动的距离。应用:汽车方向盘、门把手、自行车把等。典例剖析
四、斜面与轮轴方法技巧第4节机械效率第十二章简单机械知识一
有用功和额外功1.机械的三种功(以用动滑轮提升钩码进行分析)(1)有用功:在第二次实验中,将钩码提升一定的高度是我们的工作目的,动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功,用W有用表示。(2)额外功:用动滑轮提升钩码时,我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功,这部分功叫作额外功,用W额外表示。(3)总功:弹簧测力计的拉力所做的功,叫作总功,用W总表示。若使用机械提升重物,则总功指动力做的功,即W=Fs。W总=W有用+W额外知识二
机械效率1.机械效率
知识二
机械效率②机械效率只有大小,没有单位。③机械效率总小于1。由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。④机械效率的高低与省力情况无关。机械效率的高低与机械省力多少无关,不要认为机械越省力其机械效率越高。知识二
机械效率2.滑轮组的机械效率(1)滑轮组竖直提升物体如图,利用滑轮组把重力为G的物体提高h。F为动力,s为绳子自由端移动的距离,n为承担重物的绳子股数。
由公式可知:当动滑轮的重力一定时,物重越大,机械效率越高。知识二
机械效率
f摩擦力f摩擦力知识二
机械效率3.斜面的机械效率如图所示,用力F沿斜面把重力为G的物体提高,h为斜面的高度,l为斜面的长度,f为物体与斜面间的摩擦力。
知识二
机械效率4.杠杆的机械效率如图所示,利用杠杆把重力为G的物体提高h,F为动力,s为动力作用点移动的距离。
知识三测量滑轮组的机械效率设计和进行实验
竖直
知识三测量滑轮组的机械效率(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入后面的表格中。(2)按照图安装滑轮组,分别记下钩码和绳端(弹簧测力计挂钩底部)的位置。(3)缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高,读出拉力F,用刻度尺测出钩码提升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入下表。实验过程
知识三测量滑轮组的机械效率
次数钩码所受的重力G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η1
2
3
4
5【实验表格】
知识三测量滑轮组的机械效率(1)由1、2、3次实验可知,对同一个滑轮组来说,物重越大,机械效率越高;次数钩码所受的重力G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η11.50.40.60.71.20.8471%230.41.21.21.21.4483%34.50.41.81.71.22.0488%41.50.30.450.70.90.6371%51.50.30.450.80.90.7262.5%【分析论证】(2)由1、4次实验可知,物重相同时,提升高度不同,机械效率大致相同。(3)由4、5两次实验可知,在物重相同时,动滑轮重越大,机械效率越低。注意:第5次实验增大了动滑轮的重力
知识三测量滑轮组的机械效率大量的实验表明:实验结论:
滑轮组的机械效率跟物重、动滑轮重、绳重和摩擦有关;对同一个滑轮组来说物重越大,机械效率越高;在物重相同时,动滑轮重越大,机械效率越低;在物重相同时,机械摩擦和绳重越大,机械效率越低。
知识三测量滑轮组的机械效率(1)实验时拉力的方向应尽量__________,应在钩码__________的过程中读取拉力的大小。(2)确定绕线方式与承担重物绳子的段数n:与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数,如图所示,n=3,用“奇动偶定法”确定绕线方式。(3)影响滑轮组机械效率的因素:物体的
、动滑轮的_____、绳子与滑轮之间的摩擦力。与绳子的绕法、提升的高度、绳子段数____。竖直向上匀速移动重力重力无关交流与评估
知识三测量滑轮组的机械效率
摩擦交流与评估
知识三测量滑轮组的机械效率(6)提高机械效率的方法影响因素分析改进措施(提高效率)同一机械,被提升物体的重力越大,做的有用功越多,机械效率越大.在机械承受的范围内,尽可能增加被提升物体的重力.有用功不变时,减小提升机械时做的额外功,可提高机械效率.机械自身部件的摩擦力越大,机械效率越低.改进机械结构,使其更合理、更轻巧.对机械按照技术规程经常保养,使机械处于良好的状态.被提升物体的重力机械自身的重力机械转动部件间的摩擦课堂总结——《第3节机械效率》
典例剖析一、有用功、额外功和总功【例题1】如图所示,用不同的方法把同一个重物搬运到同样高度的车厢内。从做功的角度分析,两种方法_______一定相同,______可能不同(选填“有用功”或“总功”)。总功有用功两种方法中,物体重力G相同、被提高的高度h也相同,由W=Gh可知,两种方法有用功一定相同,而两种方法中,人对物体的作用力大小无法确定,所以所做的总功无法确定,所以总功可能不同。典例剖析一、有用功、额外功和总功【例题2】用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()A.绳子受的拉力F1和F2大小相等 B.滑轮组的机械效率相同C.拉力对滑轮组所做的功不相等 D.拉力对滑轮组所做的功的功率不相等B典例剖析一、有用功、额外功和总功
分析功的三项注意1.动力做的功为总功,机械对物体做的功为有用功。2.分析滑轮组提升重物所做的有用功时,只考虑物重和提升的高度,不必考虑做功的路径、方式。3.分析额外功时,凡是克服机械本身的摩擦力而做的功,或克服机械本身重力而做的功都是额外功。典例剖析一、有用功、额外功和总功方法技巧典例剖析
二、机械效率【例题3】关于功、功率和机械效率,下列说法正确的()A.通过减小机械的摩擦,可使机械效率达到100%B.某机械做功的功率越大,其机械效率越高C.某机械所做的有用功越多,其机械效率就越高D.机械效率越高的机械,做功时有用功和额外功的比值越大D典例剖析
二、机械效率A.减小机械的摩擦,可以减小额外功,但不可能不做额外功,机械效率永远小于100%,故A错误;B.功率是指机械做功的快慢,机械效率是有用功在总功中所占的比值,机械做功越快,表示功率越大,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,故B错误;C.机械所做的有用功越多,总功也就越多,有用功在总功中所占的比值不一定就高,因此机械效率不一定越高,故C错误;D.机械效率越高,有用功在总功中所占的比例越大,额外功在总功中的比例就越小,有用功和额外功的比值越大,故D正确。故选D【例题4】下列办法中,能提高如图滑轮组机械效率的是()A.增大摩擦 B.增大定滑轮重力C.增大动滑轮重力 D.增大被提升物体重力A.增大摩擦,会增大额外功在总功所占比值,使机械效率降低,故A不符合题意;B.增大定滑轮重力,不会改变额外功和有用功,即机械效率不变,故B不符合题意;典例剖析
二、机械效率DC.增大动滑轮重力,会增大额外功在总功所占比值,使机械效率降低,故C不符合题意;D.增大被提升物体重力,增大有用功在总功所占比值,使机械效率增大,故D符合题意。故选D。典例剖析
二、机械效率【例题5】如图所示,在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端,沿斜面向上的拉力F=6N,斜面长s=1.2m、斜面高h=0.3m。下列说法正确的是()A.克服物体重力做功7.2JB.额外功为1.8JC.物体受到的摩擦力为2.25ND.斜面的机械效率为37.5%C典例剖析
二、机械效率A.克服物体重力做功:W有=Gh=15N×0.3m=4.5J,故A错误;B.拉力做的总功:W总=Fs=6N×1.2m=7.2J,
则额外功:W额=W总-W有=7.2J-4.5J=2.7J,故B错误;C.物体受到的摩擦力:f=W额/s=2.7J/1.2m=2.25N,故C正确;D.斜面的机械效率:η=W有/W总=4.5J/7.2J=62.5%,故D错误。所以选C
典例剖析
二、机械效率方法技巧典例剖析
二、机械效率2.区别功率和机械效率功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数,但它们是完全不同的物理量,表示机械完全不同的两个方面,功率表示做功快慢,机械效率表示有用功占总功的比值。(1)机械效率和功率之间没有任何关系。(2)比较功率大小时要同时考虑功和时间。(3)在比较机械效率的大小时,只考虑有用功或只考虑总功都是错误的。方法技巧典例剖析
三、滑轮组的机械效率【例题6】用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()A.绳子受的拉力F1和F2大小相等 B.滑轮组的机械效率相同C.拉力对滑轮组所做的功不相等 D.拉力对滑轮组所做的功的功率不相等B典例剖析
三、滑轮组的机械效率
【例题7】如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在300N的拉力作用下,使质量为63kg的建筑材料以0.2m/s的速度匀速竖直上升,不计绳重和摩擦,求:(1)请你画出滑轮组的绕线;(2)拉力的功率;(3)滑轮组的机械效率;(4)动滑轮的重力。典例剖析
三、滑轮组的机械效率
典例剖析
三、滑轮组的机械效率
典例剖析
三、滑轮组的机械效率
方法技巧典例剖析四、测量滑轮组的机械效率【例题8】小明“测滑轮组机械效率”的实验,用图甲所示的装置匀速提起重物,并做了如下实验记录:(1)对小明的实验记录进行有关分析,就会发现他的实验结果是违背物理规律的,其表现在于______;(2)小明重做实验,弹簧测力计的示数如图乙所示,请你计算该滑轮组的机械效率为______;(3)如果增加钩码,此滑轮组的机械效率将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。变大钩码重G(N)钩码上升的高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动的距离s(m)20.10.40.3实际机械效率大于100%83.3%
典例剖析四、测量滑轮组的机械效率典例剖析四、测量滑轮组的机械效率【例题9】小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如表。分析表中数据,回答:(1)表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是______,改为______;(2)第2次实验中滑轮组的机械效率是______;实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm弹簧测力计的实数F/N弹簧测力计移动的距离s/cm1632.592652.5153682.526262480%典例剖析四、测量滑轮组的机械效率(3)滑轮组的机械效率与_______________无关;(4)小红在小明实验的基础上多使用了一个滑轮也做了实验,如图乙所示,①小红多使用一个滑轮,目的是____________;②小明和小红使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率______(选填“相同”或“不相同”),理由是____________________________。
有用功和额外功相同物体上升的高度改变拉力的方向相同典例剖析四、测量滑轮组的机械效率(2)由表中实验数据可知,第2次实验时,滑轮组的机械效率(3)由表中实验数据可知,使用同一滑轮组,提升钩码的重力相同而提升的高度不同,滑轮组效率相同,由此可知,滑轮组的机械效率与物体上升高度无关。(4)由实验装置知,小红多使用一个定滑轮的作用是改变力的方向。这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,他们做的有用功与额外功都相同,因此总功相同,则机械效率不变。
1.影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械,用同一滑轮组提升物体G升高h时,滑轮组对物体做的功为有用功,而人对滑轮组的拉力F做的功为总功,F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)。则滑轮组的机械效率若不计摩擦力,而动滑轮的重为G动,那么提升动滑轮做的功就是额外功,则滑轮组的机械效率还可表示为由该式可知,对于同一滑轮组(G动一定),提升重物越重,滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时,动滑轮越少、越轻的滑轮组,机械效率越高。
典例剖析四、测量滑轮组的机械效率
方法技巧2.提高滑轮组机械效率的方法(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作,以增大有用功在总功中的比例,在滑轮的转轴中加润滑油,以减小摩擦阻力,或减小滑轮组中动滑轮的自重等,即在有用功一定的情况下,减小额外功,提高效率。(2)增大有用功在总功中所占的比例。在额外功不变的情况下,增大有用功的大小。(3)换用最简单的机械。典例剖析
二、机械能转化与守恒方法技巧相关知识内容延伸学习,授课时可参考。第十二章单元复习简单机械八年级物理下册教案一、教学目标知识与技能目标学生能够准确阐述杠杆、滑轮、斜面等简单机械的原理,清晰描述其特点。能熟练区分各类简单机械,并举例说明它们在日常生活和工业生产中的广泛应用。正确运用简单机械的相关知识进行计算,如杠杆平衡条件的计算、滑轮组省力情况的计算等。过程与方法目标通过知识梳理,培养学生归纳总结的能力,学会构建知识体系。在例题分析和练习过程中,提升学生分析问题、解决问题以及逻辑思维能力。借助实验回顾,增强学生的观察能力和实践操作能力,加深对知识的理解。情感态度与价值观目标激发学生对物理学科的浓厚兴趣,培养学生热爱科学的情感。培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神,使其在解决问题中体验成功的喜悦。二、教学重难点教学重点杠杆的五要素、杠杆平衡条件及其应用,包括杠杆的分类及实例分析。定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点与作用,以及相关力的计算。斜面的省力原理及应用。教学难点力臂的准确画法,理解杠杆平衡条件的探究过程及应用。滑轮组绳子段数的判断及拉力大小的计算,分析滑轮组的省力情况与绳子绕法的关系。运用简单机械知识解决实际生活中的复杂问题,将理论与实践相结合。三、教学方法讲授法、讨论法、练习法、实验法四、教学过程知识梳理(15分钟)杠杆定义:通过提问引导学生回忆杠杆的定义,即一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。展示生活中杠杆的图片,如羊角锤、撬棍等,让学生指出支点、动力和阻力。五要素:结合图片详细讲解杠杆的五要素,强调支点是杠杆绕着转动的固定点,动力是使杠杆转动的力,阻力是阻碍杠杆转动的力,动力臂是从支点到动力作用线的距离,阻力臂是从支点到阻力作用线的距离。通过实例练习,让学生画出杠杆的五要素。平衡条件:回顾杠杆平衡条件的探究实验,提问学生实验步骤和注意事项,引导学生得出动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2)的结论。给出一些杠杆平衡的计算例题,让学生运用公式进行计算。分类:让学生根据杠杆的特点,将杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,并举例说明。通过讨论,让学生理解不同类型杠杆在生活中的应用意义。滑轮定滑轮:展示定滑轮的图片和模型,提问学生定滑轮的特点,即使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。结合杠杆原理,分析定滑轮的实质是等臂杠杆。通过实例,让学生明白定滑轮在生活中的应用,如升旗装置。动滑轮:展示动滑轮的图片和模型,讲解动滑轮的特点,即使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,且费距离。分析动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。给出一些动滑轮省力情况的计算例题,让学生进行计算。滑轮组:展示滑轮组的图片和模型,引导学生观察滑轮组的组成和绕线方式。讲解滑轮组的省力情况与绳子段数的关系,即F=(G物+G动)/n(其中F为拉力,G物为物体重力,G动为动滑轮重力,n为绳子段数)。通过实例,让学生学会判断滑轮组绳子段数,并计算拉力大小。斜面原理:通过提问,引导学生回忆斜面的省力原理,即斜面越长越省力。展示生活中斜面的图片,如盘山公路、楼梯等,让学生分析斜面在这些实例中的作用。应用:让学生举例说明生活中还有哪些地方应用了斜面,加深对斜面应用的理解。例题讲解(20分钟)展示一些与简单机械相关的典型例题,涵盖杠杆、滑轮和斜面等方面。杠杆例题:例如,一根杠杆在水平位置平衡,已知动力臂为0.5m,阻力臂为1m,动力为20N,求阻力的大小。引导学生根据杠杆平衡条件进行分析和计算,让学生说出解题思路和步骤,然后教师进行详细讲解和规范板书。滑轮例题:如,用一个动滑轮提升重为100N的物体,动滑轮重20N,不计绳重和摩擦,求拉力的大小。先让学生分析动滑轮的特点和绳子段数,然后根据公式进行计算。教师强调在计算过程中要注意单位的统一和公式的正确应用。斜面例题:一个斜面长5m,高1m,把重为500N的物体沿斜面匀速拉到顶端,若斜面的机械效率为80%,求拉力的大小。引导学生根据斜面的机械效率公式和功的原理进行分析和计算,让学生理解斜面机械效率的概念和计算方法。实验回顾(15分钟)杠杆平衡条件实验回顾实验目的:探究杠杆平衡的条件。实验器材:展示杠杆、铁架台、钩码、弹簧测力计等实验器材,让学生说出各器材的作用。实验步骤:引导学生回忆实验步骤,如调节杠杆在水平位置平衡,在杠杆两侧挂钩码,改变钩码的数量和位置,使杠杆再次平衡,记录动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据。实验注意事项:强调调节杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂,实验过程中不能再调节平衡螺母等注意事项。实验数据处理:展示实验数据表格,让学生根据数据得出杠杆平衡条件的结论。滑轮实验定滑轮实验:回顾定滑轮实验中测量拉力大小和方向的过程,让学生总结定滑轮的特点。动滑轮实验:讲述动滑轮实验中测量拉力大小和物体上升高度、绳子自由端移动距离的过程,分析动滑轮省力和费距离的特点。滑轮组实验:回忆滑轮组实验中组装滑轮组的方法,以及测量不同绳子段数下拉力大小的过程,让学生理解滑轮组的省力情况与绳子段数的关系。课堂练习(10分钟)布置一些与本节课复习内容相关的练习题,让学生在课堂上独立完成。练习题包括选择题、填空题、计算题和作图题等,涵盖杠杆、滑轮和斜面的知识点。在学生练习过程中,教师巡视指导,及时发现学生存在的问题,并进行个别辅导。练习结束后,教师公布答案,让学生进行自评和互评,然后针对学生普遍存在的问题进行集中讲解。课堂总结(5分钟)与学生一起回顾本节课复习的主要内容,包括杠杆、滑轮和斜面等简单机械的原理、特点、应用以及相关的计算和实验。强调重点和难点知识,让学生在课后加强复习和巩固。鼓励学生在生活中多观察、多思考,发现更多简单机械的应用实例,将物理知识与实际生活紧密联系起来。布置作业(5分钟)完成教材课后相关练习题,进一步巩固本节课复习的知识。让学生利用简单机械的知识,设计一个能够解决生活中实际问题的装置,并画出设计图,写出设计原理。五、教学资源教材、PPT课件。杠杆、滑轮、斜面等模型,钩码、铁架台、弹簧测力计等实验器材。六、教学反思在本节课的复习教学中,通过知识梳理、例题讲解、实验回顾、课堂练习和课堂总结等环节,学生对简单机械的知识有了较为系统的复习和巩固。在教学过程中,注重引导学生积极参与课堂讨论和练习,培养学生的思维能力和实践操作能力。但在教学中也发现一些问题,如部分学生对力臂的画法和滑轮组绳子段数的判断还存在困难,在今后的教学中需要加强针对性的练习和辅导。同时,在教学方法上还可以进一步创新,提高课堂教学的趣味性和实效性,以更好地激发学生的学习兴趣和积极性。相关知识内容延伸学习,授课时可参考。以下是八年级物理(人教版)的重要知识点梳理,涵盖力学、光学、热学等核心模块,结合概念解析和学习要点,帮助把握重点:###**一、机械运动(运动学基础)**####1.长度和时间的测量-**核心概念**:
-长度单位换算(1km=10³m,1mm=10³μm=10⁶nm);
-刻度尺的使用(估读、对齐刻度线);
-秒表读数(小表盘+大表盘)。-**易错点**:测量值=准确值+估读值,估读位是刻度尺分度值的下一位。####2.运动的描述-**核心概念**:
-机械运动:物体位置的变化;
-参照物:判断运动状态时假定不动的物体(例:以地面为参照物,行驶的汽车是运动的);
-运动和静止的相对性(同一物体选不同参照物,运动状态可能不同)。####3.运动的快慢-**核心概念**:
-速度(v):描述运动快慢,公式\(v=\frac{s}{t}\),单位m/s和km/h(1m/s=3.6km/h);
-匀速直线运动:速度不变,路程与时间成正比;
-平均速度:总路程除以总时间(不是速度的平均值)。###**二、声现象(声学基础)**####1.声音的产生与传播-**核心概念**:
-产生:由物体振动产生(例:鼓面振动发声);
-传播:需要介质(固体>液体>气体),真空不能传声;
-声速:15℃空气中约340m/s。####2.声音的特性-**核心概念**:
-音调:由频率决定(频率越高,音调越高,例:钢尺伸出桌面越短,振动越快,音调越高);
-响度:由振幅决定(振幅越大,响度越大,例:用力敲鼓,鼓面振幅大,响度大);
-音色:由发声体的材料、结构决定(可区分不同发声体,例:分辨钢琴和吉他声)。####3.声的利用-**应用场景**:
-传递信息:B超、回声定位(蝙蝠、声呐);
-传递能量:超声波清洗眼镜、碎石。####4.噪声的危害和控制-**控制途径**:
-声源处(例:摩托车装消音器);
-传播过程中(例:公路旁建隔音墙);
-人耳处(例:戴耳塞)。###**三、物态变化(热学基础)**####1.温度与温度计-**核心概念**:
-温度:表示物体的冷热程度,单位℃(摄氏度);
-温度计原理:液体的热胀冷缩(如水银、酒精);
-体温计:量程35℃~42℃,分度值0.1℃,使用前需甩动。####2.六种物态变化(重点!)|物态变化|定义(由→到)|吸/放热|常见现象||----------|----------------|----------|----------||熔化|固态→液态|吸热|冰化成水、海波熔化||凝固|液态→固态|放热|水结冰、钢水凝固||汽化|液态→气态|吸热|蒸发(任何温度)、沸腾(一定温度)||液化|气态→液态|放热|露水、白气、雾、冬天玻璃内侧水珠||升华|固态→气态|吸热|樟脑丸变小、干冰(固态CO₂)制冷||凝华|气态→固态|放热|霜、雪、雾凇、冬天树枝上的冰挂|-**关键区别**:
-蒸发与沸腾:蒸发是缓慢的汽化,只发生在液体表面;沸腾是剧烈的汽化,在表面和内部同时发生,需达到沸点并持续吸热。
-晶体与非晶体:晶体有固定熔点(如冰、海波),熔化时温度不变;非晶体无固定熔点(如蜡、玻璃)。###**四、光现象(光学基础)**####1.光的直线传播-**条件**:同种均匀介质中(例:激光准直、小孔成像);-**现象**:影子、日食、月食的形成;-**光速**:真空中\(c=3×10^8\,\text{m/s}\)(远大于声速)。####2.光的反射-**定律**:
-反射光线、入射光线、法线在同一平面内;
-反射光线和入射光线分居法线两侧;
-**反射角等于入射角**(注意:先有入射,后有反射)。-**分类**:
-镜面反射:光滑表面,反射光平行(例:镜子、平静水面);
-漫反射:粗糙表面,反射光向四面八方(例:黑板、白纸)。####3.平面镜成像-**特点**(重点!):
-虚像;
-像与物大小相等;
-像与物到镜面的距离相等;
-像与物的连线与镜面垂直(简记:“等大、等距、垂直、虚像”)。-**应用**:穿衣镜、潜望镜、水中倒影。####4.光的折射-**定义**:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折(例:筷子在水中“弯折”、池水变浅);-**规律**:
-空气中的角总是较大(无论是入射角还是折射角);
-垂直入射时,折射角=入射角=0°,传播方向不变。-**现象**:海市蜃楼、凸透镜成像。####5.光的色散-**定义**:白光通过三棱镜分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光(说明白光是复色光);-**三原色**:光的三原色是红、绿、蓝(可混合出所有颜色,例:电视屏幕)。###**五、透镜及其应用(光学重点)**####1.透镜分类-**凸透镜**:中间厚、边缘薄,对光有会聚作用(例:放大镜、远视镜);-**凹透镜**:中间薄、边缘厚,对光有发散作用(例:近视镜)。####2.凸透镜成像规律(核心!)|物距(u)|像距(v)|像的性质|应用||-----------|-----
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