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文档简介
1、第4节 简单机械教学目标:知识与技能(1)了解什么是杠杆,能从常见的机械中识别杠杆。(2)知道杠杆的五要素(支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂)。过程与方法(1)通过体验、演示,使学生学会比较、概括,了解杠杆的本质。(2)通过实验探究,理解影响杠杆转动效果的因素,培养学生分析问题解决问题的能力。情感、态度、价值观(1)通过了解春秋时代杠杆的介绍,激发学生的民族自豪感和历史使命感。(2)通过对力臂的探究,进一步认识事物的相对性和普遍联系的辩证观点。(3)在实验探究中培养学生的质疑精神和实事求是的科学态度。教学重点:理解杠杆的平衡条件,认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的结构及特点以及它们的应用。教学难点:
2、理解机械效率并学会测量的方法。教学过程:一、杠杆1、定义:一根硬棒如果在力的作用下,能够绕固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆。注意:杠杆的形状各异,可以是直的,也可以是弯的。2、杠杆的五要素(1)支点(O)(2)动力(F1)(3)阻力(F2)(4)动力臂(l1)(5)阻力臂(l2):从支点到动力作用线的距离:从支点到阻力作用线的距离3、杠杆的平衡条件(1)杠杆的平衡状态杠杆静止、杠杆匀速转动(2)杠杆的平衡条件动力动力臂阻力阻力臂即:或动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。(3)为何要调节成水平位置平衡?倾斜状态力臂比杠杆上的刻度小,所以为了直接根据杠杆上的刻度读出力臂,把杠杆调节成水平位
3、置。4、杠杆的分类(1)省力杠杆如:铡刀、铁锹;(2)费力杠杆如:钓鱼杆;(3)等臂杠杆如:天平。注意:在支点和动力作用点确定的情况下,沿与支点和力的作用点的连线垂直的方向用力,力臂是最长的,力是最省的。5、人体上的杠杆二、滑轮滑轮是一个周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子。滑轮根据它的不同使用方法可分为三种类型。1、定滑轮(1)定义:在工作的时候,轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用时,轮子在不停地转动,但位置不变。这种定滑轮我们日常生活经常见到如升国旗。旗杆顶上装一个定滑轮,人站在地上就能把旗子升到高处。使用定滑轮与不使用定滑轮而直接用手去提拉,用力的大小是相等的,即使用定滑轮不省力。使用定滑轮不
4、省力也不费距离。定滑轮实质是一个等臂杠杆,所以,根据杠杆平衡条件可知动力F1等于阻力F2,即不省力,因此不省力也不费距离。2、动滑轮在工作的时候,滑轮和重物一起移动的滑轮叫动滑轮。不用动滑轮而直接用手来达到同样的目的时用力的方向相同,即使用动滑轮不能改变力的方向。但使用动滑轮能省一半力。使用动滑轮时,两段绳子承担总重,每段绳子只承担总重的一半,所以使用动滑轮省一半力。使用动滑轮可以省力,但要多移动距离。动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆。所以,根据杠杆平衡条件可知动力F是阻力F的一半。因为省一半力,所以要多移动距离,即动力移动的距离是阻力移动的距离的二倍。3、滑轮组(1)把定滑轮和动滑轮组合
5、在一起的装置叫滑轮组。它既省力,又可改变力的方向,使用方便。由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组A、绕成两段绳子时:F12G总,S2h。这时只有两段绳子总重,最后从定滑轮绕出的一段只改变力的方向,不承担重力,所以动力是总重的二分之一。B、绕成三段绳子时:F13G总,S3h。最后一段从动滑轮绕出来直接承担重力,因此这时有三段绳子承担总重,所以动力是总重的三分之一。(2)分析归纳:使用滑轮组的时候,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起重物所用的动力就是总重的几分之一,动力(或绳子自由端)移动的距离S就是重物升高的距离h的几倍。即F1nG总,Snh,n为绳子的段数,省了力就要多移动距离。(3)绕绳子的规律:段数为偶数时,绳子固定端与定滑轮框架上的挂钩相连;为奇数时,绳子固定端与动滑轮框架上的挂钩相连。三、机械效率1、有用功、额外功和总功有用功(W有用):利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。额外功(W额外):对人们没有用,但又不得不做的功叫做额外功。总功(W总):有用功与额外功的总和叫总功。W额外W总W有用2、机械效率机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。注:有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。机
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