八年级物理下册 第十二章 简单机械教案新版新人教版文档格式.docx
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(6)力臂有时在杠杆上,有时不在杠杆上,如果力的作用线恰好通过支点,则力臂为零;
(7)力臂的表示与画法:
过支点作力的作用线的垂线;
(8)力臂的三种表示:
根据个人习惯而定
【例1】下列关于杠杆的一些说法中,正确的是()
A.杠杆必须是一根直棒B.杠杆一定要有支点
C.动力臂就是支点到动力作用点的距离D.当力的作用线通过支点时,力臂最大
(二)杠杆的平衡条件
1.杠杆平衡:
杠杆静止或匀速转动都叫做杠杆平衡。
2.实验探究:
杠杆的平衡条件
实验
序号
F1/N
l1/cm
动力×
N·
cm
F2/N
l2/cm
阻力×
1
0.5
20
10
1.0
2
1.5
30
3
2.0
40
4.0
探究归纳:
只有动力×
动力臂=阻力×
阻力臂,杠杆才平衡。
3.杠杆平衡条件表达式:
阻力臂,即;
公式表示为:
,即.应用公式时单位要统一。
【例2】图2是研究杠杆平衡条件的实验装置,要使杠杆在图示位置平衡,在A处钩码应挂
A.6个
B.3个
C.2个
D.1个
【例3】三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详,如图所示,甲图中和尚们商量出新的挑水方案:
胖和尚一人挑两小桶,瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶.以下说法中不正确的是( )
A.乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离
B.乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离
C.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以将水桶往前移动一点距离
D.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以让瘦和尚往前移动一点距离
(三)生活中的杠杆
杠杆类型
力臂关系
平衡时力的关系
优缺点
应用
省力杠杆
l1>
l2
F1<
F2
省力,费距离
撬棍、瓶起子等
费力杠杆
l1<
F1>
省距离,费力
镊子、钓鱼竿等
等臂杠杆
l1=l2
F1=F2
不省力,不省距离
天平,定滑轮等
【例4】一直杆可绕O点转动,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟直杆垂直且作用于OB中点的力F,使直杆由竖直位置慢慢转到水平位置,这个过程中这个直杆()
A.始终是省力杠杆
B.始终是费力杠杆
C.先是省力杠杆,后是费力杠杆
D.先是费力杠杆,后是省力杠杆
二、滑轮
(一)定滑轮和动滑轮
1.滑轮:
周边有槽,能绕轴转动的小轮。
(滑轮的实质是变形的杠杆)
2.定滑轮:
滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮。
3.动滑轮:
滑轮的轴随物体一起运动,这样的滑轮叫做动滑轮。
4.定滑轮与动滑轮的特点:
(1)定滑轮可以改变力的方向,但不省力;
(2)动滑轮可以省一半力,但不能改变用力的方向。
5.使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动)
种类
图示
表达式
定滑轮
F=G
F=f,f为物体A所受的摩擦力
动滑轮
【例5】如图所示,滑轮上挂一重10N的物体A,当滑轮在力F的作用下向上匀速上升时,滑轮的速度为重物A上升时速度的,力F应为N(滑轮和绳重及摩擦力均不计)。
(二)滑轮组
1.滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的,可以达到既省力又改变力的方向的作用效果。
2.滑轮组省力情况的确定方法:
在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下,使用滑轮组时,滑轮组用几股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
如图所示。
【例6】如图所示的滑轮或滑轮组将同意重物G均匀提高h高度,最省力的是()
(三)轮轴和斜面
1.轮轴:
由一个轴和一个大轮组成,能省力和改变力的方向,实质是一个可以连续转动的杠杆。
(方向盘、水龙头等)
轮轴的公式:
轮轴既省力又改变力的方向,但费了距离。
2.斜面:
斜面是一种可以省力的简单机械,却费距离。
理想情况下斜面公式:
Fl=Gh
斜面长(l)是斜面高(h)的几倍,所用的拉力F就是物重G的几分之一。
【例7】斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,工人师傅小波和小新分别用如图甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是()
A.甲方法不可以省力,但能省功
B.甲方法可以省力,也能省功
C.乙方法可以省力,但不能省功
D.乙方法可以省力,也能省功
三、机械效率
(一)课前复习
1.功的两个要素:
、。
2.功的计算公式:
。
3.功的原理:
使用机械时人们所做的功,都不用机械所做的功。
(使用任何机械都不省功)其中不小于可以理解为等于或大于。
等于的条件:
(理想情况)
大于的条件:
(现实情况)
(二)有用功、额外功和总功
通过同学们对课本三种不同方法提升沙子所做的功进行分析,根据课本完成下列问题。
1.三种方法的最终目的是把提升到3楼。
2.提升到3楼,升高了m。
根据功的原理,把沙子提升到三楼必须做的功为J。
这些必须做的功叫。
3.我们提升沙子的同时,也做了一些不需要、但又不得不做的一些功。
这些功叫。
在1、2、3种方法中,除了把沙子提升6m所做的功外,还做了那些功。
克服做功;
克服做功。
通过以上三种情形,额外功的产生主要是克服和做的功。
4.有用功加额外功是总共做的功,叫。
根据上面的分析过程,大体估算第种方法做的总功多?
并由大到小的顺序排列。
三种方法,第种方法更好一些呢?
并说出选择的理由。
【例8】分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度,做的有用功是()
A.一样多B.斜面的多C.滑轮组的多D.无法判断
【例9】某同学不小心把水桶掉进井里,当他把桶从井里捞出来时,桶里带了一些水,下面有关有用功、额外功和总功的说法正确的是()
A.克服桶的重力做的功是总功B.克服桶内水的重力做的功是总功
C.克服桶的重力做的功是有用功D.提水的功与提桶的功之和是总功
【例10】用一个动滑轮将重480N的货物提高1m,所用的拉力为300N,则总功是J,有用功是J。
(三)机械效率
1.通过对三种方法的比较分析,做相同的有用功,所做的总功;
或者做相同的总功,所做的有用功。
2.机械效率:
叫做机械效率。
公式:
。
机械效率没有单位。
3.理解:
机械效率仅仅与有用功和总功的比值有关,与有用功、额外功、总功的多少没有关系。
因为有用功总是总功,所以机械效率总是1。
【例11】若用杠杆把重为100N的物体撬起1m,人需要250N的力将杠杆的另一端压下0.5m,则有用功是J,总功是J,机械效率为。
4.推导公式:
【例12】一个物体重1000N,用一个大小为800N的拉力沿斜面把物体从斜面底端匀速拉到顶端,已知斜面长为20m,高10m,则该斜面的机械效率为。
【练习1】在滑轮组中动力做功100J,动滑轮对重物做功80J,则()
A.有用功是100JB.总功是100JC.额外功是80JD.额外功是100J
【练习2】甲、乙两台机械,甲的机械效率是80%,乙的机械效率是60%,则()
A.使用甲机械做功省力B.使用乙机械做功省力
C.使用甲机械做功少些D.做同样多的功时,使用甲机械做的额外功少些
【练习3】使用机械时,若额外功小于有用功,则该机械的机械效率()
A.大于0.5B.小于0.5C.大于1D.等于0.5
【练习4】如图所示,用滑轮或滑轮组提起同一重物到同一高度,其中机械效率最高的是()
【练习5】下列关于机械效率的说法正确的是()
A.越省力的机械,其机械效率越高B.做的有用功越多,机械效率越高
C.做的总功越少,机械效率越高D.额外功在总功中的占比越小,机械效率越高
【练习6】为了省力,把一个定滑轮改为动滑轮使用,则改装后的机械效率与改装前相比较()
A.升高了B.降低了C.不变D.都用可能
【练习7】以下方法中能提高滑轮组机械效率的是()
A.减小动滑轮的物重B.减小定滑轮的物重
C.减小滑轮与轮轴间的摩擦D.减小提升物体的速度
【练习8】下列关于提高机械效率的说法正确的是()
A.减轻机械自重,是提高机械效率的唯一方法
B.增加重物提高的高度可以提高机械效率
C.改变绳子的绕法可以提高机械效率
D.在可能的条件下,增加所提升物体的重量可以提高机械效率
【练习9】一名工人用如图所示的滑轮组提升2000N的货物,所用的拉力是800N,绳子的自由端被拉下4m,求:
(1)拉力做了多少功;
(2)该装置的机械效率是多大。
【练习10】某同学做“测定滑轮组机械效率”的实验。
(1)实验时,必须向上提起弹簧测力计。
拉力
F/N
钩码重
G/N
绳自由端提升的
距离s/m
钩码上升的
高度h/m
1.1
0.24
0.08
0.7
0.12
0.46
(2)某同学用如图所示的装置做实验,记录的两组数据如下表所示,其中序号的一组有错误。
(3)该同学根据第一次实验的数据,计算此滑轮组的机械效率为。
(4)要想提高滑轮组的机械效率,可采用的方法是()
A.增加钩码的个数B.增加动滑轮的个数
C.减少钩码上升的高度D.减少定滑轮的个数
单元总结思维导图
单元测试
一、选择题
1、下列简单机械中,不能省力的是
(
)
A.杠杆
B.轮轴
C.斜面
D.定滑轮
2、下列说法正确的是
A.杠杆一定能够省力
B.定滑轮既能省力又能改变力的方向
C.动滑轮既能省力又能改变力的方向 D.滑轮组既能省力又能改变力的方向
3、(10·
杭州)某人用100牛的力提起了350牛的重物,那么他可能使用了
A.一个定滑轮
B.一个动滑轮.
C.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
D.一支杠杆
4、如图所示滑轮组,正方体A在水平地面上处于静止状态.已知A的边长为1dm,密度为2×
kg/,每个滑轮重为2N,若使A对水平地面产生的压力为0,作用在绳端的拉力F为(忽略摩擦和绳重,g=10N/kg)()
A.4N
B.5N
C.6N
D.22N
5、运动员将足球从后场踢到前场,足球在空中运动的过程中,不计空气阻力,其受力情况是(
)
A、只受踢力
B、只受重力
C、受
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