其他简单机械教学简案

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1、其他简单机械 教学简案课程导入信息 1 如图 12-6-1 所示，是某江边小镇沿江大道的情景，在这段江堤的内侧修了很多的斜坡路面，以便于各种车辆能爬上江堤信息 2 如图 12-6-2 所示，是希望小学早晨升旗时的情景，旗杆的顶部有一个滑轮信息 3 阅读教材图 125-1 所示的漫画对以上三则信息，请你各提一个你感兴趣的问题：_探索新知1 定滑轮和动滑轮实验探究 探究比较定滑轮和动滑轮的特点实验 1 实验分以下几步进行1用弹簧测力计测出 1 个、2 个、3 个钩码的总重 G1、G 2、G 32按图 12-6-3 所示的方式组成定滑轮，弹簧测力计按图示方式竖直向下拉细绳，分别吊起 1 个、2 个、

2、3 个钩码，读出弹簧测力计示数 F1、F 2、F 3并测出钩码上升的高度h1、h 2、h 3 和弹簧测力计移动的距离 s1、s 2、s 3，得到表一数据3按图 12-6-4 所示的方式组成动滑轮，用弹簧测力计竖直向上拉细绳 ，读出弹簧测力计示数 F1、F 2、F 3，并分别测出钩码上升高度 h1、h 2、h 3 和弹簧测力计移到距离s1、s 2、s 3，得到表二数据 定滑轮（表一）钩码重（N）钩码升高高度（cm）弹簧测力计示数（N）弹簧测力计移动的距离（cm） 拉绳的方向1 10 1 10 竖直向下2 10 2 10 竖直向下3 10 3 10 竖直向下动滑轮（表二）钩码重（N）钩码升高高度（

3、cm）弹簧测力计示数（N）弹簧测力计移动的距离（cm） 拉绳的方向1 10 0.5 10 竖直向下2 10 1 10 竖直向下3 10 1.5 10 竖直向下实验 2 在图 12-6-3 所示实验的基础上，现按图 12-6-5 所示的方式，分别沿F1、F 2、F 3 的方向匀速拉动弹簧测力计经测量发现，力 F1、F 2、F 3 间的大小关系为：F1F 2F 3问题研究问题 1 由实验 1 所得的表格中的数据，定滑轮具有哪些特点？动滑轮具有哪些特点？答：定滑轮：_动滑轮：_问题 2 由实验 2 可以得到的结论是什么？答：_1定滑轮知识归纳 定滑轮和动滑轮 轴固定不动的滑轮叫做定滑轮定滑轮不能省力

4、，也不能省距离，但它可以改变用力方向2动滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮动滑轮能省一半力，但使用时要费距离，且它不能改变用力方向3滑轮组几个定滑轮与几个动滑轮可以组成滑轮组滑轮组的省力情况决定于吊重物绳子的段数 n滑轮组只要绕法合适，既可以省力，又可以改变用力方向友情提示1判断是定滑轮还是动滑轮，关键是看它的轴是否随物体一起运动2动滑轮按一般方法使用，能省一半力，但不是任何时候都能省力 例 1 小明设计了用如图 12-6-6 所示的滑轮提升重物，已知被提升重物的重 G40 N（1）这个滑轮是_（填“动”或“定” ）滑轮（2）当重物 G 被匀速提升 20cm 时，力 F_N，力 F 的作用点

5、上升的高度是_cm （不计滑轮自身重及绳与滑轮间摩擦）解析 （1）该滑轮在提升物体时，随物体一起运动，属动滑轮（2）由于此时力 F 的力臂 l1 是重物通过绳子作用在动滑轮上力的力臂 l2 的一半，即l1 ，所以力 与重力 之间的关系为 2F2G80 N由本课时探究实验进一步分析可知，动力 F 的作用点上升的高度是重物 G 上升高度的一半，即 h1 cm02答案 （1）动 （2）80，10解后反思动滑轮若动力作用在轴上提升重物，它反而费力看来动滑轮只有在使用方法合适时，才可以省一半力例 2 一位同学站在地面上，要利用如图 12-6-7 所示的滑轮组提升重物，已知物重 1 000N，而绳子最多只

6、能承受 400N 的拉力请你帮他在图 12-6-7 画出符合要求的绳子绕法 解析 在不计滑轮自身重及绳与轮间摩擦的情况下，作用在绳子自由端的力与被提升物重之间的关系为 FGn1，其中 n 代表吊重物绳子的段数本题中用来绕滑轮组的绳子最大只能承受 400 N 的拉力，表明作用在绳子自由端的拉力不能超过 400 N，这样，我们可先确定绕成滑轮组后吊重物绳子的段数为：n 403（段）再由“奇动偶定”的原则确定可知，绳子固定端在动滑轮，这样便可由内向外完成滑轮组的绕线答案 符合要求的绕线如图 12-6-8 所示解后反思解答本题用到了“奇动偶定”的绕线原则且在用“ FG”确定吊重物绳子的段数时，用到“进

7、一法”保留结果2 “力”与“距离”的关系 其他简单机械观察思考 弄清所有机械在使用中存在的“力”与“距离”间的关系观察 1 观察本课时实验 1 中表一和表二的数据，看看省力的机械使用中动力作用点与被提升重物升高的高度间的关系，再看看不省力也不费力机械动力作用点与重物上升高度间的关系观察 2 观察教材 P61 的 “科学世界”之“轮轴和斜面” ，了解还有哪些简单机械，它们是省力还是费力问题研讨问题 1 通过观察再结合讨论，你认为省力或费力、省距离或费距离，它们之间有什么关系？答：_问题 2 你认为斜面在什么情况下更省力？答：_ 知识归纳 其他简单机械1 “力”与“距离”的关系省力的机械一定费距离

8、，费力的机械总可以省距离2轮轴和斜面轮轴在生活中也非常多，使用时通常是为了省力 友情提示一般情况下，轮轴是省力机械，斜面在使用中，都是为了省力斜面的省力情况是：高度相同时，斜面越长越省力；在斜面长度定时，高度越低的斜面越省力例 3 骑自行车上比较陡的斜坡时，你将会怎样做？简要说明你这样做的理由解析 在斜面高度一定时，斜面越长越省力，所以人们骑自行车上陡坡时，常沿“S”型的路线上坡，因为这样相当增大了斜面的长度答案 沿“S”型路线往上骑，因为，这样相当于在保证斜面高度不变的情况下，增大了斜面的长度，上坡就越省力，所以会沿“S”型路线上坡拓广延伸释疑解难 如何理解定滑轮、动滑轮的特点？如何正确确定

9、滑轮组提升重物的绳子段数？如图 12-6-9 甲所示，定滑轮实际上相当于一个等臂杠杆，所以不能省力但是，使用中它能改变用力的方向而给我们带来方便，对人们仍然是有用的如图 12-6-9 乙所示，此时的动滑轮实际上是一个动力臂等于阻力臂 2 倍的省力杠杆，由 F1l1F 2l2 可知，这时它能省一半力，即 F1 2F2确定吊重物绳子的段数主要看自由端是出自动滑轮还是出自定滑轮，通常情况下，出自定滑轮的自由端不起吊重物的作用，数段数时，这一段不算实验应用 滑轮的使用有时能给我们带来很大的方便例 4 小明同学利用定滑轮设计了一种拉动窗帘的简易装置（如图 12-6-10） 设计时他采用一根闭合的拉线绕在

10、滑轮上，在右侧拉动这根拉线，就可以实现窗帘的打开与闭合，请你在图上画出这根拉线在滑轮上的绕法以及窗帘细线与拉线的连接 解析 先将闭的拉线绕过左边的定滑轮，然后把两扇窗帘的中部分别固定在绳子的上、下两段上，如图 12-6-11 所示这样，站在窗帘边拉 a 点时，窗帘便可以打开，拉 b 点时，窗帘便可以关闭答案 连线如图 12-6-11点评连线时，如将左边窗帘中部系在下边一段绳上，将右边窗帘中部固定系在上边一段绳上，同样也可满足要求课时作业教材习题“动手动脑学物理”15 题补充习题1如下说法中正确的是（ ）A定滑轮在使用中不能省力，所以它对人们的生活用处不大B动滑轮一定能省力C滑轮组的省力情况决定

11、于所使用滑轮的个数D滑轮组的省力情况决定于吊物体绳子的段数2如图 12-6-12 所示，当弹簧测力计 A 的示数为 10 N 时， B 的示数是_N ，滑轮和重物总重是_N，若重物的重量是 8 N，则动滑轮重_N3如图 12-6-13 所示，在水平地面上放置一个重为 600 N 的重物，将物体匀速拉动时，拉力 F 的大小是 90 N，则物体与地面间的摩擦力大小是_，如拉力作用点在 5 s 内移动的距离是 3 m，则重物移动的速度是 _4请指出如下一些做法的目的或这样能说明什么（1）拧螺丝时常常要用到扳手，扳手实际上是一个_拧螺丝时，有时手尽可能的靠柄的末端，这说明_（2）修盘山公路，是通过_的

12、办法来使汽车上山更容易（3）修筑高速公路时，遇到较大的山坡都要将它挖低一些，这样做目的是通过_的办法来让汽车更容易通过该路段5如图 12-6-14 所示，现要求省力 32，请画出滑轮组的绕线若不计摩擦，物体重 100 N，滑轮重均为 20 N，则作用在自由端的拉力 F_N6电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力，为此，工程师设计了如图 12-6-15 甲所示的恒拉力系统，其简化原理图如图 12-6-15 乙所示实际测量得到每个水泥块的体积为1.5102 m3，共悬挂 20 个水泥块已知水泥块的密度为 2.6103 k

13、g/m3，g 取 10 N/kg（1）请指出图 12-6-15 中的动滑轮、定滑轮：（2）每个水泥块的重力是多少？（3）滑轮组对高压线的拉力是多大？答案点拔课程导入问题示例：江堤为什么要修很多斜面呢？旗杆顶部为什么要安装一个定滑轮呢？瘦子为什么被反吊起来？问题研讨问题 1 定滑轮：不能省力，但可以改变用力方向定滑轮动力作用点移动的距离与物体移动的距离相等动滑轮：能省一半力，但不能改变动力方向动滑轮动力作用点移动的距离是物体移动距离的两倍问题 2 使用定滑轮时，沿不同方向用力，动力的大小相等问题研讨问题 1 省力的机械一定费距离，费力的机械一定省距离问题 2 高度一定时，斜面越长越省力；斜面长度一定时，斜面高度越低越省力课时作业教材习题“动手动脑学物理”15 题提示与解答第 1 题解答：用定滑轮所需的力：F 1G 1 000 N用动滑轮所需的力：F2 G500 N 手柄相当于轮，螺丝相当于轴第 2 题解答：自行车上的简单机械有：杠杆（车刹把手） ，能省力；轮轴（车把手、脚踏板） ，能省力；链条起传动作用，在由大齿轮带动小齿轮的过程中，也可省力第 3 题解答：不能或在自由端加挂一个合适重物，或改装为动滑轮提重物第 4 题解答：高度相同时，斜面越长越省力提示：多数情况下，是通过增大斜面长度来使斜面更省力为验证上述猜想，应保证斜面高度相同，只改变斜面长进行实