第十一章简单机械复习教案Word格式文档下载.docx

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在比较各种杠杆的使用特点中，感受分类的科学方法。

三、情感态度与价值观

1.通过了解杠杆、滑轮、轮轴、斜面、机械传动等简单机械与生产、生活的密切联系，体验到生活中处处存在物理。

2.通过“探究杠杆平衡的条件”、“合作使用滑轮提升钩码”等活动，提高实验能力和观察能力；

养成团队协作的良好习惯。

3.通过了解中国古代《墨经》对杠杆平衡条件的论述，了解《天工开物》中关于古代劳动人民使用简单机械的情况等，激发民族自豪感。

教学重点

杠杆的平衡条件；

滑轮组的组装与应用；

滑轮组的机械效率；

斜面的机械效率.

教学难点

教学过程

1、复习预习

本章我们学习了人类史上最早同时也是最简单的工具——杠杆和滑轮。

经历绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的方法。

经历探究杠杆平衡条件的过程。

学习分析实验现象、寻找数据间规律从中归纳出实验结论的一般方法。

同时大家还应该乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，锻炼具有利用杠杆方便自己工作的意识。

本章的难点是机械效率，同时机械效率也是中考的难点和热点之一。

通过参与探究滑轮组机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。

在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度。

二、知识讲解

考点/易错点1、杠杆

1.杠杆

（1）杠杆：

在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。

（2）杠杆的五要素：

①支点：

杠杆绕着转动的固定点（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：

从支点到动力作用线的距离（l1）；

⑤阻力臂：

从支点到阻力作用线的距离（l2）。

2.杠杆的平衡条件

（1）杠杆的平衡：

当有两个力或几个力作用在杠杆上时，杠杆能保持静止或匀速转动，则我们说杠杆平衡。

（2）杠杆平衡的条件：

动力×

动力臂=阻力×

阻力臂，即：

F1l1=F2l2

（3）在探究杠杆的平衡条件实验中，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，此时杠杆自重的力臂为0；

给杠杆两端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，目的是方便直接从杠杆上读出力臂的大小；

实验中要多次试验的目的是获取多组实验数据归纳出物理规律。

3.杠杆的应用

（1）省力杠杆：

动力臂大于阻力臂的杠杆，省力但费距离。

（2）费力杠杆：

动力臂小于阻力臂的杠杆，费力但省距离。

（3）等臂杠杆：

动力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不费力。

考点/易错点2、滑轮

1.定滑轮

（1）实质：

是一个等臂杠杆。

支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。

（2）特点：

不能省力，但可以改变动力的方向。

2.动滑轮

是一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。

支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。

能省一半的力，但不能改变动力的方向，且多费一倍的距离。

3.滑轮组

（1）连接：

两种方式，绳子可以先从定滑轮绕起，也可以先从动滑轮绕起。

（2）作用：

既可以省力又可以改变动力的方向，但是费距离。

（3）省力情况：

由实际连接在动滑轮上的绳子段数决定。

绳子段数：

“动奇定偶”。

拉力，绳子自由端移动的距离s=nh，其中n是绳子的段数，h是物体移动的高度。

4.轮轴和斜面

（1）轮轴：

实质是可以连续旋转的杠杆，是一种省力机械。

轮和轴的中心是支点，作用在轴上的力是阻力F2，作用在轮上的力是动力F1，轴半径r，轮半径R，则有F1R=F2r，因为R>

r，所以F1<

F2。

（2）斜面：

是一种省力机械。

斜面的坡度越小，省力越多。

考点/易错点3、机械效率

1、有用功——W有用：

使用机械时，对人们有用的功叫有用功。

也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。

在提升物体时，W有用=Gh。

2、额外功——W额外

（1）使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功。

（2）额外功的主要来源：

①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。

②克服机械的摩擦所做的功。

3、总功——W总：

（1）人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的总和。

即：

W总=W有用+W额外。

（2）若人对机械的动力为F，则：

W总=F•s

4、机械效率——η

（1）定义：

有用功与总功的比值叫机械效率。

（2）公式：

η=W有用/W总。

（3）机械效率总是小于1。

（4）提高机械效率的方法：

①改进结构，使它更合理、更轻巧；

②经常保养，使机械处于良好的状态。

（3）功率与机械效率的区别：

①二者是两个不同的概念：

功率表示物体做功的快慢；

机械效率表示机械做功的效率。

②它们之间的物理意义不同，也没有直接的联系，功率大的机械效率不一定大，机械效率高的机械，功率也不一定大。

三、例题精析

【例题1】

【题干】如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是（）

A.以B为支点，动力方向向下的杠杆

B.以B为支点，动力方向向上的杠杆

C.以A为支点，动力方向向下的杠杆

D.以A为支点，动力方向向上的杠杆

【答案】D

【解析】在使用起瓶器开启瓶盖时，瓶盖中的B点被撬起，所以B点是阻力的作用点，起瓶器绕A点转动，所以A是支点，在开启瓶盖时，杠杆应绕A逆时针旋转，所以动力的方向向上，在整个过程中，动力臂大于阻力臂，故它是省力杠杆，故选D。

【例题2】

【题干】使用如图所示的装置来提升物体时，既能省力又能改变力的方向的装置是（）

A.B.C.D.

【答案】C

【解析】该装置是定滑轮，使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，故A不符合题意。

该装置是动滑轮，使用动滑轮可以省一半力，但不能改变力的方向，因此B不符合题意。

该装置是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，绳子股数为2，可以省力。

拉力与物体被提升的方向相反，改变了力的方向，故C符合题意为答案。

该装置是由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，可以省力，但拉力方向与物体被提升方向相同，没有改变力的方向，故D不符合题意。

【例题3】

【题干】小明的体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m。

已知物体A重为800N，小明作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是（）

A.水平地面对小明的支持力做功为6000J

B.小明做的有用功为3000J

C.小明拉力的功率为250W

D.此滑轮组的机械效率为80%

【解析】由题意知，因为小明在支持力的方向上没有移动距离，所以水平地面对他的支持力做功为0J，故A错误；

小明做的有用功是W有用=Gh=800N×

5m=4000J，故B错误；

由图知道，绳子的有效股数n=2，则s=2h=2×

5m=10m，拉力做的功W总=Fs=500N×

10m=5000J，功率为P=W/t=5000J/10s=500W，故C错误；

此滑轮组的机械效率：

η=W有用/W总100%=4000J/5000J×

100%=80%，故D正确。

【例题4】

【题干】下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（）

A.机械效率越高，做功越多，功率越大

B.机械效率越高，做功越少，功率越大

C.机械功率越大，做功越快

D.机械效率越高，做功越少，但功率不一定大

【答案】C

【解析】机械效率越高，说明有用功在总功中所占比值越大，而不能说明做功的多少以及做功的快慢。

由可知，功率的大小不仅与做功的多少有关，做功越多，功率不一定越大，故ABD错误。

C．功率是反映做功快慢的物理量，机械功率越大，做功越快，故C正确为答案。

四、课堂运用

【基础】

1、下图中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（）

【解析】分析：

杠杆分为三类：

（1）省力杠杆，动力臂大于阻力臂；

（2）费力杠杆，动力臂小于阻力臂；

（3）等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．解答：

由图可知杠杆A、B、D在使用过程中动力臂大于阻力臂是省力杠杆，C使用时动力比小于阻力臂所以是费力杠杆。

2、如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重和摩擦，则最省力的是（）

【解析】若不计滑轮自重和摩擦，使用动滑轮可以省一半力。

使用定滑轮能改变力的方向，但不省力，所以F2=G。

滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子股数n=3，所以。

滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子股数n=2，故.

由分析可知，最省力的是C，故C符合题意为答案。

3、下列关于机械效率说法正确的是（）

A.机械做功越快，机械效率就越高

B.省力越多的机械，机械功率越大

C.单位时间做功越多的机械，效率越高

D.额外功在总功中占的比例越小的机械效率越高

【解析】机械效率是有用功跟总功的比值，与做功的快慢没有关系，A说法错误；

与省力与费力也没有关系，B说法错误；

跟做功快慢无关，即单位时间做功多少无关，C说法错误；

额外功在总功中占的比例越小，则有用功在总功中占的比例越大，有用功跟总功的比值越大，机械效率越高，D说法正确；

答案选D。

【巩固】

1、初一科学活动课上，同学们用钢丝钳剪铁丝时，如图所示，把手放在远离轴的地方容易把铁丝剪断，这是因为（）

A.增大了动力

B.减小了阻力

C.增大了动力臂

D.增大了阻力臂

【解析】解答：

根据动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂可得，阻力一定，阻力臂一定，动力臂越大，动力则会越小，所以把手放在远离轴的地方容易把铁丝剪断，，这样是使动力臂增长，动力减小。

故选C.

2、如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力分别作用于水泥板的长或宽的一侧，欲使其一端抬离地面，则（）

A.，因为甲方法的动力臂长

B.，因为乙方法的阻力臂长

C.，因为乙方法时阻力臂短

D.以上说法都不对

【解析】把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点。

由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力F克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半，根据平衡条件FL动=GL阻，所以F=GL阻/L动=G/2，即前后两次所用的力相同，故F甲=F乙，所以D正确，故选D。

3、如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一个竖直向上的力F，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将（）

A.变大B.不变C.变小D.无法确定

【答案】B

（1）如图,杠杆在A位置,LOA＝2LOC,

∵杠杆平衡，∴FLOA＝GLOC，∴F＝G×

LOC/LOA＝1/2G；

（2）杠杆在B位置,OA′为动力臂,OC′为阻力臂，阻力不变为G，∵△OC′D∽△OA′B，∴OC′/OA′＝OD/OB＝1/2，

∵杠杆平衡，∴F′