九年级物理上册 11 简单机械和功教案4 苏科版.docx
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九年级物理上册11简单机械和功教案4苏科版
2019-2020年九年级物理上册11简单机械和功教案4苏科版
教学目标：
知道杠杆五要素，理解杠杆的平衡条件，了解定滑轮、动滑轮的辨别与作用，知道滑轮组的省力情况及绕线方法，理解功、功率、机械效率的概念，并会用相关公式计算它们的大小。
重点难点：
对做功的条件的判断及应用，功率的计算，滑轮的绕线方法和计算机械效率。
教学过程：
一、基本知识点温故与典型例题解析：
1.________________________________________________叫做杠杆。
杠杆的五要素分别为_________、_________、_________、_________、_________。
杠杆的平衡条件是_________________________________，它又被称为_____________原理。
2.通常我们可以把杠杆分为三类：
___________、_____________、_____________。
分类的依据是：
____________________________________________________。
例1、下列常用的工具中属于省力杠杆的是___________；属于费力杠杆的是__________。
①镊子②铡刀③理发剪刀④天平⑤剪修树木的剪刀⑥起子 ⑦钓鱼杆
⑧火钳⑨汽车上的刹车闸⑩撬棒
例2、作出图中F1与F2的力臂，并标明L1和L2
3.比较两种滑轮，完成表格：
滑轮类型
实质
使用中的优点
使用中的缺点
定滑轮
动滑轮
4.n这一参数是指________________________。
滑轮组在绕绳时，我们可以根据n
这个数的奇偶性来确定绕绳的起点：
n为奇数时，起点选在_____________；n为偶
数时，起点选在_____________。
5.当用滑轮组提升重为G的物体，在不计动滑轮重和绳重，以及绳和滑轮之间摩擦时，拉力F=___________；如果考虑动滑轮重，那么拉力F=___________。
例3、请画出用图中滑轮组匀速提起重物最省力的情况下绳子
的绕法，并填写绳自由端拉力F与物重G之间的关系（不计
滑轮重、绳重及内部摩擦）．
6.做功的两个必要因素，一是_________________，二是__________________。
功的计算公式为_____________。
7.________________________叫做功率。
功率是用来描述_____________的物理量。
功率的计算公式_____________，我们还可以用P=_______来计算功率。
例4、东风牌汽车在平直的公路上匀速行驶160m，所用时间为20s，若此时卡车所受的牵引力为5000N，则这段时间内牵引力所做的功为J，牵引力的功率是__W。
例5、在图中的四种情境中，人对物体做功的是（）
8._______________________叫做机械效率。
计算公式η=____________，最终算得的机械效率η__1（“〈”、“〉”或“=”）。
对于滑轮组而言，在提升重物时，其机械效率η=_________；若在水平面拖拉物体时，其机械效率η=_________。
例6、工人利用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦．
⑴若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提起2m，该滑轮组所做的有用功是J．
⑵此时滑轮组的机械效率为．
⑶若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，拉力F在这一过程中所做的功是J．
二、本章检测：
一、填空
1、俗话说“小小秤砣压千斤”，这可以根据___________________来解释．只要秤砣对秤杆作用的力臂比所挂物对秤杆作用的力臂__________（选填“大得多”或“小得多”），那么“小小秤砣压千斤”是完全可以实现的。
2、如图所示，工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，不计摩擦和滑轮重，在此过程中，工人用的拉力为＿＿＿N，木箱的重力势能＿＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
3、不计绳重摩擦，且动滑轮重小于物重），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。
则F甲_____F乙η甲_____η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）
4、小强利用如图1所示的滑轮组去拉物体，使重为xxN的物体A在3s内沿水平方向
匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力Ff=600N，小强所用拉力F=250N，则拉力
F的功率为＿＿＿＿W，该装置的机械效率是＿＿＿＿．
5、某工人用如图3所示的装置把重240N的物体提高1m，所用的拉力为150N，则该工人克服重力所做的有用功为＿＿J，总功为＿＿＿＿J，该滑轮组的机械效率是＿＿＿＿.
二、选择题
6、下列器具中，使用的杠杆属于费力杠杆的是（）
7、一位初三的同学，从教学楼的一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（）
A．3WB．30WC．300WD．3000W
8、下列说法中，正确的是（）
A．做功多的机械，做功快B．做功多的机械，机械效率高
C．功率大的机器机械效率高D．功率大的机器，做功快
9、利用如图11所示的装置估测物G的重，当杠杆平已知衡时，力F大小为5牛，则物G的重（）
A. 大于5牛 B. 小于5牛
C. 等于5牛 D. 无法确定
三、作图题
10、如图2所示，试画出作用在杠杆A端使杠杆在图示位置平衡的最小动力的示意图并画出该力的力臂。
11、按照要求画出图12中所示滑轮组的穿绳情况。
（滑轮重和摩擦不计）
甲图：
F＝1/4G乙图：
F＝1/3G
四、计算与应用：
12、如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，不计绳重和摩擦，求：
（1）动滑轮重；
（2）绳自由端的速度的大小；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率。
2019-2020年九年级物理上册11.1杠杆学案苏科版（I）
学习目标:
1．初步认识杠杆，了解杠杆的应用，会将杠杆分类。
2．研究杠杆的平衡条件，并能用来进行简单的计算。
3．会正确画出杠杆的示意图，并能进行简单的小制作。
重点：
有关杠杆的名词、探究杠杆的平衡条件、杠杆示意图的画法。
难点：
杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法。
学习内容:
一、初步认识杠杆
1.提出问题：
⑴展示木板上的图钉，想出办法怎样可以将其拔出来,并指出用上述方法时，有什么共同之处？
2.得出杠杆的定义：
称做杠杆。
3.关于杠杆的五个名词：
即杠杆的五要素
支点O：
杠杆绕着转动的点。
动力F1：
使杠杆转动的力。
阻力F2：
阻碍杠杆转动的力。
动力臂l1：
从支点到动力作用线的距离。
阻力臂l2：
从支点到阻力作用线的距离。
判断动力、阻力及方向的方法：
动力是对杠杆的力使杠杆转动；阻力是阻碍杠杆转动。
二．重点理解-----会画力臂
第一步:
先找支点O；
第二步:
再找到动力（阻力）的作用点和作用线；
第三步:
从支点画到作用线的垂线
说明.力臂的画法有两种：
一种用带箭头的细线表示，另一种用虚线加大括号表示。
用直角三角板画力臂的技巧：
用一条直角边沿力的作用线（不够就虚线延长），另一条直角边过原点O,连线即为力臂。
例题2．（08江苏南京）图中为用螺丝刀撬图钉的示意图，在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图．.
例题1．用直角三角板作图：
在下图中作出点Ｐ到直线ｌ的距离。
尝试练习：
1．在下列简图中画出力臂
请分别在图
（1）
（2）（3）（4）（5）中画出动力臂和阻力臂，并标上符号。
2．在实物图中画出力臂
3．由力臂画力的作用点和作用线
下面两图,杠杆在力F1F2的作用下处于静止状态,L2是F2的力臂.在图中画出力F1的力臂L1以及阻力F2,
4．综合训练：
画出上图所示的扳鱼网的杠杆的五要素。
通过本题强调：
⑴动力、阻力的作用点一定要画在杠杆上；
⑵由重力产生的阻力，要注意阻力的作用点一定在杠杆上，而不是画在物体的
重心上。
三、实验：
探究杠杆的平衡条件
1.什么是杠杆的平衡状态：
。
2.调节杠杆平衡的方法：
。
首先应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态。
这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为。
3.为什么要在水平位置平衡？
a.b.。
4.探究杠杆的平衡情况，并将结果记入表格中：
测量次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
2
3
分析上表中的数据，得出结论:
。
5.古希腊学者阿基米德首先总结出了杠杆的平衡条件：
。
并发出了“给我支点，我可以撬动地球”的豪言壮语。
学习画最省力的杠杆（重点和难点）
思路与技巧:
最省力的方式是力臂最长。
例题3：
如图所示的弯曲杠杆A端吊一重物G，要想在B端加一最小的力F，使AO（O为支点）保持水平平衡，试画出此力的方向和力臂。
思路与技巧:
1.先利用杠杆的平衡条件，说明当阻力和阻力臂一定时，要想动力最小，一定是动力臂最大。
2.支点与力的作用点的连线作力臂时，力臂最大。
练习：
1.画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。
2.如图所示，均匀铁棒与地面成角倾斜着，在Ａ端用一个最小的力拉住铁棒使之静止，请在图中画出最小的拉力Ｆ和铁棒的重力力臂。
3.如图所示，用最小的力把重油桶推上台阶，推力的作用点在何处？
方向如何？
在图上分别画出支点、重力、推力及它们的力臂。
思路与技巧:
利用这个变式，再次强调欲使力最小，必须力臂最大。
例题4:
用一杠杆撬一块重为4000N的石块，如果动力臂是120cm，阻力臂是30cm，则动力应是多少?
也就是说，当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
练习:
1.如图所示的杠杆，要使它在水平位置平衡，
在它B端指定的位置要挂几个钩码（ ）
A. 1个 B. 2个
C. 3个 D. 4个
例题5:
密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一．当B端挂5N的重物G时，直尺的A端刚刚开始翘起，如右图所示，则此直尺受到的重力是（）
A.2.5NB.5NC.10ND.无法确定
思路与技巧:
均匀物体的重心在它的几何中心。
例题6：
在探究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。
他们经过实验，获得了下述数据：
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
4
5
5
4
于是，他们认为自己的猜想得到了验证，你认为他们的实验过程存在什么问题？
答：
a.b.
练习：
在研究杠杆平衡条件的探究活动中，
（1）所需的器材除了杠杆、支架、细线、钩码外，还需要________。
（2）杠杆两端的螺母的作用是_________________________。
（3）在杠杆的支点两侧上挂上钩码后，发现左端比右端高，应将钩码向______移动（填“左”或“右”），使杠杆在_________位置平衡，这样的好处是______________________________。
（4）实验得出：
杠杆平衡条件是_____________________________。
（5）下表是某同学实验的过程记录，请把表格中空缺部分补充完整。
次数
动力/N
动力臂/m
阻力／N
阻力臂／m
1
1.96
0.04
0.02
2
0.06
0.98
0.03
3
2.45
0.03
1.47
（6）若某次操作出现如图2所示情况，发现F1OB与F2OA两者并不相等，这是由于_________________。
四、杠杆的应用和分类,并举出应用的实例
1．省力杠杆：
动力臂阻力臂，省力杠杆可以但要。
2．费力杠杆：
动力臂阻力臂，费力杠杆但可以。
3．等臂杠杆：
动力臂阻力臂，既不，也不能。
无论使用哪种杠杆，都既省力又少移动距离。
例题7:
认识下列工具，并判断哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆。
筷子
练习：
如右图所示茶壶，若以O为支点提壶把向杯中倒水，则它相当于一个_________杠杆。
（选填“省力”、“费力”或“等臂”）
课堂训练及中考链接
1．根据杠杆平衡条件可知，当 时为省力杠杆；在下列提供的杠杆属费力杠杆的是（填序号） ，使用费力杠杆的优点是 。
提供的杠杆是：
A、撬棒B、抽水机手柄C、独轮车D、钢丝钳E、汽水瓶盖板头F、镊子G、理发剪刀H、羊角锤I、道钉撬K、天平。
2．如右图所示，杠杆在B点处挂了两个相同的钩码，要使杠杆平衡，应在A点处（2格）挂个相同的钩码。
3．如图是奥运会皮划艇静水比赛的体育图标，当运动员用船桨划水时，运动员手中使用的船桨属于___________（选填“费力”、“省力”或“等臂”）杠杆，使用它的好处是____________。
4．如图是一种门锁把手的示意图，O点是把手的转轴，请画出作用力F的力臂L。
5．在下图中，画出使轻质杠杆保持图示平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。
6.在以下图中将支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂补画完整。
7．如图所示AOB足以0为固定点悬挂在墙壁上的支架（重力忽略不计），在B端吊一盏电灯。
若以O为支点，F2是墙壁对支架的阻力，请画出动力F1的示意图、动力F1的力臂及阻力F2的力臂。
8．在“研究杠杆平衡条件”实验中
（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母向 调节。
（填“左”或“右”）
（2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向
（填“左”或“右”）移动 格。
（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将 。
（填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）
（（4）如图丙所示的案秤是个不等臂杠杆，请你根据杠杆的平衡条件，说明用几个不重的砝码就能平衡盘中重得多的货物的道理 。
9．各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。
如图所示，要剪开铁皮，应该用最合适；剪纸或布时，应该用最合适。
（选填标号）
10．钓鱼时，钓鱼竿可看成一根杠杆，如图5，它是一个________杠杆，其支点位于图中的________点。
要使钓起鱼时省力一些，则钓鱼者两只手之间的距离应________一些（填增大或减小）。
选择快速解答
1．下列关于力臂的说法，正确的是（ ）
A.力臂是从力的作用点到支点的距离 B.力臂一定在杠杆上
C.力臂是从支点到力的作用线的距离 D.动力臂一定比阻力臂大
2．如图，杠杆处于平衡状态，若将两边砝码都增加为原来的3倍，则杠杆将：
（）
A.仍处平衡B.不平衡，左端下沉
C.不平衡，右端下沉D.不平衡，上下摆动
3.下列说法中正确的是：
（）
A.只有直的硬棒才能做杠杆B.托盘天平是等臂杠杆
C.动力臂是支点到动力作用点的距离D.动滑轮和定滑轮所起的作用是相同的
4.用汽水瓶扳手开启瓶盖时（如图甲所示），其受力示意图应为乙图中的哪一个？
（）
5．如图3所示，F1、F2、F3、G四个力中，力臂最小的一个力是：
（）
A．FlB．F2C．F3D．G
6.下列四种用具中，属于费力杠杆的是（）
A．镊子B．起子C．撬棒D．钳子
7．园艺师傅使用如右图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝
尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了（）
A．增大阻力臂，减小动力移动的距离B．减小动力臂，减小动力移动的距离
C．增大动力臂，省力D．减小阻力臂，省力
8．右图是电工常用的胶把钢丝钳，下列说法中错误的是（）
A．钢丝钳的剪口较薄，可以增大压强
B．钢丝钳的钳口较粗糙，可以增大摩擦
C．钢丝钳的胶把是绝缘材料，可以避免触电
D．钢丝钳是一个杠杆结构，可以省距离
9．如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆，使其静止在水平方向上，O为麦桔杆的中点．这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡，则（）
A．两蚂蚁的质量一定相等
B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等
C．两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等
D．两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等
10．自行车上有许多简单机械，以下说法错误的是（）
A．车把是一个省力杠杆
B．脚踏板是一个省力杠杆
C．前闸把手是一个省距离的杠杆
D．后闸把手是一个省力杠杆
专题练习------利用杠杆的平衡原理的计算题
直接用公式计算
1.如右图所示,是用道钉撬撬道钉的示意图.当道钉对道钉撬的阻力F2是4000N时,要把道钉撬起,求需要的动力F1是多少？
（不计道钉撬重）
2．如图2是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个 （填“省”或“费”）力杠杆；若箱和物品共重100N，动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力至少为 N。
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