3.4简单机械课件---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

第3章 能量的转化与守恒 第4节 简单机械 1 学习目标 1.能明确杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，举例说明生活中的杠杆和人体中的杠杆。 2.会绘制杠杆的动力臂和阻力臂。 3.理解杠杆平衡原理，并能应用杠杆的平衡条件解决简单的问题，会识别省力杠杆和费力杠杆。 4.了解定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点和实质，知道杠杆使用过程中能量的转化。 5.理解机械效率，识别有用功、额外功和总功，区别机械功率和机械效率，能测量并计算简单机械的机械效率。 2 知识点1 杠杆 重点 1.教材第87页活动：认识杠杆 实例 共同特征 （1）均是硬棒（形状可直可弯，可方可圆，但质地要坚硬）； （2）工作时都受到两个作用效果相反的力（一个能使它转动，一个阻碍它转动）； （3）工作过程中都绕着一个固定点转动 杠杆的含义：如果一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。（杠杆的形状各异，可以是直的，也可以是弯的，但一定是硬的。） 3 归纳总结 一根棒成为杠杆的条件 1.要有力的作用。例如，撬棒在没有使用的时候只是一根硬棒，而不是一个杠杆。 2.能绕着固定点转动。杠杆在力的作用下,是绕固定点转动的,不是整体向某个方向运动（如平动）的。 3.是硬的,受力时不易发生形变。 4 2.杠杆的五个要素 五要素 物理含义及表示 图示 支点 杠杆绕着转动的点,用“ <m></m> ”表示 动力 使杠杆转动的力,用“ <m></m> ”表示 阻力 阻碍杠杆转动的力,用“ <m></m> ”表示 动力臂 从支点到动力作用线的距离,用“ <m></m> ”表示 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离,用“ <m></m> ”表示 5 3.对杠杆五个要素的理解 6 典例1 关于杠杆的五个要素,下列说法中正确的是( ) D A.力臂一定在杠杆上 B.作用在杠杆上的动力、阻力的方向一定相反 C.力臂是支点到力的作用点的距离 D.力的作用线通过支点时其力臂为零 [解析] A、 <m></m> 力臂是支点到力的作用线的距离,不一定在杠杆上； <m></m> 作用在杠杆上的动力和阻力的方向不一定相反，也可能相同。 7 4.杠杆作图 （1）力臂常见的三种表示方法,如图所示。 （2）力臂的画法 步骤 画法 图示 第一步：确定支点 <m></m> 先假设杠杆转动,则杠杆上相对静止的点即为支点 8 步骤 画法 图示 第二步：确定动力和阻力的作用线 从动力作用点、阻力作用点沿力的方向分别画直线或反向延长线,即动力、阻力的作用线 第三步：画出动力臂和阻力臂，并标注 从支点向力的作用线作垂线段,在垂线段旁标注力臂的名称 9 （3）画杠杆的力臂时需要注意的事项 ①力臂是支点到力的作用线的距离,是支点到力的作用线的垂线段的长度,不能把力的作用点到支点的距离作为力臂,不要出现如图所示的错误。 ②如图所示，当表示力的线段比较短时,过支点无法直接作出垂线段,可将力的作用线延长,然后过支点作延长线的垂线段，即为力臂。注意延长部分要用虚线表示,相当于数学作图中的辅助线。 10 （4）已知力臂画力 步骤 画法 图示 第一步:确定力的作用线 根据动力作用线必然经过动力臂的末端点（支点 <m></m> 是动力臂的起始端点）并且与动力臂垂直,画一条经过动力臂末端点且垂直于动力臂的直线,这就是动力作用线 第二步：确定力的作用点 动力必然作用在杠杆上,所以动力作用线与杠杆的交点就是动力作用点 第三步：画出力的方向，并标注 动力与阻力使杠杆转动的方向相反,而该杠杆的阻力 <m></m> 使杠杆逆时针转动,则动力 <m></m> 应使杠杆顺时针转动,即 <m></m> 的方向向下 11 （5）常见杠杆及其五个要素 实例 图示 示意图 钓鱼竿 羊角锤 12 实例 图示 示意图 起道钉 压水井 13 5.人体中的杠杆 意义 在人体中有不少骨骼也构成了杠杆，骨骼在肌肉拉力的作用下围绕关节转动，正是这些杠杆系统给予了人类完成各种动作的能力 人体杠杆系统的组成部分 ①骨——一根硬棒； ②肌肉收缩——动力的来源； ③两根骨之间可以活动的关节——支点； ④移动肢体或物体——阻力来源 人体的杠杆实例 14 典例2 如图所示,轻质杠杆在力 <m></m> 、 <m></m> 的作用下处于平衡状态。 <m></m> 点为支点, <m></m> 为 <m></m> 的力臂,请在图中画出 <m></m> 的力臂 <m></m> 和力 <m></m> 。 [解析] 反向延长 <m></m> 的作用线,从 <m></m> 点向延长线作垂线段,该垂线段即 <m></m> 的力臂 <m></m> ；过力臂 <m></m> 的末端点作垂直于 <m></m