第十一章 第5节 改变世界的机械（教学课件）-2023-2024学年下学期八年级物理下册（教科版）

第十一章 机械与功 11.5 改变世界的机械 八年级物理下册•教科版 11.5 改变世界的机械 课时计划 课时划分说明：本节共有两个主题：1.轮轴；2.斜面及斜面的机械效率。内容较少，故安排一个课时， 学习目标与学习重难点 学习目标： 1. 了解其他简单机械如轮轴和斜面的工作原理和使用方法。（难点） 2. 知道杠杆的机械效率和斜面的机械效率。（重点） 3. 知道螺旋也是一种斜面。 学习重难点： 1.重点：杠杆与斜面的机械效率。 2.难点：轮轴和斜面的工作原理。 11.5 改变世界的机械 利用杠杆能从井底把一桶水提上来吗？ 古代的辘轳 使杠杆连续转动 课堂引入 观察思考 1.定义：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成。 大的称为轮， 小的称为轴。 轴 轮 一、轮轴 物理观念 2.轮轴原理：为什么能省力？ (1) 轮轴实质： (2) 轮轴原理：F1R=F2r G F1 R r （不计绳重和摩擦） R>r, F1<F2 省力杠杆，但费距离。 可看做是一个可以连续转动的杠杆 轮轴是不是一定省力呢？ 物体挂轴上能省力，挂轮上就费力 轮 轴 O A B F2 G= 一、轮轴 科学思维 【例题1】使用轮半径与轴半径之比为5∶1的轮轴，若作用在轮上的动力是30N，则作用在轴上的阻力是_______N   150 【例题2】轮轴是变形的杠杆，使用它时（ ） A．不能改变力的方向，只能省一半的力 B．能改变力的方向，但不能省力 C．动力作用在轮上时，可以省力 D．动力作用在轴上时，可以省力 C 一、轮轴 典型例题 轮 轴 阻力 动力 3.轮轴可以实现哪些功能？ ①改变力的大小； ②改变物体的运动速度； ③实现直线运动和圆周运动的相互转化。 没有轮轴就没有汽车、火车 一、轮轴 生活物理 4.生活中有哪些常见的轮轴？ 一、轮轴 生活物理 9 4.生活中有哪些常见的轮轴？ 一、轮轴 生活物理 4.生活中有哪些常见的轮轴？ 一、轮轴 生活物理 11 讨论：变速自行车爬坡时如何挂档最省力？ 后轴齿轮与前轴齿轮应换大的还是小的？ 一、轮轴 生活物理 12 讨论：变速自行车爬坡时如何挂档最省力？ 后轴齿轮与前轴齿轮应换大的还是小的？ F阻 L阻 F动 L动 F动 L动 = F阻 L阻 后轴齿轮换大的，增大L动 一、轮轴 生活物理 爬坡时，或者爬坡过程中，若坡度的倾斜程度不变，其阻力不变 13 F阻 L阻 F动 L动 F动 L动 = F阻 L阻 前轴齿轮换小的，减小L阻 自行车换挡： 前小后大 省力但费距离 讨论：变速自行车爬坡时如何挂档最省力？ 后轴齿轮与前轴齿轮应换大的还是小的？ 一、轮轴 生活物理 爬坡时，或者爬坡过程中，若坡度的倾斜程度不变，其阻力不变 14 （a）徒手搬运 （b）利用斜面搬运 若斜面足够光滑，哪种方式更省力？为什么？ 1.定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。 二、斜面（若足够光滑） 物理观念 2.若斜面足够光滑，斜面为什么可以省力？ G G F h L W1=Gh W2=FL (1)根据功的原理，不计摩擦时：W1=W2 即：Gh=FL 若L=nh，则F = F = （光滑斜面，省力费距离） 若斜面粗糙，斜面不一定省力，会受物体质量、倾斜角度与粗糙程度等的影响 L>h F<G 二、斜面（若足够光滑） 科学思维 足够光滑的斜面，将玩具车升高20公分，说说谁费力谁省力？ 甲最费力，丙最省力。 所以斜面越缓和，越省力 若光滑斜面G h = F L 二、斜面（若足够光滑） 物理观念 G G F h L W1=Gh W2=FL (2) 考虑摩擦时： 有用功是Gh，额外功是 fL，总功是FL FL=Gh+fL 机械效率：η = 结论：高度一定，斜面越陡，越光滑 , 机械效率越高 。 3.如何提高斜面的机械效率？（初中了解即可） 二、斜面（若足够光滑） 科学思维 结论不妥、初中了解即可 18 【例题3】现在很多场馆都为残疾人（特别是乘坐轮椅的人）建立了如图所示的专用通道，为残疾人上下台阶提供方便。它实际上也就是我们所学过的简单机械 　斜面　⁠，使用它的好处是 　省力　⁠。使用上述简单机械 　不能　⁠（选填“能”“不能”）省功。  斜面 省力 不能 二、斜面（若足够光滑） 典型例题 4.斜面的应用 二、斜面 生活物理 为什么螺丝钉较容易被旋进木板中？ 为什么用螺旋千斤顶能轻松地把汽车抬起来？ 4.斜面的应用 三、螺旋——绕在圆柱上的斜面 生活物理 螺旋的特点： （1）省力费距离 （2）螺旋将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转化