11.5 改变世界的机械 课件 ---2023-2024学年初中物理教科版八年级下册

5.改变世界的机械 情境思考 你见过这些机械吗?它们分别叫什么名字? 学习目标 1.知道轮轴和斜面等简单机械的原理。 2.了解机械使用的历史发展过程。 3.了解各种机械在帮助人类改变世界方面所起的巨大作用。 一、轮轴 1.定义:由两个半径不等的圆柱固定在　 　上组成,大的称为 　 　,小的称为　 　。  2.实质:轮轴实质是　 　的变形,是一种可以　 　转动的杠杆。 3.功能:改变　 　大小,改变物体的　 　。将　 　和 　 　互相联系起来,实现了二者的相互转化。  二、斜面 1.定义:一个与水平面成一定夹角的　 　。  同一轴线 轮 轴 杠杆 连续 用力 运动速度 直线运动 圆周运动 倾斜平面 2.特点:是一种　 　的机械。不计摩擦,　 　是　 　的几 倍,拉力或推力就是物体所受重力的　 　。可表示为　 　。 3.螺旋:是　 　的斜面,它可以将　 　与沿　 　的运动进行相互转化。  4.螺旋的应用:饮料瓶瓶盖、木螺丝、螺杆、螺母、螺旋式汽车千斤顶等都是应用螺旋的装置。 [注意] 使用任何机械都不省功,省力费距离,费力省距离。 省力 斜面长 斜面高 几分之一 绕在圆柱上 旋转运动 轴向 探究点一:轮轴 判一判:判断下列正误。 (1)使用轮轴可以省功。(　 　) (2)轮轴的实质是一个可以连续转动的杠杆。(　 　) (3)使用轮轴一定可以省力。(　 　) (4)汽车方向盘是轮轴。(　 　) × √ × √ [典例1]如图所示,绞盘r=10 cm,R=50 cm,匀速牵引重5×103 N的物体,地面对物体的摩擦力为2×103 N,则作用在摇柄上的力的大小为 　 　N。如果绞盘转动25圈,物体被拉过　 　m。  400 15.7 (1)轮轴的主要功能 ①改变用力的大小;②改变物体的运动速度。 [变式1] 如图所示,将一底纹间隔相同且质量分布均匀的圆盘O挂在铁架台上,忽略轴心摩擦,在P点处挂上3个质量相等的钩码。(A、B、C为竖直方向上的三个点)为了使圆盘能够重新平衡,下列方法不可行的是 ( ) A.在A处挂3个钩码 B.在B处挂3个钩码 C.在C处挂2个钩码 D.在D处挂1个钩码 C 探究点二:斜面 判一判:判断下列说法的正误。 (1)使用斜面可以省力。(　 　) (2)使用斜面可以省功。(　 　) √ × [典例2] 如图所示,工人用沿斜面向上、大小为 500 N 的推力,将重800 N的货物从A点匀速推至B点,再用100 N的水平推力使其沿水平台匀速运动 5 s,到达C点,已知AB长3 m,BC长为1.2 m,距地面1.5 m。则: (1)利用斜面搬运货物主要是为了　 　。  (2)货物在水平台上运动的速度是多少? 省力 答案:(2)0.24 m/s　 (3)水平推力做功的功率为多少? (4)斜面的机械效率是多少? 答案:(3)24 W　(4)80% 斜面的拉力及效率 [变式2] 如图所示,斜面长5 m,高 3 m。小强用绳子沿斜面将质量为 20 kg的木块由斜面底端匀速拉到顶端,拉力大小为150 N,绳重不计。则木块与斜面间的摩擦力为　 　N。(g取10 N/kg)  30 F= (2)有关轮轴的计算:由于任何时候轮与轴转过角度相同,故有=,根据杠杆平衡原理FR=Gr,η=×100%=×100%。(不考虑摩擦及绳重) 解析:(2)货物在水平台上运动的速度 v===0.24 m/s。 解析:(3)水平推力做功的功率 P===Fv=100 N×0.24 m/s=24 W。 (4)有用功W有用=Gh=800 N×1.5 m=1 200 J, 总功W总=F′s′=500 N×3 m=1 500 J, 斜面的机械效率η=×100%=×100%=80%。 (1)由功的原理FL=Gh,得F=G,即在不考虑重物和斜面的摩擦时,斜面长是高的几倍,拉力F就是物重的几分之一。 (2)斜面的机械效率η=×100%=×100%。 $$