11.5 改变世界的机械+实验探究 （课件）2024-2025学年度教科版物理八年级下册

第11章 机械与功 课时分层提优 第5节 改变世界的机械 1 一层 基础 二层 综合 三层 科学探究 2 建议用时：20分钟 知识点一 轮轴 1.育才中学某科技小组在科技小发明活动中对螺丝刀进行了如图所示的改进，改进 后的螺丝刀在使用中( ) A A.可以更省力 B.可以更省距离 C.可以省功 D.以上所有好处都能达到 3 2.小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多实际应用， 如指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示的钥匙插入锁孔转动 开锁时，钥匙就相当于一个______（选填“滑轮”或“轮轴”）， 属于______（选填“省力”或“费力”）机械。 轮轴 省力 4 知识点二 斜面 3.骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿“ ”形路线骑行，他这样做是为了 ( ) B A.缩短上坡过程中所走的路程 B.减小上坡过程中所施加的力 C.减少上坡过程中所做的功 D.缩短上坡过程中所用的时间 5 4.小明通过光滑的斜面用推力沿斜面匀速将重为 的重物推至斜面顶端的过程 中，推力______（选填“大于”“小于”或“等于”） ，利用斜面做功可以省____ （选填“力”或“距离”）。请举一例斜面在生活中的应用：_________________。 小于 力 无障碍通道路 6 5.人类用智慧创造了机械，机械改变着我们的生活。下列关于机械的说法正确的是 ( ) D A.汽车方向盘是常见的轮轴，既不省力也不费力 B.要多使用省力的机械，不使用费力的机械 C.杠杆使用不方便，滑轮使用方便 D.盘山公路是特殊的斜面，是省力机械 7 6.盘山公路相当于螺旋，能够使汽车以较小的牵引力驶上山顶。若一条从山脚到 山顶的盘山公路长，山高，一辆 的小型货车从山脚开上山顶，牵引力 保持不变，行驶过程中牵引力所做的功为________ ，盘山公路的机械 效率为______，汽车行驶过程中受到的阻力为____________。取 8 7.古代科技 明代宋应星在《天工开物》中记载的 农业生产汲水装置—辘轳 ,沿用 至今 。如图甲是一种辘轳 , 由具有共同转动轴的大轮和小 轮组成 。提水时 ,用力 使大轮转动 ,小轮随之 转动并缠绕井绳 ,提起水桶。 （1）如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆 ,为方 便提水 , 它是按照 ( 选填 “ 省力 ” 或 “ 费力 ” ) 杠杆来设计的 。用辘轳提水的某时 刻示意图如图乙所示 ,它 的支点是 ( 选 填 “A” “ B”或 “ C” )点。 省力 B 9 （2）设大轮与小轮的半径比为 3 : 1 ,水桶受到 的总重力为 90 N。使周长为 3 m 的 大轮转动 一 圈 , 水 桶 匀 速 上 升 , 井 绳 对 水 桶做 功 J;若要使辘轳静止在图 乙所示位置 ,作 用在 C点最小的力应为 N。(不计井绳 的粗细和自重)点。 90 30 （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同 样的原理 , 为了更省力 , 开关应选 用 (选填 “ ① ” 或 “ ② ” ) 。 ① 10 第11章 机械与功 实验探究 11 实验一 探究杠杆的平衡条件 1.在“探究杠杆平衡条件的实验”中： （1）如图甲所示，实验前，杠杆左端 下沉，则应将左端的平衡螺母向____ （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 水平位置平衡，目的是_____________ _______。 右 便于测量力臂 的大小 12 （2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在 点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平 衡，应在点挂___个相同的钩码；当杠杆在水平位置平衡后，将、 两点下方所 挂的钩码同时朝远离支点 的方向移动一小格，则杠杆______（选填“能”或“不能”） 在水平位置保持平衡。 6 不能 （3）如图丙所示，若不在点挂钩码，改用弹簧测力计在 点向下拉杠杆，使杠杆 仍在水平位置平衡，当测力计从位置转动到 位置时，其示数大小将______。 （4）如下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：表中空格处所缺的 数据是___，☆ ____。 变大 实验次数 1 2 5 10 2 3 10 2 15 3 2 30 3 ☆ 1 20 （5）如图丁所示，已知每个钩码重，杠杆上每小格长度为 ，当弹簧测力 计在点斜向上拉（与水平方向成 角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，拉力 的力臂大小为______，弹簧测力计示数的大小为_____。 14 （6）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了___。 B A.减小摩擦 B.获取多组实验数据，归纳出普遍遵循的物理规律 C.多次测量取平均值减小误差 D.使每组数据更准确 15 【补充设问】 （7）实验中小明发现：如果在杠杆的 点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个 力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？________，理由：____________________ ________________。 不影响 这个作用在杠杆点 的力的力臂等于零 （8）实验结束后，小明提出了新的探究问 题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平 衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用 如图戊所示装置进行探究，发现在杠杆左端 杠杆自重对杠杆平衡有影响 的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小 都与杠杆平衡条件不相符。其原因是___________________________。 16 （9）小明用图乙的装置通过多次实验操作及数据分析得出杠杆平衡的条件是“动力 ×动力作用点到支点的距离 阻力×阻力作用点到支点的距离”，你认为他的结论 ________（选填“可靠”或“不可靠”），原因是________________________________ ____________________。 不可靠 杠杆处于水平位置进行实验比较特 殊，不能得到普遍结论 （10）课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边 恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图己所示， 则力臂 _____。若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的____端将下沉。 2 右 17 实验二 测量滑轮组的机械效率 2.小红在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数 据如表所示，实验装置如图所示。 18 实验次 序 钩码重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 2 4 0.1 1.8 0.3 3 8 0.1 3.1 0.3 4 8 0.1 2.5 ① ② （1）实验中要沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使物体升高。小红同学发现实 验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法 ________（选填“正确”或“不正确”）。 匀速 不正确 （2）表格中，①、②两处的数据应该是_____和______。 （3）通过比较______（填实验次序）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提 升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 1、2 19 （4）有的同学认为，要测量绕法确定的滑轮组的机械效率，钩码上升的高度和绳 端移动的距离____________（选填“可以不测量”或“一定要测量”）。 （5）结合生产生活实际，在提升重物时，下列选项中可以提高机械效率的是___。 可以不测量 C A.增加物体提升的高度 B.加快提升物体的速度 C.减小动滑轮的重力 D.减小物体的重力 20 【补充设问】 （6）小红进一步思考后认为可以把上述四次的机械效率计算出来并取平均值，她 认为这个平均值是测量出的准确的机械效率。你认为小红的做法是否正确？说明理 由：______________________________________________________。 不正确；滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义 （7）某同学认为：滑轮组处于静止状态和匀速运动状态都属于平衡状态，所以同 一个滑轮组在两种状态时测量的机械效率应该相同。对此你的观点是什么？并说明 理由：__________________________________________________________________ ____________________________________________。 这种说法是错误的；当弹簧测力计静止读数时，不存在摩擦力对拉力的影 响，所以所测拉力偏小，额外功少，机械效率偏高 21 （8）小红改变物体的重力，则滑轮组的机械效率 与物体重力 的关系可能符合 图中的___。（选填字母序号） B A. B. C. D. 22 （9）小红又用如图戊所示装置探究了“斜面的机械效率”，实验记录如下表： 戊 实验 次数 物体种 类 物重 斜面高 沿斜面的拉 力 斜面长 机械效率 1 木块 4 15 0.90 100 66.7 2 小车 4 15 0.66 100 23 ①沿斜面拉动物体时，应使其做__________运动；第2次实验的机械效率为______%。 ②第1次实验中，木块所受摩擦力为_____ 。 ③由实验可得初步结论：______________________________________________。 匀速直线 斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越高 24 $$