第九章 简单机械（复习课件）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级下册

第九章 简单机械 章末复习 八年级下册鲁科版五四学制2024 （本课件包含PPT40张；图片：50张，动图视频12个；教学视频：4个） 新课导入 1.杠杆 课堂小结 2.滑轮 课堂练习 3.斜面 考点梳理 认识杠杆的五要素、分类、应用；能识别定滑轮和动滑轮，了解它们的特点；知道斜面的特点和应用。 能在解决实际问题时引用证据，得出结论；能对问题解决方法提出质疑。 能通过实验，探究杠杆的平衡条件；探究定滑轮和动滑轮特点；探究斜面的特点。 能初步认识物理与日常生活、工程技术和社会发展之间的关系，具有学习物理的兴趣，能为中华民族的科技成就感到自豪。 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 教学目标 新课导入 想一想 ● “四两拨千斤”真的可以实现吗？ ● 为什么升旗时向下拉绳子，旗却向上运动？ ● 为 什 么 上 山 的 公 路 通 常 修成“S”形？ ● 两个人一前一后抬着质地均匀的重物上楼梯，哪个人用力更大？ 本节我们来复习相关知识。 考点梳理 1.杠杆的概念： （1）概念：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。 （2）理解：“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况。杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础，前面学过的光线也是一种理想模型。 一 杠杆 2. 杠杆的五要素： （1）杠杆的五要素： 支点：杠杆可以绕其转动的点（O 点）。 动力：使杠杆转动的力（F1）。 阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）。 动力臂：从支点 O 到动力 F1 作用线的距离（l1）。 阻力臂：从支点 O 到阻力 F2 作用线的距离（l2）。 一 杠杆 考点梳理 l2 l1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 （2）作力臂的方法： ●找出支点的位置 ●从支点作动力、阻力作用线的垂线 ●确定动力、阻力作用线 ●标垂足，标定力臂字母 一 杠杆 考点梳理 3. 杠杆的平衡条件： 当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，此时杠杆处于平衡状态。 （1）实验器材： 杠杆、铁架台、钩码等。 （2）实验设计： 利用如图实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。 一 杠 杆 考点梳理 3. 杠杆的平衡条件： （3）实验步骤： ●调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时能在水平位置平衡。 ●在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时，杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。把支点左侧钩码对杠杆施加的力记为动力 F1，右侧钩码对杠杆施加的力记为阻力 F2，测出杠杆平衡时的动力臂 l1 和阻力臂 l2 阻力臂之间的关系。 一 杠杆 考点梳理 3. 杠杆的平衡条件： （3）实验步骤： ●调改变钩码的个数和位置，参照上面的做法再做几次实验。 ● 去掉一侧钩码，改用弹簧测力计，竖直向上拉动弹簧测力计，当杠杆在水平位置平衡时，记录力和力臂的数值。 ●将测得的数据填到自己设计的实验表格中。 一 杠杆 考点梳理 3. 杠杆的平衡条件： （4）实验表格： 一 杠杆 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/m F1.L1 阻力F2/N 阻力臂l2/m F2.L2 1 2 ３ 4 考点梳理 3. 杠杆的平衡条件： （5）实验结论： 杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 即：F1 l1 = F2 l2。 一 杠杆 考点梳理 4. 杠杆的分类： （1）等臂杠杆： 动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，不省力，也不省距离。 一 杠杆 考点梳理 4. 杠杆的分类： （2）省力杠杆： 动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力，费距离。 一 杠杆 考点梳理 4. 杠杆的分类： （3）费力杠杆： 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，费力，省距离。 一 杠杆 考点梳理 1. 定滑轮： （1）概念：工作时，轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮。 （2）实质：定滑轮相当于一个等臂杠杆。 （3）特点：使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。 二 滑轮 考点梳理 2. 动滑轮： （1）概念：工作时，滑轮的轴能随物体一起运动，这种滑轮叫做动滑轮。 （2）实质：动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 （3）特点：使用动滑轮可以省力，但费距离，而且不能改变力的方向。 二 滑轮 考点梳理 3. 滑轮组： （1）概念：定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置叫做滑轮组。 （2）特点：可以改变力的方向，也可以改变力的大小。 （3）省力情况：使用滑轮组提起重物时，若忽略滑轮重、绳重和摩擦，则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力，提起物体所用的力就是物体重力大小的几分之一。 二 滑轮 考点梳理 4. 轮轴： （1）概念：门把手、方向盘等属于另一类简单机械——轮轴。 （2）工作原理：所有的轮轴都可以看作杠杆，如图所示，由杠杆的平衡条件可知，F1R =F2r，因为轮半径 R 大于轴半径 r，所以作用在轮上的力 F1 总是小于作用在轴上的力 F2。因此，使用辘轳提水可以省力。 二 滑轮 考点梳理 1. 斜面的概念： （1）概念：指的是同水平面成一倾斜角度的平面。 （2）如何搭建斜面：将长木板的一端用木块垫起，就构成了一个简单的斜面。 三 斜面 考点梳理 2. 斜面的特点： 沿斜面向上匀速拉物体时，斜面越缓，越省力；与竖直向上拉物体相比，沿斜面可以用较小的力将物体提升到高处，但需要移动的距离较多。 特点：斜面省力，费距离。 三 斜面 考点梳理 3. 斜面的应用： （1）楔子： 指插在木器的榫子缝里的木片，可使接榫的地方不活动。其截面是一个三角形。楔子的前端越薄，侧面越长，就越省力。 三 斜面 考点梳理 3. 斜面的应用： （2）螺旋： 指螺旋可以看作一个绕在圆柱体上的斜面，螺旋状的斜面形成了螺纹。螺旋属于斜面一类的简单机械，因此省力费距离。 三 斜面 考点梳理 课堂练习 【例题1】下列以O为支点的人体杠杆，在转动过程中省力的是（　　） A．做俯卧撑 B．举哑铃 C．仰卧起坐 D．打羽毛球 【解析】A．做俯卧撑过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意； B．举哑铃过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B不符合题意； C．仰卧起坐过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意； D．打羽毛球过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 课堂练习 【例题2】如图，ABC和DEF是指甲刀的两个杠杆。下列说法正确的是（　　） A．ABC是省力杠杆，DEF是费力杠杆 B．ABC是费力杠杆，DEF是省力杠杆 C．ABC和DEF都是省力杠杆 D．ABC和DEF都是费力杠杆 【解析】如图所示，对于杠杆ABC，支点在C，在使用时，动力作用在A点，阻力作用在B点，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；对于杠杆DEF，支点在D，在使用时，动力作用在E点，阻力作用在F点，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故A正确、BCD错误。 故选A。 课堂练习 【例题3】小芳在探究“杠杆平衡条件”的实验中，利用已调水平平衡的杠杆进行实验，将质量均相等的钩码挂在杠杆上使之再次水平平衡，如图所示，已知杠杆上相邻刻度线之间的距离相等。现将右侧钩码向右移动一小格，要使杠杆继续在水平位置平衡，下列操作可行的是（   ） A．左侧增加一个钩码 B．左侧减少一个钩码 C．将左侧钩码向右移动一小格 D．将左侧钩码向左移动一小格 【解析】A．左侧增加一个钩码，左边力与力臂的乘积变为8GL，与右边相等，杠杆可以继续在水平位置平衡，故A符合题意； B．左侧减少一个钩码，左边力与力臂的乘积变为4GL，与右边不相等，故B不符合题意； C．将左侧钩码向右移动一小格，左边力与力臂的乘积变为3GL，与右边不相等，故C不符合题意； D．将左侧钩码向左移动一小格，左边力与力臂的乘积变为9GL，与右边不相等，故D不符合题意。 故选A。 课堂练习 【例题4】如图所示，利用轻质杠杆提升重物G，杠杆一端受到力F，仅改变力F的方向（始终竖直向上、始终垂直杠杆、始终水平向右），将杠杆从图示位置拉到接近水平位置的过程中，下列说法正确的是（   ） A．的大小一直变大B．图示位置中，三个力的大小关系是 C．的力臂一直变大 D．三个力都可以将杠杆提至恰好水平的位置 【解析A．将杠杆从图示位置拉到接近水平位置的过程中，阻力大小不变，阻力臂变大，F1的力臂变大，但动力臂和阻力臂的比值大小不变，根据杠杆平衡条件可知，F1的大小不变，而F3的力臂在逐渐变小，根据杠杆平衡条件可知，F3逐渐变大，故A错误； B．根据图示可知，阻力和阻力臂的大小相同，F2的力臂是最大的，F3的力臂是最小的，根据杠杆平衡条件可知，B正确； C．F1始终竖直向上，其力臂逐渐变大，F2始终垂直杠杆，其力臂大小不变，故C错误； D．杠杆提至恰好水平的位置时，F3的力臂为0，不存在这种情况，故D错误。 课堂练习 【例题5】在图中画出力F1的力臂和力 F2. 【解析】由图可知，O为支点，从支点O作F1作用线的垂线段，为F1的力臂l1，从l2的末端作垂直于l2的直线，与杠杆的交点B为F2的作用点，为使杠杆处于静止状态，F2的方向向右上方，如图所示 课堂练习 【例题6】按题目要求作图。如图1所示是个压核桃钳子，其简化示意图如图所示，请在图2中画出压核桃时的最小动力F1。 【解析】由杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图2中支点在O点，根据几何关系可知OB作为动力臂时动力臂最长，动力的方向应该向下，则过点B垂直于OB向下可作出最小动力F1的示意图，如下图所示 课堂练习 【例题7】同学们用如图所示装置，探究“杠杆的平衡条件”。 (1)杠杆在如图1的位置静止，为了使杠杆在水平位置平衡，应向 （选填“左”或“右”）调节螺母； (2)如图2所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，应在B点挂 个相同的钩码，使杠杆在水平位置平衡； (3)若在图2中B点改用弹簧测力计拉，弹簧测力计应该 （选填“正挂”或“倒挂”）在杠杆上，若操作反了，会导致测量值比真实值偏 （选填“大”或“小”）些；(4)保持A点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1−F1的关系图像，如图3所示。请根据图像推算，当F1为2N时，l1为 cm。。 【答案】(1)右(2)6(3) 倒挂 小(4)15 课堂练习 【例题8】杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具。如图所示的杆秤可视为杠杆，提纽处为支点O。若不计秤杆自重，当在挂钩处悬挂被称物体后秤杆处于水平平衡状态。已知，秤砣的重力为10N。 (1)求秤砣的质量。 (2)求被称物体的重力。 (3)若这杆秤所能测物体的最大重力为200N，求OB的长度。 【答案】(1)1kg(2)100N(3)40cm 课堂练习 【例题9】一辆汽车不小心陷进入泥潭中，按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮均可将汽车从泥潭中拉出。两种方法中，更省力的是方法 （选填“甲”或“乙”）；若按甲方式拉车，则图中的滑轮是 滑轮，其作用是 。 【解析】[1]甲是定滑轮，不省力可以改变力的方向，乙是动滑轮，可以省一半的力，更省力的是乙图。 [2][3]在甲方法中，滑轮是固定不动的，即滑轮与大树相连，这种滑轮我们称之为定滑轮。定滑轮的主要作用是改变力的方向，不省力也不费力。也就是说，使用定滑轮时，拉力的大小与物体受到的阻力相等，但拉力的方向可以与物体的运动方向不同。故其作用是改变力的方向。 课堂练习 【例题10】骑自行车是一种有氧运动。骑自行车上坡时往往要走S形路线，如图所示。原因是上坡时，不管路线如何，爬上坡顶，升高的高度 （选填“相同”或“不同”），但走的S形路线越长相当于斜面越长，斜面越长则越 （选填“省力”或“费力”）。 【解析】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 课堂练习 【例题11】如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 【解析】A．使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误； B．物体在10s内匀速上升4m，物体运动的速度为 故B错误； C．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2 物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，故拉力的大小为 故C错误； D．绳子自由端移动的距离为 故D正确。 课堂练习 【例题12】实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　） A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮B．小科使用该装置可以省功 C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力 D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小 【解析A．从使用的情况来看，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，因此两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组，故A错误； B．使用简单机械可以省力，也可以省距离，但不能省功，故B错误； C．由图可知小曙那端木棍有6段绳子相连，因此小曙受到的拉力为6F，小光那端木棍有7段绳子相连，因此小光受到的拉力为7F，故C错误； D．滑轮组有几段绳子，绳端的拉力就是作用在棍上拉力的几分之一，滑轮组上绳子的段数越多越省力，所以想让小科所用的拉力变小，可以将绳子在木棍上多绕几圈，故D正确。 课堂练习 【例题13】为了赶在雨季之前给住在山区的奶奶的房屋做一次维修，爸爸专门请了一个小型施工队。这个施工队利用3个相同的滑轮组成滑轮组将材料运送到高处，滑轮组的结构如下图所示。已知每个滑轮重50N，绳子能够承受的最大拉力是500N，忽略绳重和摩擦。用此滑轮组提升材料，下列说法错误的是（　　） A．滑轮a是定滑轮，可以改变力的方向，但不省力 B．滑轮b是动滑轮，使用时可以省力 C．工人每次将材料匀速提起，需要施加大小等于材料和动滑轮总重力的一半的力 D．工人以0.2m/s的速度拉绳子时，材料上升的速度为0.4m/s. 【解析】A．在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。滑轮a是定滑轮，可改变力的方向，但不省力，故A正确，不符合题意； B．轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。滑轮b是动滑轮，使用时省力，但费距离，故B正确，不符合题意； C．由于滑轮组中有一个动滑轮b，承担物重的绳子股数为2，在忽略绳重和摩擦时，每次将材料提起，需要施加材料和动滑轮总重的一半的力，故C正确，不符合题意； D．动滑轮b上有两股绳，工人以0.2m/s的速度拉绳子时，材料上升的速度应该是 故D错误，符合题意。 课堂练习 【例题14】如图，要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，要用最小的力气，画出绕绳方法。 【解析】使用滑轮组时，与动滑轮连接的绳子的股数越多越省力。由图得，用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，要用最小的力气，则绳子应从动滑轮的挂钩连起，绕绳时，绳子不交叉，每个滑轮绕一圈。如图所示。 课堂练习 【例题15】除了杠杆和滑轮，还有其他的简单机械，如轮轴和斜面。图中汽车的方向盘相当于 ，螺丝钉相当于 。（均填简单机械的名称）。 【解析】[1]轮轴是由大轮和小轮组成的能共同转动的机械，在转动汽车的方向盘外面的大轮时，里面的轴也随之转动，所以汽车的方向盘相当于轮轴。 [2]螺丝钉在旋转进入孔中时，螺纹上会受到孔对它的阻力作用，螺丝钉上螺纹就好像是高山上的盘旋公路一样，高山上的盘旋公路是斜面，那么螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面。 课堂练习 【例题16】小明学习物理知识后知道，斜面通常可以在需要抬高物体时帮我们省力，并且了解到斜面的倾斜程度可以影响到省力情况。小明想探究“斜面的倾斜程度对省力况的影响”，请帮小明设计实验探究这个猜想。 (1)除了如图所示的器材以外，还需要的实验器材有： ； (2)根据实验目的设计记录数据的表格如下，其中①②③应分别填写① 、② 、③ ； (3)出现什么的数据能证明斜面可以省力 。 【解析】（1）为了探究“斜面的倾斜程度对省力况的影响”，设计实验过程如下： ①用弹簧测力计竖直勾起图中的带钩木块，测量时应让木块保持静止状态，受到的重力和拉力是平衡力，依据二力平衡的条件得出带钩木块重力的大小G等于弹簧测力计的示数；将带钩木块的重力记录在表格中； ②带钩木块放在斜面上，应用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉带钩木块，记录弹簧测力计读数F1； ③通过移动垫着斜面长木板的垫块（向右移时倾角变小，向左移倾角变大），改变斜面倾角θ；重复步骤②，再次记录此时弹簧测力计的读数F2； ④重复步骤③一次，记录弹簧测力计的读数F3。 根据以上的设计思路，除了图上所示的器材以外，还需要的实验器材有：弹簧测力计和量角器，目的是为了测量带钩木块的重力以及拉力的大小；量角器是为了测量斜面倾角θ。 （2）[1][2][3]由实验过程可知，①②③应分别填写斜面倾角θ/°、带钩木块重力/N、拉力F/N。 （3）当③拉力F/N栏中数据F<G时，我们就可以证明斜面是省力的。   ① ② ③ 1       2       3     ENDING! Thank you for watching! 谢谢观看 $$