第十一章简单机械（复习课件）物理新教材沪科版八年级全一册

第十一章 简 单 机 械 八年级全一册•沪科版 单元课件 能说出人类使用的一些机械，知道机 械 效 率 以 及 提 高 机 械 效 率 的 意 义 和途径；能用简单机械解决生活中的有关问题。能从生活实例中抽象出杠杆模型及滑 轮 模 型；能 对 机 械 问 题 进 行 推 理；能从信息中寻找证据；敢于表达自己的观点。能完成“探究杠杆的平衡条件”的实验；有控制变量的意识，能收集实验数据，得出实验结论。知道人类对机械的利用是不断发展的；能了解机械的使用对社会发展的推动作用，能欣赏我国古代关于简单机械应用的成就。 第1节 探究：杠杆的平衡条件 01 第2节滑轮及其应用 02 第3节 机械效率 03 单元内容 1能完成“探究杠杆的平衡条件”的实验； 2.知道杠杆是一种模型，并能分析生产生活中不同类别的杠杆； 3.能通过实例了解定滑轮、动滑轮的特点； 4.知道滑轮在生产生活中的应用； 5.知道机械效率，能认识有用功和总功； 6.知道机械效率总是小于100%，能认识提高机械效率的意义和途径。 学习目标 单元重点 1. 知道杠杆是一种模型；能分析生产生活中不同类别的杠杆。 2. 认识什么是定滑轮和动滑轮。 3. 知道定滑轮和动滑轮的特点。 4.知道有用功、额外功、总功的概念 单元难点 1. 能猜想杠杆平衡条件，并能通过实验来验证猜想； 2.知道滑轮组中拉力与被提物体重力间的关系； 3. 会测定某种简单机械的机械效率； 4.了解如何提高机械效率。 重点难点 知识图谱 第1节 探究：杠杆的平衡条件 考点串讲 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。 定义 杠杆的五要素 支点 A O B 动力（F1） 阻力（F2） 动力臂（l1） 阻力臂（l2） 支点：杠杆绕着转动的固定点（ O ） 动力：使杠杆转动的力（F1） 阻力：阻碍杠杆转动的力（F2） 动力臂: 从支点到动力作用线的距离（l1） 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（l2） l2 l1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 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，定力臂 试一试：画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 l1 l2 F1 F2 l1 O l2 O F1 F2 l1 O l2 探究：杠杆的平衡条件 1.杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动。 调节平衡螺母，使杠杆在水平平衡的目的： ①便于测量力臂 ②消除杠杆自重对实验的影响 F1 F2 l1 l2 O 带有刻度的杠杆 平衡螺母 次数 动力F1 （钩码）/个 阻力F2 （钩码）/个 动力臂l1/格 阻力臂l2/格 1 2 3 4 3 4 4 3 6 4 2 3 4 2 2 4 2 2 2 2 【实验数据记录】 杠杆的平衡条件： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1＝F2l2 【实验结论】 如今，我们在生产生活中仍大量使用杠杆。 钓鱼竿 用钉锤撬钉子 跷跷板 对图中的这些杠杆的五要素进行分析，你发现了什么？ O F1 F2 l2 l1 O F2 F1 l1 l2 你能否根据杠杆的平衡条件，比较简便地判断出一个杠杆是省力还是费力? F1 l1 F2 l2 O 点击画面播放 若 l1 ＞ l2 ，则F1 ＜ F2 省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆 判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。 若 l1 ＝ l2 ，则F1 ＝ F2 若 l1 ＜ l2 ，则F1 ＞ F2 生活中的三类杠杆 省力杠杆 O F1 F2 l2 l1 特点：省力但费距离 应用：杆秤、羊角锤撬钉子等 l1 l2 ＞ 因为动力臂＞阻力臂 F2 F1 ＜ 所以动力＜阻力 由F1 l1=F2 l2可知 省力杠杆 羊角锤 独轮车 瓶盖起子 切割机 钳子 O F2 F1 l1 l2 费力杠杆 特点：费力但省距离 应用：镊子、钓鱼竿等 l1 l2 ＜ 因为动力臂＜阻力臂 F2 F1 ＞ 所以动力＞阻力 由F1 l1=F2 l2可知 扫把 费力杠杆 镊子 钓鱼竿 船桨 等臂杠杆 O F1 F2 l2 l1 特点：既不省力又不省距离 应用：托盘天平等 l1 l2 ＝ 因为动力臂＝阻力臂 F2 F1 ＝ 所以动力＝阻力 由F1 l1=F2 l2可知 等臂杠杆 特点：平衡时动力臂______阻力臂，动力______阻力。 等于 等于 既不省力，也不省距离 （l 1＝l 2，F1＝F2） 第2节 滑轮及其应用 考点串讲 这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧。 滑轮：周边有槽，能绕轴转动的小轮。 凹槽 轴 小轮 一、滑轮 轴 轮 探究新知 二、滑轮的分类： 下面两个滑轮在提升重物时有什么不同呢？  滑轮的轴固定不动，滑轮不随物体一起移动 定滑轮 动滑轮 两类滑轮: 动滑轮：滑轮的轴随物体一起动。 定滑轮：滑轮的轴固定不动。 使用时轴固定不动的滑轮 使用时轴和重物一起移动的滑轮 三、定滑轮及其特点 ①拉力与重力的大小关系：F=G，即使用定滑轮不省力。 ②定滑轮可以改变拉力的方向。 ③拉力（绳末端）移动距离与钩码上升的高度相等：s绳=h物。 钩码重 G/N 钩码移动 方向 钩码移动 距离h/m 拉力 F/N 拉力 方向 拉力移动 距离s/m 1.5 竖直向上 0.3 1.5 竖直向下 0.3 1.5 竖直向上 0.3 1.5 斜向下 0.3 1.0 竖直向上 0.4 1.0 竖直向下 0.4 分析论证 三、定滑轮及其特点 定滑轮的实质 F1=2N h物 S绳 S绳＝h物 F2=2N 1.定滑轮既不省力也不省距离 2.可以改变用力的方向 F G物 0 L1＝L2 L1 L2 F＝G物 定滑轮实质上是个等臂杠杆 三、定滑轮及其特点 F2 G l2 l1 l1 l1 本质分析 三、定滑轮及其特点 四、动滑轮及其特点 S＝nh S: 绳子自由端移动的距离。 h：物体上升的高度（距离）。 V绳＝nV物 F ＝ G n （不计动滑轮、绳子重力及摩擦） F ＝ G+G动 n （不计绳子重力及摩擦） n: 承担物重绳子段数。 四、动滑轮及其特点 定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 动滑轮可以省力， 但不能改变力的方向。 能否有这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？ 五、滑轮组 滑轮组 由定滑轮和动滑轮组成。 F F G G 3段绳子承担 2段绳子承担 5段绳子承担 4段绳子承担 绳子的开始端挂在定滑轮上，物重由偶数段绳子承担。 绳子的开始端挂在动滑轮上，物重由奇数段绳子承担。 滑轮组的连接规律 第3节 机械效率 考点串讲 克服克服摩擦力所做的功 提升动滑轮所做的功。 提升绳子所做的功 实验证明，使用机械做功时，尽管它会给我们带来如省力、方便等有利因素，但是，由于机械本身的自重，以及摩擦等因素的影响，需要额外做一些功。 使用任何机械都不省功 1.使用动滑轮是否省功 有用功、额外功、总功 钩码所受的重力G/N 钩码上升的高度h/m 未用动滑轮时拉力做的功W直/J 使用动滑轮时弹簧测力计的F/N 动滑轮绳子端移动的距离s/m 使用动滑轮时拉力做的功W滑轮/J 2 0.1 0.2 1.2 0.2 0.24 实验结论： 使用动滑轮会省力，但由于滑轮的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外多做一些功，即使用动滑轮不省功。 1.有用功：使用机械时，对物体所做的有用的功。 2.额外功：使用机械时，人们额外需要做的功。 3.总功：有用功与额外功的总和。 W 总 =W 有 +W 额 F是动力，是总功。 目的是提升重物，是有用功。 要克服滑轮重力和摩擦做功，这个功不是目的而又不得不做，是额外功。 G F F 利用滑轮将物体提上去 W有=G 物h 物 W额=G动h动+G绳h绳+Wf W总=FS自 W有=G物h物 W额=G绳h绳+Wf W总=FS自 机械 功 目的 提沙 沿水平方向拖动物体 提物块 W有用 G沙h f s物 G物h W总 F拉s绳 F拉s绳 F拉L W额外 W额外=F拉s绳-G沙h W额外=F拉s绳-f s物 W额外=f L 或W额外=F拉L-G物h h L s F拉 F拉 F拉 G 新课讲解 三种方式做功的内容 1 对沙子做功 对水桶做功 克服人自身重力做功 2 对沙子做功 对水桶做功 对滑轮做功 3 对沙子做功 对口袋做功 对滑轮做功 W总=W有用+W额外 额外功 在为了达到目的，人们不需要但又不得不做的功，叫作额外功。 有用功 我们要做的，有价值的功，叫做有用功。 实现目的而做的功 克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功 有用功加额外功是总共做的功，叫总功。 即：W总=W有用+W额外 总 功 动力对机械所做的功 认识机械效率 在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 1．定义：有用功和总功之比。 2．公式： 3．用百分数表示。 二、机械效率的大小 常见机械的效率 滑轮组 50%~70% 起重机 40%~50% 抽水机 60%~80% 离心式水泵 60%~80% 1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？ 没有，因为机械有自重、有摩擦，额外功总大于0，因此有用功总是小于总功。 2.怎样才能提高机械的效率？ F 实验原理 实验器材 注意事项 弹簧测力计、刻度尺、 铁架台、滑轮、细线、钩码。 竖直向上，缓慢拉动测力计。 实验探究：测量滑轮组的机械效率 W有用 W总 η＝ 三种简单机械做功效率的计算： 杠杆 滑轮组 斜面 竖直 水平 图例 机械 效率 ②不计绳重,摩擦时: 说明∶其中G为被提升物体受到的重力，h为物体升高的高度， F为拉力，s为拉力移动的距离，G动为动滑轮的重力，f为摩擦力，s物为物体移动的距离，n为动滑轮上绳子的段数 null 15647.264 $