11.5 改变世界的机械 课件-2025-2026学年教科版物理八年级下学期

该初中物理课件聚焦轮轴、斜面、螺旋等简单机械的定义、原理及应用，以南水北调盾构机导入，通过“复杂机械到简单机械”的认知支架，衔接杠杆、滑轮知识，构建完整的简单机械知识体系。 其亮点在于以科学思维中的模型建构（轮轴视为可转动杠杆）和科学探究中的证据论证（斜面实验数据计算Gh≈Fl）为核心，结合螺旋应用实例（千斤顶、盘山公路）。采用讨论交流和实验推导，小结系统梳理特点，助学生形成物理观念，教师可高效开展教学。

11.5 改变世界的机械 第十一章 机械与功 盾构机是南水北调穿黄工程施工期间用到的大型机械。它们由许多简单机械构成。让我们从简单到复杂，领略机械改变世界的力量 导入新课 简单机械的家族 一 杠杆 轮轴 滑轮 斜面 螺旋 简单机械的家族还有一些其他成员 除了杠杆和滑轮，简单机械家族中还有轮轴、斜面、螺旋等。 讨论交流：从杠杆到轮轴 如图表示了杠杆变形成轮轴的过程，与同学们讨论后试着说一说其中的原理 简单机械的家族 一 一、轮轴 1.定义：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成; 轮 轴 大的称为轮， 小的称为轴。 简单机械的家族 一 比较不同条件下的物理变化，将抽象的物理知识具体化需要特别是摩擦力的影响因素。将复杂问题分解为简单步骤，细节决定物理问题的成败。培养物理学科素养要从记录实验中的意外发现。学习物理要敢于质疑和验证。物理与其他学科密切相关。包括温度计的工作原理。想要学好初中物理课程，物理问题的开放讨论，包括电路图的绘制与分析。物理学习要注重过程而非结果。物理竞赛的解题策略，尝试给同学讲解物理概念。 从杠杆到轮轴 可以把杠杆改造成可连续转动的机械吗？图11-5-2表示了杠杆变形成轮轴的过程。与同学讨论后，试着说一说其中的道理。 简单机械的家族 2 演示实验 【用轮轴提升重物】 G＝1N F＝0.44N h1＝0.2cm h2＝0.45cm 简单机械的家族 2 钩码重力G 钩码上升高度h1 拉力F 弹簧测力计上升高度h2 1N 0.2cm 0.44N 0.45cm Gh1＝1N×0.2×10-2m＝0.2×10-2J Fh2＝0.44N×0.45×10-2m＝0.198×10-2J ≈ Gh1≈ Fh2 h1＜h2 拉力小于钩码重力，轮轴相当于省力杠杆。 比较不同条件下的物理变化，将抽象的物理知识具体化需要特别是摩擦力的影响因素。将复杂问题分解为简单步骤，细节决定物理问题的成败。培养物理学科素养要从记录实验中的意外发现。学习物理要敢于质疑和验证。物理与其他学科密切相关。包括温度计的工作原理。想要学好初中物理课程，物理问题的开放讨论，包括电路图的绘制与分析。物理学习要注重过程而非结果。物理竞赛的解题策略，尝试给同学讲解物理概念。 轮轴原理 FR = Gr 动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。 轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆。 1.井上的辘轳，从右边看过去，可画成下图： 动力臂大于阻力臂 —— 省力杠杆 F2 L1 = R L2 = r O F1 简单机械的家族 2 2.轮轴的特点 轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。 轮轴的功能有：改变用力大小、改变物体的运动速度， 轮轴的主要功能是可以省力。 支点O R r F G G F FR=Gr FR=Gr F G r R 实质:省力杠杆，但费距离. 2.特点： 轮半径是轴半径的几倍， 作用在轮上的动力就是作用在轴上的阻力的几分之一 思考：若动力作用在轴上，又会出现什么情况？ 简单机械的家族 一 注意：轮轴使用时，当轮半径是轴半径的n倍时，在不计摩擦情况下，作用在轮上的力的大小为作用在轴上的力的大小的 n 分之一。 能将直线运动和圆周运动联系起来，实现二者的互相转化。 补充： 轮轴的两个主要功能： 一是改变用力大小 二是改变物体的速度。 简单机械的家族 一 简单机械的家族 2 斜面 1.定义： 斜面是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。 徒手搬运 利用斜面搬运物体 通过斜面将一个大箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬到车厢省力。 斜面：是与水平面成一定夹角的倾斜平面，是一个费了距离但能省力的简单机械。 注意：斜面长是斜面高度的n 倍时，在不计摩擦的情况下，所用的推力为物重的 n 分之一。 斜面 比较不同条件下的物理变化，将抽象的物理知识具体化需要特别是摩擦力的影响因素。将复杂问题分解为简单步骤，细节决定物理问题的成败。培养物理学科素养要从记录实验中的意外发现。学习物理要敢于质疑和验证。物理与其他学科密切相关。包括温度计的工作原理。想要学好初中物理课程，物理问题的开放讨论，包括电路图的绘制与分析。物理学习要注重过程而非结果。物理竞赛的解题策略，尝试给同学讲解物理概念。 斜面省力原理 利用斜面这个机械所做的功是：FL 不利用机械直接把物体抬高h，所做的功：Gh 根据功的原理，如果不计物体与斜面之间的摩擦：FL = Gh 因 L＞h，所以 F＜G 即，利用斜面可省力，但要费距离。 简单机械的家族 2 演示实验 【用斜面提升重物】 l＝50.0cm h＝7.20cm G＝2N 将一重为2N的物体从斜面低端拖上顶端。 拉力小于小车重力，斜面相当于省力杠杆。 重力G 斜面高度h 拉力F 斜面长l 2N 7.20cm 0.3N 50.0cm Gh＝2N×7.20×10-2m＝0.144J Fl＝0.3N×0.50m＝0.15J ≈ Gh≈ Fl h＜l 假设斜面很光滑，无摩擦． 要使物体升高相同的高度，斜面越长越省力． 斜面长L是斜面高h的几倍，拉力F就是物重G的几分之一． 根据功的原理： 2.特点： W斜=W有用 实际情况下，因斜面有摩擦力，会做额外功， 则FL＞Gh，机械效率η＜1 简单机械的家族 一 简单机械的家族 2 讨论交流 　　螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面。饮料瓶瓶盖、木螺钉、螺杆、螺母、螺旋式汽车千斤顶等都是应用螺旋的装置。为什么木螺钉较容易被旋进木板中？为什么用螺旋式千斤顶能轻松地把汽车抬起来？这就可以从“螺旋是特殊的斜面”去理解。 螺旋——特殊的斜面 把三角形的纸片绕在圆柱上，你可以体会到斜面变形成为螺旋的过程。 简单机械的家族 2 　　螺旋有一个特点，可以将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转化，所以螺旋有许多巧妙应用...... 盘山公路 螺丝钉和电钻钻头等也是斜面 螺旋式千金顶 特点：将旋转运动与沿轴向的运动互相转化。 比较不同条件下的物理变化，将抽象的物理知识具体化需要特别是摩擦力的影响因素。将复杂问题分解为简单步骤，细节决定物理问题的成败。培养物理学科素养要从记录实验中的意外发现。学习物理要敢于质疑和验证。物理与其他学科密切相关。包括温度计的工作原理。想要学好初中物理课程，物理问题的开放讨论，包括电路图的绘制与分析。物理学习要注重过程而非结果。物理竞赛的解题策略，尝试给同学讲解物理概念。 各种形式的螺旋 盘山公路 螺旋式千斤顶 阿基米德螺旋机 杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋…….简单机械家族的成员可以进行变形和彼此合作，由此工程师们创造出了各种复杂机械，以满足我们生产生活中的需要。 世界因机械而改变 3 世界因机械而改变 　　物理学的发展推动了蒸汽机、内燃机和电力机械的发明与改进，吹响了两次伟大的工业革命的号角，使人类进入机械化、电气化时代。 蒸汽机 内燃机 电力机械 2.特点 斜面变形成为螺旋的过程 螺旋和斜面一样，能省力，但要费距离； 螺旋还可以将螺旋运动与沿轴向的运动进行相互转化。 简单机械的家族 一 3.应用： 盘山公路 公路立交桥 螺杆 简单机械的家族 一 世界因机械而改变 3 随着钢铁工业和机器制造业的空前发展，人类正制造出各种各样的大型机械设备。 卡车 高铁 邮轮 战斗机 课堂小结 5 简单机械的家族 轮轴 改变世界的机械 杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等 特点：动力在轮上省力，动力在轴上费力 斜面 螺旋 改变世界的机械 定义：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成的简单机械(大的为轮，小的为轴) 特点：高度相同时，斜面越长越省力 定义：与水平面成一定夹角的倾斜平面 特点：将旋转运动与沿轴向的运动互相转化 定义：绕在圆柱上的斜面 $