内容正文:
第四单元 简单机械单元要点梳理与考核
第13课时:撬重物的窍门
一.知识点梳理
1.凡是能够通过改变力的大小和方向等方式来节省我们的力量、方便我们工作的工具和装置统称为机械。
2.杠杆上有三个点,起支撑作用的固定点叫支点,自己对杠杆用力的点叫动力点,承受重物的点叫阻力点。杠杆都可以在力的作用下绕着支点转动。
3.杠杆由动力、阻力、动力臂、阻力臂和支点构成。
4.当动力臂大于阻力臂时,杠杆省力;当动力臂小于阻力臂时,杠杆费力;当动力臂等于阻力臂时,杠杆既不省力也不费力。
5.生活中的剪刀、虎口钳、筷子、杆秤、镊子、切纸刀等都是利用杠杆工作的。
二.课堂要点
1.杠杆上的支点、用力点和阻力点分别是什么?
【答案】支点:杠杆绕着转动的固定点。
用力点:在杠杆上施加力的位置。
阻力点:杠杆上承受阻力、阻碍杠杆转动的位置。
【详解】支点:杠杆工作时,有一个点固定不动,整个杠杆围绕这个点旋转,这个不动的点就是支点。例如跷跷板中间支撑的位置。
用力点:我们手或者其他动力作用在杠杆上的地方,从这里施加力量,让杠杆转动。例如用撬棍撬石头时,手握住撬棍的位置。
阻力点:需要克服的阻力作用在杠杆上的位置,阻力会抵消我们施加的力。例如撬石头时,撬棍接触石头的位置。
2.说一说省力杠杆和费力杠杆有什么不同,各举一个生活实例。
【答案】省力杠杆支点到用力点距离大于支点到阻力点距离,省力但是费距离,例如开瓶器;费力杠杆支点到用力点距离小于支点到阻力点距离,费力但是省距离,例如镊子。省力杠杆用较小力气完成重活;费力杠杆虽然费力,但操作灵活安全。
【详解】杠杆上有支点、用力点、阻力点。对比支点到两个点的距离,就能区分省力、费力杠杆:省力杠杆:动力臂(支点到用力点)更长,用较小的力就能克服重物阻力,缺点是手要移动更长的距离,开瓶器、羊角锤都是这类;费力杠杆:动力臂更短,需要用更大的力,不过用力端只需要移动一小段距离,阻力端就能大幅度活动,方便精细操作,像镊子、筷子、钓鱼竿都属于费力杠杆。
第14课时:拧螺丝的学问
一.知识点梳理
1.像汽车方向盘这样由一个轴和一个轮组成的装置也是一种简单机械,叫轮轴。
2.人们在使用时,有时在轮上用力,带动轴一起转动;有时在轴上用力,带动轮一起转动。
3.轮轴的作用实验
(1)用轮带动轴转动时,轮轴有省力的作用。
(2)用轴带动轮转动时,轮轴不省力。
4.可以认为轮轴是杠杆的一种变形。用轮带动轴转动时。支点到动力点的距离大于支点到阻力点的距离,轮轴省力;反之,不省力。
二.课堂要点
1.举例说明动力作用在轴上的轮轴有什么好处。
【答案】例子:竹蜻蜓,好处:费力,但是可以让轮转动的距离更大、速度更快。比如竹蜻蜓,用力转动中间的轴,上面的大轮快速旋转,飞起来。
【详解】轮轴由轮和轴组成。
动力作用在轮上:省力,转动距离小。(如扳手)
动力作用在轴上:费力,但是轮转动速度更快,转动的距离更大。竹蜻蜓:手拧中间的轴(用力在轴),上面的大叶片(轮)飞快旋转。虽然要多用一点力气,但轮可以转得很快。
2.工人师傅拧尺寸较大的螺母时,常常会选用手柄更长的扳手。请结合本课的轮轴知识,解释这样做的原因。
【答案】扳手是轮轴类工具,螺母的位置相当于轴,手握住的手柄部分相当于轮。根据轮轴的省力规律,轮越大,手柄越长,动力臂就越长,转动起来就越省力。拧大螺母时需要更大的力,选用手柄更长的扳手,相当于增大了轮的半径,能更省力地拧动螺母,方便工人操作。
【详解】扳手属于轮轴,轮轴本质是杠杆的变形。螺母是中心的轴,手柄是轮。当动力作用在轮上时,轮半径越大(手柄越长),动力臂越长,就越省力。大螺母很紧,需要很大力量才能转动,所以工人选择长手柄扳手,增大轮的半径,用较小的力就可以拧动螺母。代价是手柄要转动更长的距离。
第15课时:升旗的方法
一.知识点梳理
1.按滑轮中心轴的位置是否移动,可将滑轮分为“定滑轮”、“动滑轮”。
2.像旗杆顶端的滑轮那样,固定在一个地方,不能移动的滑轮,叫做定滑轮。
3.定滑轮不省力,但可改变作用力方向。
4.可以随着重物一起移动的滑轮,叫做动滑轮。
5.动滑轮能省省力(省一半的力),费距离,不能改变作用力的方向。
6.把定滑轮和动滑轮组合在一起使用,这就构成了滑轮组。
7.滑轮组既省力又可改变力的方向。
二.课堂要点
1.观察定滑轮和动滑轮的结构,说说它们有什么不同。
【答案】定滑轮:轴的位置固定不动,滑轮本身不随物体一起移动。
动滑轮:轴会跟着物体一起移动,滑轮和物体同步上下运动。
【详解】定滑轮的轴被支架固定住,当拉动绳子时,只有滑轮在原地转动,轴不会跟着物体移动,例如旗杆顶端的滑轮。
动滑轮的轴没有固定,绳子一端固定,拉动物体时,滑轮和轴跟着重物一起上升或下降。
2.定滑轮和动滑轮各有什么优缺点?滑轮组有什么优势?
【答案】定滑轮优点:可以改变用力方向;缺点:不能省力。动滑轮优点:可以省力;缺点:不能改变用力方向。滑轮组结合两者的优点,既可以省力,又能够改变用力的方向,适合吊装重物。
【详解】定滑轮固定不动,拉动绳子的时候,物体上升、手往下拉,方便发力,但是拉力大小和物体重力差不多,省不了力;动滑轮跟着重物一起移动,能帮我们省力,但是拉的时候手和物体同向移动,不方便;把定滑轮、动滑轮组合在一起就是滑轮组,同时拥有两者的长处,既能省力,又能改变用力方向,起重机就是利用滑轮组来吊起很重的物体。
第16课时:斜坡的启示
一.知识点梳理
1.有时为了克服垂直提升重物的困难,我们采用搭建一个倾斜的坡来解决,这种倾斜的坡也是一种简单机械,叫斜面。
2.斜面可以省力。斜面的倾斜角度越小越省力。
3.生活中,我们经常会遇到一些倾斜的面,很有可能它就是一种简单机械——斜面。螺丝钉、斧、盘山公路、桥梁都应用到了斜面。
4.其他条件相同时,螺丝钉的螺纹越密,越省力。
5.杠杆、滑轮、轮轴、斜面都是生产生活中最常用的简单机械。
6.在实际生产生活中,人们常常将简单机械进行组合,从而设计出更省力的装置。如剪刀具有斜面和杠杆的结构特点。锋利的刀刃是斜面,刀刃和把手绕着中间的转轴转动,可以看作杠杆。
7.生活中的螺钉、盘山公路、斧头等都是利用了斜面的工作原理。
二.课堂要点
1.不同坡度的斜面,其作用有什么不同?
【答案】斜面都能省力,在斜面高度相同的情况下,坡度越小的斜面越省力,坡度越大的斜面省的力越少、越接近竖直提升物体需要的力。
【详解】斜面是简单机械的一种,核心作用是省力。当把物体提升到相同高度时,坡度越小意味着斜面的长度越长,省力的效果就越明显;坡度越陡、斜面长度越短,省力效果就越弱,当斜面坡度变成90度竖直状态时,就不再省力了。
2.螺钉上的螺纹利用了什么原理?
【答案】
斜面原理。
【详解】螺钉的螺纹是斜面的变形。把斜面一圈一圈缠绕在圆柱上,就形成螺纹。拧螺钉时,旋转螺纹,相当于沿着斜面慢慢向上移动,可以省力,用较小的力就能把螺钉旋进物体里。
考点过关考核
第13课时:撬重物的窍门
1.像撬棍这样,可以绕着一个固定点转动的坚硬物体叫作____,它上面的三个关键点分别是支点、____和阻力点。
2.费力杠杆虽然不省力,但可以____物体运动的距离。
3.生活中,羊角锤、_______属于省力杠杆;镊子、_______属于费力杠杆。
4.像撬棍这样的简单机械叫做________,可以撬动较重的物体。
5.独轮车是典型的_______杠杆,它依靠_______原理实现省力效果。
第14课时:拧螺丝的学问
1.轮轴可以看作变形的____,轮半径相当于动力臂,轴半径相当于阻力臂。
2.用螺丝刀拧螺丝时,螺丝刀是轮轴的应用,它的握把相当于____,刀杆相当于____。
3.有些工具使用摇臂代替轮,或在轮的边缘安装____,可以使轮轴结构简化、便于操作。
4.生活中常见的________、________、__________等,都使用了轮轴。
5.像汽车方向盘这样由一个________和一个________组成的装置也是一种简单机械,叫轮轴。人们在使用时,有时在________上用力,带动轴一起转动;有时在________上用力,带动轮一起转动。
第15课时:升旗的方法
1.使用定滑轮可以改变用力的____,但不能省力;使用动滑轮可以____,但不能改变用力方向。
2.定滑轮和动滑轮组合在一起使用,构成的装置叫_________。
3.使用定滑轮时,拉力的方向与原来的用力方向_________,用力的大小_________。
4.定滑轮能改变用力的_________,但不能省力;动滑轮能省力,但不能改变用力的_________。
5.升国旗的时候,我们明明是往下拉绳子,国旗却能往上升,我们用到的简单机械是______,它的作用是______。
第16课时:斜坡的启示
1.像盘山公路这样,一端高一端低的倾斜平面叫____,利用它搬运重物可以____(填“省力”或“费力”)。
2.抬升高度相同时,斜面的坡度越小越省力,但物体移动的距离越____。
3.螺丝钉的螺纹是一种变形的_________,螺纹越密,拧起来越省力。
4.探究拉力大小与斜面坡度的关系。假设:斜面坡度大,__________;斜面坡度小,_________。
5.生活中常见的滑梯、盘山公路、无障碍通道等都利用了________。
参考答案
第13课时:撬重物的窍门
1. 杠杆 用力点
2.增大(增加)
3. 开瓶器 理发剪刀
4.杠杆
5. 省力 杠杆平衡
第14课时:拧螺丝的学问
1.杠杆
2. 轮 轴
3.手柄
4. 螺丝刀 水龙头 扳手
5. 轮 轴 轮 轴
第15课时:升旗的方法
1. 方向 省力
2.滑轮组
3. 相反 不变
4. 方向 方向
5. 定滑轮 改变用力的方向
第16课时:斜坡的启示
1. 斜面 省力
2.长
3.斜面
4. 拉力大 拉力小
5.斜面
5
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