内容正文:
综合实践活动
设计制作一个由简单机械组成的机械模型
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温故而知新
杠杆:绕固定点转动的硬棒。
定滑轮:轴的位置固定不动。
动滑轮:轴的位置与物体一起动。
滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成。
轮轴:具有公共转轴的轮和轴。
斜面:斜坡。两头高度不同。
省力杠杆费距离,费力杠杆省距离。
定滑轮是变形的等臂杠杆,只改变力的方向,不能省力。
动滑轮是变形的杠杆,动力臂是阻力臂的2倍,能省力,不能改变力的方向。
轮轴是变形的杠杆,动力作用于轮上省力,作用于轴上费力,省距离。轮轴能改变力的方向。
斜面省力费距离。
滑轮组、轮轴能省力和改变力的方向。
任何一种简单机械必定同时有优点和不足。
只使用某种简单机械往往不能满足生产和生活需要,所以需要将若干简单机械组成复杂机械。
温故而知新
任务
参考如下表所示要求,使用课桌上提供的器材,将质量为1kg的物体竖直提升10cm,要求使用的拉力最大不超过2N。在操作之前,请先设计操作方案。
项目组 达到活动基本要求的程度
模型设计的新颖性
提升相同质量的物体时,模型的省力情况和机械效率 模型制作的工艺水平
活动成果展示时小组的整体表现
讨论:只使用如图所示滑轮组,这种设计可行吗?
不可行!
这种设计没有考虑动滑轮的重力和摩擦力等因素。
n=5
F=G/5=2N
讨论:
现有简单机械
杠杆
滑轮(组)
轮轴
斜面
如果只使用其中的两种组合成复杂机械模型,可能的组合有:
杠杆+滑轮(组) 、杠杆+轮轴、杠杆+斜面
滑轮(组) +轮轴、滑轮(组) +斜面
轮轴+斜面
成果展示、交流
设计成功的小组重点讲设计方案图、机械效率的测定方法等,要有较详细的说明和演示。
设计失败的小组重点讲遇到了什么困难,曾经尝试了那些方案来解决问题。
设计方案一:滑轮组与轮轴组合
令吊起动滑轮绳子的段数为n1,轮与轴的半径比为n2。
如果n1∙n2>5 ,就有可能完成任务。
F
设计方案二:滑轮组与斜面组合
L
h
令吊起动滑轮绳子的段数为n1,L与h的比为n2。
如果n1与n2的乘积大于5,就有可能完成任务。
F
令轮与轴的半径比为n1,L与h的比为n2。
如果n1∙n2>5 ,就有可能完成任务。
设计方案三:轮轴与斜面组合
F
L
h
设计方案四:杠杆与滑轮