第三節(jié) 認(rèn)識(shí)簡單機(jī)械

1、復(fù)雜機(jī)械都是由簡單機(jī)械組成的復(fù)雜機(jī)械都是由簡單機(jī)械組成的硬棒硬棒動(dòng)力動(dòng)力阻力阻力固定點(diǎn)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)F1OL1OF1思考：如何撬起石頭更省力？思考：如何撬起石頭更省力？F1F2OL1L2：L2L1oF2F1F2L2L1F1o下列實(shí)物圖中的杠桿五要素。下列實(shí)物圖中的杠桿五要素。oL1F2F1L2請(qǐng)找出圖中的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力。請(qǐng)找出圖中的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力。這兩張圖中杠桿的狀態(tài)一樣嗎？這兩張圖中杠桿的狀態(tài)一樣嗎？小結(jié)：小結(jié)：杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下，保持靜止?fàn)罡軛U在動(dòng)力和阻力的作用下，保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說杠桿處于平衡。態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說杠桿處于平衡。 那么杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)

2、滿足怎樣的條件？你覺得可能和哪些因素有關(guān)？ 實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1動(dòng)力臂l1阻力F2阻力臂l2123杠桿平衡的條件：杠桿平衡的條件： 若動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，則動(dòng)力就是阻力的幾分之一。 動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積。杠桿平衡的條件：杠桿平衡的條件：F1l1F2l2或l1/l2F2/F1討論討論：杠桿平衡的條件告訴我們些什么？ 思考：思考：想使用杠桿后達(dá)到省力的效果，應(yīng)滿足怎樣的條件？想使用杠桿后達(dá)到省力的效果，應(yīng)滿足怎樣的條件？有些杠桿使用后反而費(fèi)力，為什么？有些杠桿使用后反而費(fèi)力，為什么？有些杠桿使用后既不省力也不費(fèi)力，為什么？有些杠桿使用后既不省力也不費(fèi)力，為什么？小結(jié)小結(jié)： l1l

3、2 F1F2 省力杠桿 l1F2 費(fèi)力杠桿 l1=l2 F1=F2 等臂杠桿生活實(shí)例驗(yàn)證生活實(shí)例驗(yàn)證 根據(jù)的生活經(jīng)驗(yàn)，上述杠桿，哪幾個(gè)能省力，哪幾個(gè)是費(fèi)力的 ？試分析圖中杠桿的五要素 。思考思考：為什么有的杠桿使用時(shí)會(huì)費(fèi)力，但人們還是使用它？ 杠桿的形狀是怎樣的？ 小結(jié)小結(jié)：杠桿是一根能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，可以是直的，可以是彎的，也可是圓的，杠桿的形狀是各種各樣的。今天我們就來研究一種圓的杠桿。 探究滑輪的用法及特點(diǎn)探究滑輪的用法及特點(diǎn)思考思考：生活中為什么這么多的地方要用到滑輪？你知道 怎么用嗎？ 請(qǐng)用滑輪來提起這個(gè)鉤碼。探究定滑輪的特點(diǎn)探究定滑輪的特點(diǎn)FG試一試，利用這個(gè)定滑輪能省多少力？

4、試一試，利用這個(gè)定滑輪能省多少力？ 利用定滑輪不能省力利用定滑輪不能省力 但我們生活中還是得用它，想一想，利但我們生活中還是得用它，想一想，利 用用它究竟有什么好處呢？它究竟有什么好處呢？小結(jié)：利用定滑輪不能省力，但能改變力的方向。小結(jié)：利用定滑輪不能省力，但能改變力的方向。 探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)GF使用動(dòng)滑輪能省力嗎？能省多少力呢？使用動(dòng)滑輪能省力嗎？能省多少力呢？小結(jié)：在不計(jì)摩擦?xí)r，小結(jié)：在不計(jì)摩擦?xí)r， 拉拉（物物輪輪）/2， 但不能改變力的方向。但不能改變力的方向。 在剛才的實(shí)驗(yàn)中，有沒有發(fā)現(xiàn)，物體在剛才的實(shí)驗(yàn)中，有沒有發(fā)現(xiàn)，物體上升的距離和繩子自由端通過距離好像不上升的距離

5、和繩子自由端通過距離好像不一樣。想不想再探究一下這兩者之間的關(guān)一樣。想不想再探究一下這兩者之間的關(guān)系。系。 結(jié)論：動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：可以省一半力，但不能改變力的方向，結(jié)論：動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：可以省一半力，但不能改變力的方向， 且繩子自由端移動(dòng)的距離是重物通過距離的兩倍。且繩子自由端移動(dòng)的距離是重物通過距離的兩倍。探究定滑輪和動(dòng)滑輪的本質(zhì)探究定滑輪和動(dòng)滑輪的本質(zhì) F1F2OL2L1F1F2OL2L1實(shí)質(zhì)：等臂杠桿實(shí)質(zhì)：等臂杠桿動(dòng)力臂為阻力臂的兩倍的杠桿動(dòng)力臂為阻力臂的兩倍的杠桿 在實(shí)際應(yīng)用滑輪過程中，有時(shí)又想省力又想改變?cè)趯?shí)際應(yīng)用滑輪過程中，有時(shí)又想省力又想改變力的方向，那你說該怎么辦？力的方向，那你說

6、該怎么辦？ 請(qǐng)嘗試組合請(qǐng)嘗試組合 甲甲乙乙丙丙探究探究1：真的都能省力嗎？能省多少力？：真的都能省力嗎？能省多少力？分別測(cè)出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重，。分別用彈簧秤按甲、乙、丙三種方式勻速拉動(dòng)繩子，彈簧秤的讀數(shù)分別為甲；乙；丙。 分析以上的數(shù)據(jù)及滑輪組合的結(jié)構(gòu)，你發(fā)現(xiàn)了什么？ 3.探究探究2：重物被提升的高度（：重物被提升的高度（h）與繩子自由端通過的距離（）與繩子自由端通過的距離（l）之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 在甲、乙、丙三個(gè)裝置中分別將重物提高在甲、乙、丙三個(gè)裝置中分別將重物提高h(yuǎn)10厘米。厘米。 用刻度尺量出甲、乙、丙三個(gè)裝置中繩子自由端通過的距離，用刻度尺量出甲、乙、丙三個(gè)裝置中繩子自由端通

7、過的距離，l甲甲；l乙乙；l丙丙。分析以上的數(shù)據(jù)及滑輪組合的結(jié)構(gòu)，你發(fā)現(xiàn)了什么？ 小結(jié)： 重物和動(dòng)滑輪的總重由幾段繩子來承擔(dān)，提起重物時(shí)所用的力就是總重的幾分之一。 重物和動(dòng)滑輪的總重由幾段繩子來承擔(dān)，提起重物時(shí)繩子自由端通過的距離則為重物被提升高度的幾倍。Lnh 例題纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為例題纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為300牛，用它牛，用它連接成如圖的滑輪組，能否提升重為連接成如圖的滑輪組，能否提升重為600牛的重物？（已牛的重物？（已知?jiǎng)踊喼刂獎(jiǎng)踊喼?0牛，摩擦及繩的重力不計(jì)）牛，摩擦及繩的重力不計(jì)）F現(xiàn)欲從一井中提水，有兩只水桶可供選擇，一只木制水桶，自重10牛；另一

8、只為塑料桶，自重2牛，且兩桶的容積是相同的，你愿意選哪一只桶來提水？為什么？問題情境問題情境：木桶重木桶重10牛牛塑料桶塑料桶重重2牛牛井井在提水過程中，從能量轉(zhuǎn)化的角度考慮，你消耗的能量轉(zhuǎn)化成了誰的勢(shì)能？思考：思考：哪一個(gè)是你需要的？在使用簡單機(jī)械時(shí)，同樣存在這個(gè)問題。G物G輪利用動(dòng)滑輪將重物提升h（不計(jì)繩子質(zhì)量及摩擦），物重物，動(dòng)滑輪重輪。情境：情境：思考：思考：在此過程中，人所消耗的能、重物增加的勢(shì)能和滑輪增加的勢(shì)能各為多少？做這件事的目的是什么？哪個(gè)功是我們所必需要做的？哪個(gè)功是我們所不愿做的，但又不得不做的？整個(gè)過程中人總共做了多少功？討論：討論：小結(jié)小結(jié)：我們把必需做的對(duì)我們有用的這部分功叫有用功把我們所不愿做的，但又不得不做的這部分功叫額外功或無用功。把有用功與額外功的總和叫總功從能量轉(zhuǎn)化的角度來看：從能量轉(zhuǎn)化的角度來看：總功：人在這個(gè)過程中所提供的能量有用功：物體增加的勢(shì)能（物體被提升了）額外功：滑輪增加的勢(shì)能（滑輪被提升了）思考思考：三者之間的關(guān)系怎樣？如何描述利用機(jī)械做功時(shí)能量的利用率？ 額有總WWW有用功在總功中所占的比例（機(jī)械效率）有用功在總功中所占