初二物理改變世界的機(jī)械

初二物理改變世界的機(jī)械第1頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第5節(jié)改變世界的機(jī)械渠縣涌興中學(xué)王玉政第2頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月簡(jiǎn)單機(jī)械的家族杠桿滑輪輪軸斜面第3頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月想想議議：杠桿、滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械，有的省力有的不省力；使用它們時(shí)，有的可以移動(dòng)較短的距離，有的卻要移動(dòng)更長(zhǎng)的距離。通過這幾種簡(jiǎn)單機(jī)械的學(xué)習(xí)，你認(rèn)為省力或費(fèi)力、省距離或費(fèi)距離，它們之間有什么關(guān)系？

杠桿、滑輪都是簡(jiǎn)單機(jī)械，它們還可以變形為輪軸。第4頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月生活中的輪軸：車把、方向盤、螺絲刀、扳手、卷揚(yáng)機(jī)等第5頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月輪軸一、輪軸：由兩個(gè)半徑不等的圓柱固定在同一軸線上組成，大的稱輪，小的稱軸。第6頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月軸輪第7頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月像水龍頭這樣，輪子和軸固定在一起轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械，叫做輪軸。軸輪輪軸第8頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月輪軸第9頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月你能說出生活中類似水龍頭一樣的輪軸嗎？軸軸輪軸輪輪第10頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月輪軸輪軸的應(yīng)用第11頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月軸輪古代人力起錨裝置輪軸的應(yīng)用輪軸第12頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月輪軸第13頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月輪軸第14頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月輪軸扳手第15頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月1.井上的轆轤從右邊看過去，可畫成下圖:動(dòng)力臂大于阻力臂——

省力杠桿。F2

l1=Rl2=rO

F1

分析下面幾種輪軸第16頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月從上邊看下去，也可畫成下圖:動(dòng)力臂大于阻力臂——省力杠桿。F2

l1=Rl2=rO

F1

2.汽車的方向盤第17頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月F2

l1=Rl2=rO

F1

從上邊看下去，也可畫成下圖:動(dòng)力臂大于阻力臂——省力杠桿。3.水龍頭第18頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月rF1

RF1·R=F2·r

F2

●輪軸：是變形杠桿，動(dòng)力作用在輪上可省力。因?yàn)镽＞r，所以有F1＜F2，即省了力。第19頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月輪軸：是變形杠桿，動(dòng)力作用在輪上可省力。平衡時(shí)有F1R=F2r

第20頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月船舵

門的把手螺絲刀單車的踏板4.其他輪軸第21頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

輪軸實(shí)質(zhì)可看做是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿Rr=GF1F1·R=G·rF1GrR

動(dòng)力作用在輪上，輪軸是一個(gè)省力杠桿，但費(fèi)距離

動(dòng)力作用在軸上，輪軸又將起到什么作用？●輪軸原理第22頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月手搖鉆第28頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月觀察變速自行車的齒輪搭配，想一想，怎樣才能使自行車跑得更快？作用：1.改變物體的運(yùn)動(dòng)速度,2.實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)化第29頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月圖中所示是自行車上兩個(gè)典型的輪軸裝置，從圖中可知腳踏板與________組成了一個(gè)________輪軸，飛輪與________組成了一個(gè)________輪軸。費(fèi)力齒輪盤省力后車輪第30頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月一是改變用力大?。欢歉淖兾矬w的運(yùn)動(dòng)速度。（輪軸不能省功。它實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)化，是機(jī)械傳動(dòng)的重要裝置）●輪軸主要功能：第31頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月二、斜面是一個(gè)與水平面成一定夾角的的傾斜平面。第32頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月斜面可以省力，但費(fèi)距離。第33頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月斜面也是一種省力機(jī)械第34頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月●斜面省力原理利用斜面這個(gè)機(jī)械所做的功是：不利用機(jī)械直接把物體抬高h(yuǎn),所做的功：根據(jù)功的原理,如果不計(jì)斜面和物體的摩擦：FL=GhFLGh因L＞h,所以F＜G即，利用斜面可省力，但要費(fèi)距離。第35頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月斜面屬于什么樣的簡(jiǎn)單機(jī)械？有什么特點(diǎn)？斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，作用斜面上的力就是重力的幾分之一：F=h/LG第36頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月●考慮摩擦阻力時(shí)，斜面的機(jī)械效率：機(jī)械效率：η=Gh/FLFL有用功是：總功是：Gh此時(shí)FL＞Gh第37頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月FG斜面與平面的傾角越小，斜面越長(zhǎng)，則省力，但費(fèi)距離，機(jī)械效率低。斜面與平面的傾角越大，斜面較短，則費(fèi)力，但省距離，機(jī)械效率高。FL=Gh(不計(jì)摩擦)第38頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月課余探究：

當(dāng)人在騎自行車遇到上坡時(shí)，怎樣騎會(huì)更省力？第39頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月找找斜面，說說運(yùn)用。第40頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月例1.斜面高為1m，長(zhǎng)為3m，工人用400N沿斜面方向的力將重為840N的箱子推到車上,在這過程中推力做了

J的功,機(jī)械效率為

.第45頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月例2.將重物從長(zhǎng)4m、高1m的斜面底部勻速推上斜面的頂端。已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的機(jī)械效率是75℅，則推力做的總功為______J，推力做的有用功為____J，物體所受的重力為_____N。第46頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月盤山公路第47頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第48頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月螺旋----特殊的斜面螺旋除了省力，還可以將螺旋運(yùn)動(dòng)與沿軸向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。第49頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月各種形式的螺旋第50頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月螺旋千斤頂是一種常用的起重裝置（如圖5所示），用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿時(shí)，螺桿頂端的重物就隨螺桿一起上升。若螺桿的直徑為D

，螺距為h，手柄末端到轉(zhuǎn)軸的距離為L(zhǎng)，要舉起重力為G

的重物時(shí)，至少要給手柄頂端多大的力？解析：螺旋手柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，手柄末端通過的距離為s=2πL，垂直于手柄的力F

所做的功為W1=F·2πL，螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)重物升高h(yuǎn)

，克服重物所受重力做的功為W2=Gh。根據(jù)功的原理，在理想情況下，Wl=W2，即F·2πL＝Gh，F(xiàn)＝Gh／2πL．第51頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：在廠房建設(shè)中，需要利用某機(jī)車把重為1×105N的材料沿與水平地面成30°角的斜坡以1m/s的速度勻速?gòu)牡撞坷掀马?，如圖所示。已知斜坡的長(zhǎng)度為15m，機(jī)車的牽引功率為6×104W。（1）機(jī)車把材料從斜坡底部拉到頂端的時(shí)間是多少？（2）機(jī)車對(duì)材料做的總功是多少？（3）機(jī)車把材料拉上坡頂?shù)倪^程中的機(jī)械效率是多少第52頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月三、改變世界的機(jī)械機(jī)械的發(fā)明，改變了整個(gè)世界第53頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械的大型化和微型化、精密化第54頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月三峽截流大型裝載機(jī)第55頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月從陸地到海洋、天空直到太空現(xiàn)代機(jī)械極大地?cái)U(kuò)大了人們的活動(dòng)范圍第56頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月信息時(shí)代，人們將智慧賦予機(jī)械自動(dòng)化、智能化機(jī)械進(jìn)入到我們生活。第57頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)展空間研究自行車的構(gòu)造。第58頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月自行車是如何前進(jìn)的？自行車是依靠鏈條和兩個(gè)齒輪帶動(dòng)車輪前進(jìn)的。自行車上的簡(jiǎn)單機(jī)械第59頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月把我們的發(fā)現(xiàn)寫下來：腳蹬板大齒輪鏈條小齒輪后輪輪軸滑輪滑輪輪軸第60頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月車把剎車裝置腳踏板大齒輪小齒輪第61頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月從蒸汽機(jī)的發(fā)明，到電力機(jī)械，到神七發(fā)明......天上飛的，海里游的，陸上行的，無不與物理學(xué)的發(fā)展有關(guān)。人類正制造出各式各樣的，龐大的，精密的機(jī)械，機(jī)械的創(chuàng)新，形成先進(jìn)生產(chǎn)力，改變著我們的世界。改變世界的機(jī)械第62頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽火車蒸汽火車是世界上第一代的火車，是利用煤為動(dòng)力，蒸汽機(jī)為核心的最初級(jí)最古老的火車。蒸汽火車通過用煤燒水，使水變成蒸汽，從而推動(dòng)活塞，使火車運(yùn)行。在人們的心目中，氣勢(shì)磅礴的蒸汽機(jī)車具有一種特殊的意味，因?yàn)樗詿o比的巨力開啟過人類歷史上一個(gè)嶄新的時(shí)代。第63頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀(jì)初，美國(guó)的萊特兄弟在世界的飛機(jī)發(fā)展史上做出了重大的貢獻(xiàn)。在1903年制造出了第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)“飛行者”1號(hào)，并且獲得試飛成功。他們因此于1909年獲得美國(guó)國(guó)會(huì)榮譽(yù)獎(jiǎng)。自從飛機(jī)發(fā)明以后，飛機(jī)日益成為現(xiàn)代文明不可缺少的運(yùn)載工具。它深刻的改變和影響著人們的生活。萊特兄弟與歷史上第一架飛機(jī)第64頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月2005年11月初，中國(guó)鐵道部與德國(guó)西門子公司在德國(guó)簽下了63.5億人民幣購(gòu)買60列高速列車的協(xié)議。2008年，這批列車首先運(yùn)行于北京-天津線路。該列車時(shí)速300公里，行駛非常平穩(wěn)，車門自動(dòng)感應(yīng)。現(xiàn)代火車第65頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代火車英國(guó)政府計(jì)劃在未來十年內(nèi)在全國(guó)推廣時(shí)速可達(dá)362公里的列車。這款名叫“水星”的鐵路交通工具不僅速度快、外型靚麗，而且可以給乘客帶來更高品質(zhì)的享受。它配備了多節(jié)視野開闊的車廂，車廂內(nèi)有兩層高的觀景臺(tái)。還設(shè)計(jì)了可舉行家庭聚會(huì)和商業(yè)會(huì)議的玻璃艙包間及供兒童玩耍的游樂區(qū)。第66頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代飛機(jī)——空客A380空客A380是歐洲空中客車工業(yè)公司研制生產(chǎn)的世界最大的客機(jī)。它在2005年4月進(jìn)行了首航，在2007年10月進(jìn)行了第一次商業(yè)飛行。A380在投入服務(wù)后，結(jié)束了波音747在市場(chǎng)上30年的壟斷地位，成為載客量最大的民用客機(jī)。2012年3月，南航第三架A380正式投入運(yùn)營(yíng)北京-香港航線。第67頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月空客A380機(jī)艙內(nèi)部第68頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月日本未來世界“水上巴士”2012年1月，在日本Sumidada河，由日本松元零士設(shè)計(jì)的水上巴士在水中正式航行。鮮亮的金屬線條以及綠色的玻璃罩外表，使得這艘水上巴士看起來非常像很多科幻大片里面的未來太空飛船。這艘巴士總噸位114噸，全長(zhǎng)30.5米，全寬8米，可搭載旅客171名。這或許是未來人們乘坐交通工具的又一選擇。第69頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月“遠(yuǎn)大湖號(hào)”油輪

“遠(yuǎn)大湖”號(hào)超級(jí)油輪是我國(guó)第一艘自行設(shè)計(jì)的油輪，船艙總?cè)萘肯喈?dāng)于裝載200萬桶原油。續(xù)航能力2萬多海里，可實(shí)現(xiàn)一人駕駛操作和無人機(jī)艙，在空載情況下能抵御9級(jí)大風(fēng)?！斑h(yuǎn)大湖”號(hào)超級(jí)油輪由南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司建造，2002年12月20日投入使用。第70頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月上海世博會(huì)日本館內(nèi)機(jī)器人正在講解的主持人—機(jī)器人表演小提琴獨(dú)奏的機(jī)器人第71頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月納米蜘蛛機(jī)器人2010年5月，美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家成功研制出一種由DNA分子構(gòu)成的納米蜘蛛機(jī)器人，它們能夠跟隨DNA的運(yùn)行軌跡自由地行走、轉(zhuǎn)向以及停止。這種納米蜘蛛機(jī)器人只有4納米長(zhǎng)，比人類頭發(fā)直徑的十萬分之一還小。這一進(jìn)展的強(qiáng)大之處在于：一旦被編程，納米蜘蛛機(jī)器人就能夠自動(dòng)完成任務(wù)。納米蜘蛛機(jī)器人可以用于幫助人類識(shí)別并殺死癌細(xì)胞，還可以幫助人們完成外科手術(shù)，清理動(dòng)脈血管垃圾等。第72頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月未來10大必要科技發(fā)明

海洋殖民地是理論上人類永久性在海洋“居住”，可能漂浮在水面上、或固定在海底以及存在于海底與水面之間。海洋殖民地的優(yōu)勢(shì)包括：擴(kuò)展人類活動(dòng)范圍和擴(kuò)大地球資源使用，還可為人類未來的太空殖民積累經(jīng)驗(yàn)。殖民地可以利用潮汐能量制造電能輸出，為海洋殖民地提供基礎(chǔ)能源。

1、海洋殖民地第73頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月大西洋隧道是一種理論上的交通通道，它跨越大西洋、北美洲和歐洲之間，能夠承載火車等類型的交通工具，使用先進(jìn)的技術(shù)，預(yù)計(jì)交通工具的速度可達(dá)到500-8000公里/小時(shí)。這將如何實(shí)現(xiàn)呢？計(jì)劃建造這樣的隧道實(shí)際上目前離設(shè)計(jì)概念還有很大的差距。主要的礙障是建造這樣隧道的成本，至少需要12萬億美元，以及當(dāng)前建筑材料的限制。2、大西洋隧道第74頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月地方性Wi-Fi的概念是將整個(gè)城市成為一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)訪問區(qū)，其最終目標(biāo)是提供全球性無線訪問服務(wù)。這將如何實(shí)現(xiàn)呢？實(shí)際上，此項(xiàng)技術(shù)已在世界的許多城市存在了，然而卻并未成為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的主流。通常，私人通信公司與當(dāng)?shù)卣献鹘⑦@樣的網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行維護(hù)。一旦該網(wǎng)絡(luò)建成，將使人們的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)入一個(gè)新紀(jì)元，使人們的上網(wǎng)更加便利。

3、全球地方性Wi-Fi第75頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月仿生學(xué)是指從生物學(xué)向工程學(xué)的延伸，也指工程學(xué)向生物學(xué)的拓展。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，仿生學(xué)意味著通過機(jī)械形式更換或增強(qiáng)身體器官。在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，仿生學(xué)引用了模擬生物學(xué)適應(yīng)環(huán)境的特殊技術(shù)，比如：船身外殼模擬了海豚的厚皮膚。目前已生產(chǎn)出許多仿生學(xué)裝置。醫(yī)學(xué)仿生學(xué)設(shè)計(jì)包括：人造心臟和耳蝸植入。4、仿生學(xué)第76頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

反重力器是建立一個(gè)區(qū)域使一個(gè)物體擺脫重力吸引作用。建造反重力器的意義在于使一些物體擺脫重力吸引抵達(dá)太空。這將如何實(shí)現(xiàn)呢？從理論上顯示反重力是可能實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)單來講，數(shù)以千計(jì)的碰撞發(fā)生在空氣中帶電離子和中性氣體分子之間，導(dǎo)致兩者之間發(fā)生遷移變化。這將在電極上形成一個(gè)反方向作用力。5、反重力器第77頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

萬能藥是可以治愈所有疾病，并且延長(zhǎng)壽命的藥物。它能夠治療癌癥、艾滋病以及任何病毒。這將如何實(shí)現(xiàn)呢？從理論上講，基因醫(yī)療科學(xué)技術(shù)(尤其是遺傳基因和環(huán)境基因)和免疫系統(tǒng)的逐年提高和改善對(duì)萬能藥的研制帶來更多的可信性，很可能我們這一代人中能夠?qū)崿F(xiàn)萬能藥的成功研制。

6、萬能藥第78頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月能量保護(hù)罩是力場(chǎng)形式，通過偏移或吸收碰撞力量，可用于防護(hù)武器的攻擊或暴風(fēng)雨等自然力量的侵襲。這項(xiàng)科學(xué)計(jì)劃可適用于地球表面，或是太空中保護(hù)一個(gè)物體。其工作原理是吸收或驅(qū)散前來攻擊侵襲的能量，延長(zhǎng)攻擊的時(shí)間使攻擊力逐漸削弱，最終在保護(hù)罩的抵制下瓦解。7、能量保護(hù)罩第79頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月8、太空電梯科學(xué)家提議建造太空電梯意在實(shí)現(xiàn)從地球表面向太空傳輸物體。這將如何實(shí)現(xiàn)呢？最通常的方法是采用繩索，這可以是電纜或繩鏈，當(dāng)?shù)厍蛐D(zhuǎn)時(shí)，在地面上的繩索末端可抵消重力慣性，保持繩索處于拉緊狀態(tài)。人造衛(wèi)星或宇宙飛船系在繩索上無需使用火箭推進(jìn)裝置即可升空。第80頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月9、外星環(huán)境地球化外星環(huán)境地球化是指人類對(duì)某個(gè)潛在適合人類居住的星體改造，改造成類似地球的大氣層、溫度、地貌或生態(tài)結(jié)構(gòu)，以適合人類的居住。這將如何實(shí)現(xiàn)呢？第一部分是生態(tài)合成性，將地球上的生物轉(zhuǎn)移到被瓦解的外星生態(tài)環(huán)境中，加速生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)；第二部分是地形適合性，在外星球上建造一個(gè)可居住的場(chǎng)地，最終無數(shù)個(gè)這樣的生活基地遍布整個(gè)星球。第81頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月10、星際航行星際航行是指有人或無人駕駛在星際之間旅行。由于距離非常遙遠(yuǎn)，星際旅行要比太陽系間旅行更難以實(shí)現(xiàn)。這將如何實(shí)現(xiàn)呢？目前，美國(guó)宇航局“突破推進(jìn)力物理學(xué)計(jì)劃”明確指出星際旅行成為可能必須的兩項(xiàng)技術(shù)突破：盡可能添加達(dá)到最大推進(jìn)力速度的方法；新型艦載能量生產(chǎn)以驅(qū)動(dòng)星際航行器上的裝置。第82頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月1．以下生活中的裝置屬于輪軸的有（

）

A．學(xué)校教室門的把手

B．螺絲刀

C．鉗子

D．自行車車把

課內(nèi)練習(xí)：ABD第83頁，課件共90頁