北師 八年級(jí) 物理 下冊(cè) 第9章《制作簡(jiǎn)易升降機(jī)》課件

第六節(jié)制作簡(jiǎn)易升降機(jī)第九章機(jī)械和功逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時(shí)講解1課時(shí)流程2了解我國(guó)機(jī)械發(fā)展的歷史利用簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)并制作升降機(jī)測(cè)量升降機(jī)的機(jī)械效率任務(wù)了解我國(guó)機(jī)械發(fā)展的歷史知1－講11.查閱資料，了解我國(guó)機(jī)械發(fā)展的歷史我國(guó)是世界上發(fā)明機(jī)械較早的國(guó)家之一，機(jī)械技術(shù)歷史悠久，成就輝煌。比如，古代用來(lái)舂米的碓，用來(lái)從井中汲水的桔槔和轆轤，用于計(jì)量的天平，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水車(chē)、風(fēng)車(chē)，用于軍事的投石機(jī)等。隨著制作原料的種類(lèi)和動(dòng)力的來(lái)源越來(lái)越豐富，機(jī)械發(fā)明和制造也越來(lái)越復(fù)雜。知1－講比如，記里鼓車(chē)、以“水排”驅(qū)動(dòng)的水力鼓風(fēng)系統(tǒng)、戰(zhàn)國(guó)云梯車(chē)等。隨著鑄造技術(shù)的出現(xiàn)，我國(guó)古代機(jī)械技術(shù)得到極大的發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)是全球唯一擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類(lèi)中全部工業(yè)門(mén)類(lèi)的國(guó)家，擁有完整的工業(yè)體系，諸多工程機(jī)械技術(shù)水平處于世界前列。知1－講2.實(shí)踐活動(dòng)：調(diào)查建筑工程機(jī)械的原理及應(yīng)用請(qǐng)以小組為單位，上網(wǎng)查詢一下建筑工地或道路施工過(guò)程中使用的工程機(jī)械，了解它們的名稱(chēng)和用途，以及它們?cè)诠ぷ鬟^(guò)程中涉及哪些物理知識(shí)。調(diào)研內(nèi)容要包括以下幾個(gè)方面:知1－講(1)該工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與物理原理。(2)除簡(jiǎn)單機(jī)械外，該工程機(jī)械在設(shè)計(jì)中還應(yīng)用了哪些與物理有關(guān)的知識(shí)。(3)該工程機(jī)械在使用過(guò)程中有哪些操作規(guī)程，這其中有什么物理原理。(4)關(guān)于該工程機(jī)械的使用安全，你還有哪些建議。將調(diào)查結(jié)果形成調(diào)研報(bào)告，并與同學(xué)交流。知1－講例如：汽車(chē)起重機(jī)(1)汽車(chē)起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)：底盤(pán)、副車(chē)架、轉(zhuǎn)臺(tái)、吊臂、起升機(jī)構(gòu)等。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的基本工作機(jī)構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車(chē)組成。(2)汽車(chē)起重機(jī)的工作原理是杠桿原理。吊臂是一個(gè)杠桿，升降系統(tǒng)用到了滑輪組。(3)除了簡(jiǎn)單機(jī)械外，汽車(chē)起重機(jī)在設(shè)計(jì)中還用到了力的知識(shí)、穩(wěn)度與重心、支面的關(guān)系、壓強(qiáng)等知識(shí)。知1－講(4)汽車(chē)起吊工作時(shí)，四條垂直油缸支腳伸出，支撐整車(chē)重量。這樣一方面不讓輪胎受力，防止損壞輪胎；一方面可以增大支面，增加整車(chē)的穩(wěn)度。升降系統(tǒng)使用了滑輪組，這樣可以省力；變幅油缸控制吊臂的變幅角度，盡量增大吊臂與水平面的夾角，這樣可以增加整車(chē)的穩(wěn)度，防止側(cè)翻；卷?yè)P(yáng)馬達(dá)帶動(dòng)吊鉤上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能太快，以獲得更大動(dòng)力。知1－講(5)關(guān)于該工程機(jī)械的使用安全，我的建議：①使用前要對(duì)起重機(jī)進(jìn)行觀測(cè)檢查，特別是關(guān)鍵部位，如升降系統(tǒng)的鋼絲繩是否老化、支腳展開(kāi)的面積是否足夠大等；②嚴(yán)格按照操作章程進(jìn)行工作；③起重機(jī)起重時(shí)，要注意是否超載、吊臂的角度是否合適，防止傾倒；④……知1－講方法點(diǎn)撥1.與同學(xué)們交流自己收集到的資料、以及獲取資料、處理信息的方法等，共同提高進(jìn)步。2.就某種機(jī)械的原理、結(jié)構(gòu)、使用方法等方面，與同學(xué)們展開(kāi)交流討論，說(shuō)說(shuō)它用到了哪些簡(jiǎn)單機(jī)械，體會(huì)任何復(fù)雜的機(jī)械，都是由簡(jiǎn)單機(jī)械構(gòu)成的。認(rèn)識(shí)學(xué)好簡(jiǎn)單機(jī)械的重要性。3.與同學(xué)們交流自己通過(guò)這次活動(dòng)得到的收獲，感受我國(guó)人民的聰明和智慧，激發(fā)民族自豪感，樹(shù)立強(qiáng)國(guó)有我的志向。知1－講方法點(diǎn)撥建設(shè)工程機(jī)械有許多，如起重機(jī)(輪胎式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、門(mén)式起重機(jī)等)、挖掘機(jī)(輪式挖掘機(jī)、履帶挖掘機(jī)、多功能挖掘機(jī)等)、隧道掘進(jìn)機(jī)、橋梁架構(gòu)機(jī)等。大家可以選擇自己熟悉的工程機(jī)械進(jìn)行分析研究，并按照課本要求的幾個(gè)方面去收集信息，并結(jié)合自己掌握的知識(shí)，綜合分析解答，完成調(diào)查報(bào)告。知2－講任務(wù)利用簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)并制作升降機(jī)21.活動(dòng)前的準(zhǔn)備(1)仔細(xì)閱讀教材，明確該實(shí)踐活動(dòng)的目的、要求。(2)根據(jù)教材要求，設(shè)計(jì)“制作升降機(jī)模型”的方案。(3)根據(jù)設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)備制作模型的材料、工具等物品。知2－講2.活動(dòng)過(guò)程(1)將自己的設(shè)計(jì)方案、以及畫(huà)出的示意圖，與同學(xué)交流。結(jié)合同學(xué)們的分享和評(píng)估，進(jìn)一步完善自己的設(shè)計(jì)方案。(2)根據(jù)改進(jìn)后設(shè)計(jì)方案，制作出升降機(jī)的模型。(3)展示自己制作的升降機(jī)模型。知2－講示例：制作電梯式升降機(jī)模型①制作材料：2根方木條、2塊窄木板、1塊寬木板、6片直角固定片(包括配套螺絲)、5塊硬紙板或薄塑料板、4個(gè)滑輪、4m長(zhǎng)細(xì)繩(直徑2mm左右)、3~5V直流電動(dòng)馬達(dá)、2個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)、電池夾及電池(2節(jié))、導(dǎo)線若干、502膠水、透明膠帶、釘子(或木螺絲)等。②制作工具：剪刀、錘子、螺絲刀、老虎鉗、電鉆(沒(méi)有也可不用)等。知2－講(3)制作方法：①按圖1甲所示制作轎廂(轎廂底面左右兩側(cè)也加卡口則更好)，并在轎廂上面中間固定一個(gè)滑輪(可用2片直角固定片固定)。知2－講②按圖1乙所示，制作豎直支架。a.先在寬木板中間用502膠水(或木螺絲)垂直固定兩個(gè)方木條，并在方木條不影響轎廂升降的兩側(cè)用直角固定片加固，兩根方木條間距102mm；b.將轎廂放入兩根方木條之間(讓卡口卡在方木條上)；c.在兩根方木條上端兩側(cè)各用一塊窄木板夾住并固定。知2－講③按圖1乙所示，在支架上方中間位置，兩根窄木板之間固定兩個(gè)滑輪，二者間距10mm左右；同樣，再在右端固定一個(gè)滑輪。④按圖1乙所示，在支架底面右側(cè)適當(dāng)位置固定電動(dòng)馬達(dá)、電池夾、開(kāi)關(guān)等，并連接導(dǎo)線。知2－講⑤按圖1乙所示，將細(xì)繩一端固定在轎廂上方滑輪的掛鉤上，依次繞過(guò)支架上方左側(cè)滑輪、支架上方中間滑輪、支架上方右側(cè)滑輪，然后將細(xì)繩另一端固定在電動(dòng)馬達(dá)的繞線輪上。這樣，就成功制作完成了“電梯式升降機(jī)模型”。知2－講實(shí)踐點(diǎn)撥制作材料可以利用身邊的材料，因地制宜。例如，利用竹竿、塑料管等代替方木條，用硬紙板、塑料板來(lái)代替寬木板等；再如，可用食品包裝盒(塑料盒、薄鐵皮盒、硬紙盒等)來(lái)制作轎廂，用塑料管、塑料片、粗鐵絲等自制滑輪。知2－講特別提示1.同學(xué)之間可以分工合作，組成活動(dòng)小組。2.制作模型時(shí)，要注意安全，有序進(jìn)行。知3－講

任務(wù)測(cè)量升降機(jī)的機(jī)械效率3知3－講(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①如圖2所示，將轎廂放到最底端，在轎廂里放入200g鉤碼，并在繩的自由端掛上測(cè)力計(jì)，記下測(cè)力計(jì)的位置s0；知3－講②勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)，使轎廂上升20cm，記下其位置h1，同時(shí)記下此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1

及位置s1；③將轎廂里的鉤碼分別換成400g、600g,重復(fù)步驟②的實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。④根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，算出機(jī)械效率。知3－講(5)數(shù)據(jù)記錄：實(shí)驗(yàn)序號(hào)物體重力G

物/N物體上升的高度h/m繩的自由端的拉力F/N繩的自由端移動(dòng)的距離s/m機(jī)械效率η11.960.201.40.6046.7%23.920.202.20.6059.4%35.880.203.10.6063.2%知3－講(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：比較實(shí)驗(yàn)1、2、3可知，用同一電梯式升降機(jī)提升不同物體時(shí)，物體的重力越大，其機(jī)械效率越高。知3－講2.展示交流(1)比一比，看誰(shuí)制作的升降機(jī)在提升物體的過(guò)程中更省力。(2)比一比，看誰(shuí)制作的升降機(jī)完成上述任務(wù)的機(jī)械效率更高。知3－講深度思考怎樣提高電梯式升降機(jī)的機(jī)械效率？深度理解提高電梯式升降機(jī)(滑輪組)機(jī)械效率的方法：(1)增加有用功:對(duì)于電梯式升降機(jī)(滑輪組)而言，適當(dāng)增大物重。同一升降機(jī)，提起的物體越重，它的機(jī)械效率越高。(2)減小額外功:①減小摩擦:減小滑輪的輪與軸間的摩擦，主要采用加潤(rùn)滑油的方法。②減輕機(jī)械自身的重力:一是減小動(dòng)滑輪的重力，二是減小繩子的重力，三是減小轎廂的重力。采取的主要措施是選用輕質(zhì)材料制成的轎廂、動(dòng)滑輪和繩子。知3－練[中考·齊齊哈爾]某小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。例1知3－練實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5知3－練(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向______緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。勻速知3－練(2)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法______(填“正確”或“不正確”)，因?yàn)樗麤](méi)有考慮到______對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。解析：在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)，不會(huì)克服滑輪與軸、繩與滑輪之間的摩擦，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)偏小，故這樣的想法不正確。不正確摩擦知3－練(3)用圖丁裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出表中第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)將表中的兩個(gè)數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.50.480％

知23－練知3－練(4)通過(guò)比較______(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào))兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無(wú)關(guān)。1、2解析：1、2、3次實(shí)驗(yàn)中繩子的段數(shù)分別為2、3、3，再結(jié)合鉤碼的重力可知，1、2、3次實(shí)驗(yàn)分別是用甲、乙、丙裝置做的。探究同一滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系時(shí)，要控制提升物體的重力相同、滑輪個(gè)數(shù)相同，只改變繩子的有效段數(shù)，故應(yīng)比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。知23－練知3－練(5)通過(guò)比較______(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào))兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。解析：探究同一滑輪組提升重物時(shí)機(jī)械效率與物重的關(guān)系，要控制滑輪個(gè)數(shù)相同、繩子的段數(shù)相同，只改變物體的重力，故應(yīng)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2、3知3－練(6)通過(guò)比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_________________________________________________________。解析：3、4兩次實(shí)驗(yàn)利用的是丙、丁兩裝置，滑輪組不同，提升的重物相同，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越小。不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組機(jī)械效率越低知2－練1.[中考·天水]如圖為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重為6N。知2－練(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)得拉力大小為2.5N。(2)若鉤碼上升的高度為10cm，該滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____％。(3)若僅增加鉤碼的質(zhì)量，則該滑輪組的機(jī)械效率將______(填“增大”“減小”或“不變”)。勻速80增大知3－練易錯(cuò)點(diǎn)對(duì)滑輪組機(jī)械效率的測(cè)量影響因素理解不清例2測(cè)量如圖4所示滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。知3－練實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%知3－練(1)將表中空缺的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%0.662.5％

知3－練知3－練(2)分析第________次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；分析第3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度______(填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。1、2、3思路導(dǎo)引：