簡單機械教案

1、學習目標1、 掌握杠桿和滑輪的工作原理；2、 能夠分析省力杠桿和費力杠桿；3、 掌握動滑輪和定滑輪對力的改變方式，分析滑輪組的受力；4、 能夠運用所學知識解釋生活中的杠桿和滑輪現(xiàn)象。教學內(nèi)容內(nèi)容回顧1、 什么是力？ 我們將一個物體對另外一個物體的作用叫做力。2、 二力平衡。 物體處于靜止或勻速運動狀態(tài)，我們稱物體處于平衡狀態(tài)，處于平衡狀態(tài)的物體所受到的力叫做平衡力。如果物體只受到兩個力而處于平衡，我們把這種情況叫做二力平衡。3、 物體的受力分析。 一般情況下是一“重”、二“彈”、三“摩擦”四“場力”。其中重是重力指物體受到地球引力的作用而受到的力；彈是彈力指發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復原來的

2、形狀，對跟他接觸的物體產(chǎn)生的作用，通常包括地面的支持力、水的壓力和繩索的拉力等，方向總是與接觸面垂直的；場力一般指電場力和磁場力?！窘谭ā恳龑W生回顧。知識精講知識點一（ 杠桿）【知識梳理】1、概念：如下圖所示，各種工具在使用過程中都是繞這某一點固定轉(zhuǎn)動的，我們把在力的作用下繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。 2、 杠桿的五要素（1）支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，通常用O表示。（2）動力：為達到目的而使杠桿轉(zhuǎn)動的力，通常用表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，通常用表示。（4）動力臂：從支點到動力作用線的距離，通常用表示。（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，通常用表示?！窘谭ā?通過展示圖片和舉實際

3、的例子，讓學生知道什么使杠桿?！纠}精講】例1.一根 棒在力的作用下，能夠 ，這根棒就叫做杠桿。杠桿的支點是指 ，作用在杠桿上，促使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做 ， 杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做阻力。從 到 的 距離叫做動力臂。【教法】：逐步幫主學生疏導概念，使學生進一步掌握杠桿概念?！窘馕觥浚焊鶕?jù)杠桿的概念知道杠桿是力的作用下繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒，由杠桿的五要素可知支點是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，使杠桿轉(zhuǎn)動的力是杠桿的動力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力是杠桿的阻力，動力臂是從支點到動力作用線的距離?！敬鸢浮浚河?；繞固定點旋轉(zhuǎn)；杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點；動力；阻礙；支點；動力作用線；垂直?！菊n堂練習】1. 畫出圖中各力的力臂。 【教法】：

4、對動力臂和阻力臂的概念，進行認真的梳理和解剖?！窘馕觥浚阂驗榱Ρ凼侵c到力的作用線的距離，就是支點到延著力的方向的最短距離，就是力臂與力的作用線垂直?！敬鸢浮恐R點二（杠桿的分類）【知識梳理】1、 杠桿的平衡 杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動，就說此時杠桿處于平衡狀態(tài)。 在“重心”理論的基礎(chǔ)上，阿基米德發(fā)現(xiàn)了杠桿原理，即“二重物平衡時，它們離支點的距離與重量成反比。其公式為：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即。2、 杠桿的分類 （1）省力杠桿:L1>L2,F1<F2,省力、費距離。如拔釘子用的羊角錘、鍘刀，瓶蓋扳子，軋刀，動滑輪，手推車 剪鐵皮的剪刀及剪鋼筋用

5、的剪刀等。 (2)費力杠桿:L1<L2,F1>F2,費力、省距離，如釣魚竿、鑷子，筷子，船槳,裁縫用的剪刀等。 (3)等臂杠桿:L1=L2,F1=F2,既不省力也不費力，又不多移動距離，如天平、定滑輪等。注意：沒有任何一種杠桿既省力又省距離?！窘谭ā?通過具體例子 的分析，讓學生掌握杠桿的平衡原理，學會辨別各種杠桿。【例題精講】例1.如圖所示輕質(zhì)杠桿OA上懸掛著一重物G，O為支點，在A端用力時杠桿平衡。下列敘述正確的是（ ）A.此杠桿一定是省力杠桿。B.沿豎直向上方向用力最小。C.此杠桿可能是省力杠桿，也可能是費力杠桿。D.沿OA方向用力也可以使杠桿平衡?！窘谭ā浚悍治鱿到y(tǒng)的阻力臂

6、、阻力、動力和動力臂，根據(jù)杠桿平衡的關(guān)系，對答案進行分析排除。【解析】：因為無法確定動力臂的大小，A錯誤；沿垂直杠桿向上，動力臂最大，動力最小最省力，B錯誤；沿OA方向，動力臂是零，杠桿無法平衡，D錯誤；不同方向的力可以確定不同的動力臂，因此動力臂可能很大，也可能很小，所以此杠桿可能是省力杠桿，也可能是費力杠桿，C正確。 【答案】：C 例2.如圖所示，屬于費力杠桿的工具是（ ）【教法】：化成簡單受力示意圖，分析阻力臂、阻力、動力和動力臂的關(guān)系。 【解析】：剪刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，故剪刀為省力杠桿，A不符合題意；起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，故剪刀為省力杠桿，B不符合題意；鋼絲

7、鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，故剪刀為省力杠桿，D不符合題意；鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，故剪刀為費力杠桿，C。符合題意【答案】：C【課堂練習】1.如圖所示，重力為G的均勻棒懸于O點成豎直，現(xiàn)在下端施一水平拉力讓棒緩慢轉(zhuǎn)過角，在棒轉(zhuǎn)動的過程中（ ） A.動力臂逐漸變大 B.阻力臂逐漸變大 C.動力不變 D.動力逐漸減小【教法】：分析在變化在變化過程中阻力臂與動力臂的變化?！窘馕觥浚焊軛U轉(zhuǎn)動的過程中符合杠桿平衡的條件，即阻力為硬棒的重力，大小不變，硬棒在豎直位置時，重力的力臂為零，轉(zhuǎn)過角后，重力的力臂（阻力臂）逐漸增大，故B正確；當硬棒在豎直位置時，F(xiàn)的力臂是杠桿的長度，且力臂最長，

8、當杠桿轉(zhuǎn)過角后，力與杠桿不在垂直力臂變小，故A錯誤；根據(jù)杠桿平衡條件可得，阻力與阻力臂乘積增大，而動力臂減小，則動力是逐漸增大的，故C、D錯誤?！敬鸢浮浚築2.如圖所示，O為杠桿的支點，第一次杠桿在重物G和力的作用下處于水平位置平衡。如果二次杠桿在重物G和力的作用下仍然在圖中位置保持平衡，下面關(guān)系中正確的是（ ） A. B. C. D.【教法】：分析兩次平衡過程中力臂的關(guān)系，再根據(jù)杠桿平衡條件判斷力的大小?！窘馕觥浚旱谝淮胃軛U在G和的作用下處于平衡時，的力臂為O到作用點的桿長，重力G和重力的力臂為整個桿的長度，由杠桿平衡條件可得,又由圖可知,所以;當?shù)诙胃軛U在重物G和的作用下時，的力臂為，如

9、圖所示，由圖知道,為了使杠桿仍在圖中位置保持平衡。因為G和重力的力臂無法改變，又力臂變小，則。故選C、D。【答案】：C、D知識點三（滑輪）【知識梳理】1、 滑輪的概念和分類 用繩索或鏈條繞過具有轉(zhuǎn)動軸的光滑圈輪就叫做滑輪。 根據(jù)轉(zhuǎn)動軸是否跟物體一起運動分為動滑輪和定滑輪。轉(zhuǎn)軸跟著物體運動的叫做動滑輪；轉(zhuǎn)軸位置固定不變的叫做定滑輪。2、 定滑輪 （1）實質(zhì)是個等臂杠桿。 （2）特點是可以改變動力的方向、不省力、不省距離。3、 動滑輪 （1）實質(zhì)是動力臂等于阻力臂2陪的杠桿。 （2）作用是不改變力的方向、省一半的力、費一倍的距離。 【教法】 通過圖片分析，理清楚滑輪以及動滑輪和定滑輪的概念，了解動

10、滑輪及定滑輪與杠桿的關(guān)系?！纠}精講】例1 、如右圖所示，物體重10N，且處于靜止狀態(tài)。該滑輪是       滑輪，手拉彈簧測力計在1位置時的示數(shù)為       N。若手拉彈簧測力計在1、2、3三個不同位置時的拉力分別是F1、F2、F3，則它們的大小關(guān)系是F1    F2    F3。這證明使用定滑輪不能改變力的     ，只能改變力的&

11、#160;     。 【教法】：讓學生根據(jù)定滑輪的特點，分析各個力與重力的關(guān)系?！窘馕觥浚河蓤D可知該滑輪為定滑輪，定滑輪的特點是，即不省力也不費力，但能改變力的方向。【答案】：定；10；=；=；大?。环较?。例2、如右圖所使用的滑輪為                滑輪。若物重G = 400N，不計滑輪、繩子的重量及摩擦，勻速提起重物所需的拉， F =   

12、   N。 【教法】：讓學生根據(jù)動滑輪滑輪的特點，分析各個力與重力的關(guān)系?！窘馕觥浚河蓤D可知該滑輪為動滑輪，由于不計滑輪、繩子的重量及摩擦，由動滑輪特點可知拉力為重力的二分之一，即?！敬鸢浮浚簞樱?00N?！菊n堂練習】1、 定滑輪實質(zhì)是           杠桿，使用定滑輪可以改變        ，但它不 能      

13、;        。動滑輪實質(zhì)是        的杠桿，使用動滑輪 可          力，但              改變力的方向。如下圖所示的甲、乙兩個裝置中各使用了一個滑輪。其中甲圖中的滑輪是   &

14、#160;   滑輪，乙圖中的滑輪是       滑輪。 【教法】：指導學生對兩種滑輪的概念進行梳理。【解析】：根據(jù)動、定滑輪的實質(zhì)和特點進行梳理?！敬鸢浮浚旱缺?；方向；大??；動力臂等于2倍阻力臂；省一半力；不可以；動；定。2、工人為搬一笨重的機器進入廠房，設(shè)計了如下四中方案（機器下方的圓表示并排放置的鋼管橫截面），那種追省力（ ） 【教法】：指導學生對各圖的力進行分析【解析】：比較四個圖可知甲圖的摩擦力最大，所以A的力最大，A錯誤；B圖為定滑輪只能改變力的方向，不能改變力的大小，所以與D答案一

15、樣拉力F就等于摩擦力，則B、D錯誤。C圖為動滑輪，根據(jù)動滑輪特點可知，拉力F等于摩擦力大一半，所以C圖F最小，故選C?！敬鸢浮浚篊知識點四（滑輪組）【知識梳理】1、 概念：動滑輪與定滑輪的組合叫做滑輪組。如圖所示為兩種不同繞法的滑輪組。 分析（解剖分析）得到原來兩種的組合方式的省力情況不同。一個F=1/2G 另一個F=1/3G2、 特點：既可以省力又可以改變力的方向，但要多費距離；當動滑輪上連有n根繩子，那拉力和物重的關(guān)系是F=1/n G， （動滑輪的自重不計）?！窘谭ā?對每種組合的方式上每個滑輪的受力進行具體分析?！纠}精講】例1、如圖所示的滑輪組不計滑輪重和摩擦則F1_GF2=

16、_G?！窘谭ā浚航Y(jié)合滑輪組的特點分析每個力的情況?！窘馕觥浚河蓤D知，左邊的滑輪由5段繩子承擔重物，所以5F1=G，右邊的滑輪由4段繩子承受重物所以4F2=G?！敬鸢浮浚豪? 、如圖所示，此人體重為600N，他想站在吊籃里把自己勻速地拉上去，若已知吊籃、動滑輪共重240N，那么他所用的拉力F應為(   )A600N  B280N   C240N    D840N【教法】：具體分析每個滑輪對力的改變?！窘馕觥浚哼@里的認人不是站在地面上，所以是3段繩子吊起了籃子和人，且每段繩子的力

17、的大小都相同，因此，所以F=840/3=280N?！敬鸢浮浚築【課堂練習】1、不計滑輪重及摩擦等因素，物重100N，用圖中所示滑輪組勻速提升時，F(xiàn)=_N，掛鉤B處所受力_N，頂板懸掛定滑輪的A處所受力_N?！窘谭ā浚壕唧w分析每個滑輪對力的改變?！窘馕觥浚簞踊喩弦还灿?段繩子，所以將向上的100N分成4分，即每段繩子上有100/4=25N,所以F=25N。而掛鉤B受到的力是整個滑輪的力，所以B處受力100N。因為每段繩子都有25N向上的力，根據(jù)力的平衡可得，每段繩子有25N向下的力，而向下的繩子一共有3段，所以A處所受的力等于3段繩子的合力，即75N。【答案】：25N；100N；75N。2、

18、一同學站在地面上，要利用如圖所示的滑輪組提升重物，已知物體和滑輪總重為1000N，而繩子最多只能承受400N的力，請你在圖中幫他畫出符合要求額繩子的繞法。【教法】：分析總重與繩子受力的關(guān)系，利用滑輪組特點分析需要的動滑輪的繩子的段數(shù)。【解析】：物體和滑輪總重為1000N，繩子最多只能承受的重即最大拉力F=400N。所以繩子段數(shù),所以繩子的段數(shù)為3段?！敬鸢浮浚?總結(jié)回顧1. 杠桿的概念及構(gòu)成杠桿的要素。 杠桿：在力的作用下繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒。 構(gòu)成要素：支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂。2. 杠桿的平衡條件。 動力×動力臂=阻力×阻力臂3. 杠桿的分類。 省力杠桿、費力杠桿

19、和等臂杠桿。4. 什么是定滑輪？定滑輪的特點和實質(zhì)。 轉(zhuǎn)軸位置固定不變的滑輪叫做定滑輪。特點是可以改變動力的方向、不省力、不省距離。實質(zhì)是個等臂杠桿。5. 什么是動滑輪？定滑輪的特點和實質(zhì)。 轉(zhuǎn)軸跟著物體運動的滑輪叫做動滑輪。特點是不改變力的方向、省一半的力、費一倍的距離。實質(zhì)是動力臂等于阻力臂2陪的杠桿。6. 什么是滑輪組？它有什么特點？ 動滑輪與定滑輪的組合叫做滑輪組。特點是既可以省力又可以改變力的方向，但要多費距離；當動滑輪上連有n根繩子，那拉力和物重的關(guān)系是F=1/n G， （動滑輪的自重不計）。 課后作業(yè)1、下列事例屬于省力杠桿的是（ ） A. 用鑷子換藥 B用筷子夾菜 C. 用大掃

20、掃帚掃地 D. 用鉗子截斷鐵絲 【教法】：分析每種物體在利用時的阻力臂和動力臂大小，根據(jù)杠桿平衡條件判斷。【解析】：鑷子、筷子、掃帚的動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，鉗子的動力臂大于阻力臂，是省力杠桿?！敬鸢浮浚篋2、如圖所示在“研究杠桿的平衡條件”的實驗中若實驗時在杠桿的左端懸掛一個物體右端用彈簧秤拉著使杠桿在水平位置保持平衡今握著彈簧秤緩慢地沿圖中虛線的位置1移動到2(杠桿始終在水平位置保持平衡)則彈簧秤的示數(shù)（ ） A不斷增大 B先增大后減小 C不斷減小 D先減小后增大 【教法】：分析從1到2的力臂變化?！窘馕觥浚?、2位置施力的力臂如圖所示。當施加的動力垂直于杠桿時，動力臂最長，因為杠桿

21、始終在水平位置保持平衡，阻力和阻力臂一定，此時的動力最小，所以從位置1移動到2的過程中，動力F先減小再增大?！敬鸢浮浚篋3、密度均勻的直尺放在水平桌面上尺子伸出桌面部分OB是全尺長的1/3當B端掛上10N的物體時直尺的A端剛好開始翹起。如圖5所示則此直尺受到的重力是（ ） A.20N B.5N C .10N D. 無法確定。 【教法】：分析受力情況?！窘馕觥浚喝鐖D由于直尺的密度是均勻的，所以其重心在尺子的中點C處，如圖所示。,所以。有杠桿平衡條件得,即。所以G1=20N?！敬鸢浮浚篈4、一根輕質(zhì)杠桿在左右兩端分別掛在200牛和300牛的重物時杠桿恰好平衡若將兩邊物重同時減少50牛，則杠桿 （

22、） A左端下沉 B右端下沉 C仍然平衡 D無法確定 【教法】：分析力臂與力的關(guān)系?！窘馕觥浚杭僭O(shè)杠桿左端力臂為，右端力臂為，開始時，由杠桿平衡條件得：所以，將兩邊同時減小50N，,，左邊<右邊，所以右邊下沉?！敬鸢浮浚築5、 工地上建筑工人常用如圖所示的小車運送重物為了省力應將重物放在A處還是B處，請在所選擇的A或B處畫出重物的重力示意圖及其對支點O的力臂。 【教法】：分析動力、動力臂和阻力的大小變化。【解析】：由圖可知，小車的軸是支點，動力作用在車把上，動力臂一定，重物的重力是阻力，大小一定，根據(jù)杠桿的平衡條件，當杠桿平衡時，在動力臂越和阻力大小一定時，阻力臂越短，動力就越小所以為了省力，應將重物放在A處重力的方向豎直向下，作出重力示意圖，然后由支點向重力作用線引垂線，支點到垂足的距離就是阻力臂。【答案】：6、 請在圖中畫出抽水機手柄A點所受動力F1的力臂L1和B點所受阻力F2的示意圖。 【教法】：分析動力的目的?！窘馕觥浚河闪Ρ鄣母拍羁芍瑒恿Ρ凼侵c到動力作用線的垂線。由于動力是向上，目的是將B點往下壓，所以阻礙B往下的阻力就是，沿著B向上?！敬鸢浮浚?、小明用如圖所示的滑輪組，將重為1.5N的物體勻速提升到一定高度，在此過程中，手拉力的實際大小應該是（ ）A、小于0.75N B、等于0.75N C、大于