初中二年級物理（下冊）簡單機(jī)械經(jīng)典教（學(xué)）案

..一、復(fù)習(xí)引入新課復(fù)習(xí)：1.什么是功？功的兩個主要因素是什么？2.將重20N的重物勻速舉高2ｍ,人需做多少功？探究活動：因裝修房子的需要,要把沙子從一樓運(yùn)往三樓。方案：1.將沙子裝進(jìn)桶里提上三樓；2.將沙子裝進(jìn)桶里用動滑輪提上三樓；3.將沙子裝進(jìn)袋子里用動滑輪提上三樓；問題；那種方案較好？二、新知講解[知識網(wǎng)絡(luò)]一、杠桿1定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。說明：①杠桿可直可曲,形狀任意。②有些情況下,可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下,來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。2五要素──組成杠桿示意圖。①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點(diǎn)。用字母O表示。②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F1表示。③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F2表示。④動力臂：從支點(diǎn)到動力作用線的距離。用字母L1表示。⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母L2表示。畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽。3研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡指：杠桿〔>或<>。實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在〔平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。結(jié)論：杠桿的平衡條件〔或杠桿原理是：4．分類：名稱結(jié)構(gòu)特征優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動力臂大于阻力臂省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車費(fèi)力杠桿動力臂小于阻力臂費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂、人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動力臂等于阻力臂不省力不費(fèi)力天平,定滑輪二、滑輪1．定滑輪：①定義：中間的軸固定不動的滑輪。②實(shí)質(zhì)：等臂杠桿。③特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。④對理想的定滑輪〔不計(jì)輪軸間摩擦F=G。繩子自由端移動距離SF〔或速度vF=重物移動的距離SG〔或速度vG2．動滑輪：①定義：和重物一起移動的滑輪?！部缮舷乱苿?也可左右移動②實(shí)質(zhì)：動滑輪的實(shí)質(zhì)是：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。③特點(diǎn)：使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。④理想的動滑輪〔不計(jì)軸間摩擦和動滑輪重力則：F=G只忽略輪軸間的摩擦則,拉力F=〔G物+G動繩子自由端移動距離SF〔或vF=2倍的重物移動的距離SG〔或vG3．滑輪組①定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。②特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向。③理想的滑輪組〔不計(jì)輪軸間的摩擦和動滑輪的重力拉力F=G。只忽略輪軸間的摩擦,則拉力F=〔G物+G動。繩子自由端移動距離SF〔或vF=n倍的重物移動的距離SG〔或vG。④組裝滑輪組方法：根據(jù)"奇動偶定"的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。三、機(jī)械效率：１、有用功：定義：對人們有用的功。公式：W有用＝Gh〔提升重物=W總－W額=ηW總斜面：W有用=Gh2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功公式：W額=W總－W有用=G動h〔忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組斜面：W額=fL3、總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功公式：W總=W有用＋W額=FS=W有用／η斜面：W總=fL+Gh=FL4、機(jī)械效率：①定義：有用功跟總功的比值。ηη=η=η===η===η===斜面：定滑輪動滑輪：滑輪組③有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。④提高機(jī)械效率的方法：。ηη==①原理：②應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計(jì)。④步驟：必須勻速拉動彈簧測力計(jì)使鉤碼升高,目的：保證測力計(jì)示數(shù)大小不變。⑤結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：A動滑輪越重,個數(shù)越多則額外功相對就多。B提升重物越重,做的有用功相對就多。C摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。三．典型例題1、如圖所示,做出圖中各杠桿的動力和阻力的力臂。[變式1]下列關(guān)于動力F1力臂的作圖中,正確的是〔B．C．D．[變式2]3、用一條長2m的扁擔(dān)挑物品,前后兩端分別掛有300N和200N的箱子。要使扁擔(dān)保持水平平衡,肩應(yīng)離扁擔(dān)前端多遠(yuǎn)？4、在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中,如果杠桿右側(cè)高左側(cè)低,則可將左側(cè)的平衡螺母向調(diào)節(jié),使其在水平位置平衡。如圖所示,在支點(diǎn)左側(cè)20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼,在支點(diǎn)右側(cè)15cm刻度處用彈簧測力計(jì)拉杠桿,使其水平平衡。要使彈簧測力計(jì)示數(shù)最小,彈簧測力計(jì)的拉力應(yīng)沿方向,此時(shí)讀數(shù)為N。303030202010100[變式1]在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中,多次改變力和力臂的大小主要是為了〔減小摩擦B．使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確C．多次測量取平均值減小誤差D．獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律[變式2]如圖所示,是"探究杠桿平衡條件"的裝置圖．〔1實(shí)驗(yàn)前為方便測量力臂長度,應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到平衡,如果杠桿的左端向下傾斜,平衡螺母應(yīng)向端調(diào)節(jié)．〔2實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如表所示,收集多組數(shù)據(jù)的目的是；實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是〔用字母符號表示．實(shí)驗(yàn)次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm10.5101520.5151.5531.5203104220410〔3圖中杠桿處于平衡狀態(tài),每個鉤碼受到的重力是0.5N,則彈簧測力計(jì)豎直向下的拉力是N；拉著彈簧測力計(jì),逐漸向右傾斜,并保持杠桿平衡,彈簧測力計(jì)的示將．5、下列四種情形中所使用的杠桿屬千省力杠桿的是〔[變式]圖3所示的簡單機(jī)械中屬于費(fèi)力杠桿的是〔5、如圖所示,不計(jì)輪與軸的摩擦及滑輪的重力,物體處于平衡狀態(tài)時(shí)〔A．m1=m2B．m1=2m2C．m2=2m1D．m1=4m26、如圖所示的裝置中,不計(jì)滑輪摩擦,當(dāng)水平向右的拉力F=5N時(shí),物體恰能勻速的向右運(yùn)動,求物體所受地面摩擦力的大小。7、如圖所示一根質(zhì)地不均勻的木棒橫放在地上,重心為O點(diǎn),抬起它的左端需要200N,抬起它的右端需要300N,則〔1木棒的OA段重還是OB段重？〔2木棒本身重多少N？8、如圖所示,用水平方向的力F拉繩子的一端P,使物體A以2m/s的速度向左勻速運(yùn)動,此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為8N。不計(jì)滑輪、繩、彈簧的測力計(jì)的重力及繩與滑輪間的摩擦,則物體A與水平面的摩擦力及2秒內(nèi)P端移動的距離分別為〔A．8N,4mB．8N,8mC．16N,4mD．16N,8m[變式]如圖所示,用力F將重物勻速提起,滑輪重不計(jì),則重物重力G與力F的關(guān)系是〔A．F=GB．F=2GC．F=G/2D．無法確定9、如圖所示,通過滑輪組用100N的拉力在20s內(nèi)將重為240N的物體勻速提高2m,〔不計(jì)繩重和摩擦,求：〔1繩子自由端的移動速度為多大？〔2動滑輪重力多大？〔3若重物再增加120N,要使重物勻速上升,作用在繩子自由端的拉力至少多大？10、如圖所示,質(zhì)量不計(jì)的不等臂杠桿兩端分別掛上實(shí)心鐵球A、B時(shí),恰好能使杠桿在水平位置平衡。若將A和B同時(shí)浸沒在水中,則杠桿的狀態(tài)是〔A．右端下沉B．左端下沉C．仍然平衡D．不能判定[變式]等臂杠桿的兩端各懸掛一個質(zhì)量相等的實(shí)心銅球和鐵球,杠桿保持平衡,如圖所示。若將兩球同時(shí)沒入水中,杠桿將〔ρ銅>ρ鐵A.仍保持平衡B.掛鐵球的一端下降C.掛銅球的一端下降D.無法確定11、[變式1]如圖所示〔滑輪組的繞繩未畫出,人以600N的力向下拉動繞在滑輪組的繩子一端10秒,使繩端向下移動了1.5m,重物勻速上升了0.5m,已知滑輪組的機(jī)械效率為70%〔g=10N/kg．〔1按題意畫出滑輪組的繞繩．〔2人所做功的功率多大？〔3被吊起的重物質(zhì)量多大？[變式2]用如圖所示的滑輪組提升貨物,已知動滑輪重30N,貨物重360N、上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180W〔不計(jì)繩重。求：⑴滑輪組的機(jī)械效率η⑵貨物上升3m過程中,克服摩擦力做的功。12、如右圖所示,已各斜面長5m,高3m,繩端拉力為50N。利用這個滑輪裝置將重100N的物體在5s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中：〔1物體沿斜面向上運(yùn)動的速度為多少？〔2繩端移動的距離是多少？〔3拉力的功和功率各是多少？〔4拉力的機(jī)械效率是多少？[變式]如圖23所示,物重G為2000N,斜面長5m,高3m,斜面和滑輪組裝置的總機(jī)械效率為80%,若將重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上來,求：〔1所需拉力F是多少？〔2機(jī)械的總功率是多少？13、如圖所示,斜面長S=10m,高h(yuǎn)=4m．用沿斜面方向的推力F,將一個重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B．運(yùn)動過程中物體克服摩擦力做了100J的功．求：<1>運(yùn)動過程中克服物體的重力做的功；<2>斜面的機(jī)械效率；<3>推力F的大?。甗變式]現(xiàn)有重800N的木箱A,小李同學(xué)想把它搬到高為6m、長為10m的斜面上,如圖所示,他站在斜面上,沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度勻速從斜面底端到達(dá)斜面頂端．求：〔1小李同學(xué)拉木箱的功率是多大？〔2該斜面的機(jī)械效率是多少？〔3木箱A在斜面上勻速運(yùn)動時(shí)受到的摩擦力是多大？1．在生產(chǎn)生活中常使用如圖所示的簡單機(jī)械,其中一定不能省力的做法是〔A．B．C．D．2．人體內(nèi)的杠桿大多是由肌肉和骨骼組成的。圖1中屬于省力杠桿的是〔3．騎自行車上一個陡坡時(shí),有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)會沿S型路線騎行,他這樣做是為了〔A．縮短上坡過程中所走的路程B．減少上坡過程中所做的功C．減小上坡過程中所施加的力D．縮短上坡過程中所用的時(shí)間4．如圖所示,小麗用滑輪組勻速提升一個重為600N的物體,物體上升的速度為0.1m/s,人拉繩的力F為250N,不計(jì)繩重和摩擦,下列說法不正確的是〔A．人拉繩做功的功率為75WB．滑輪組的機(jī)械效率為80%C．繩子自由端移動的速度為0.3m/sD．動滑輪重為100N5．下列關(guān)于機(jī)械效率的說法正確的是〔A．機(jī)械效率不可能達(dá)到100％B．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械效率可能會大于100％C．滑輪組的機(jī)械效率一定大于動滑輪的機(jī)械效率D．杠桿的機(jī)械效率一定大于動滑輪的機(jī)械效率6．如圖所示,物體G在豎直向上的拉力F的作用下,勻速上升0.2m。已知G=18N,F=1ON。這一過程中,不能得到的結(jié)論是〔A．繩子自由端上升0.4mB．拉力F做功4JC．動滑輪重為2ND．該動滑輪的機(jī)械效率為90％7．某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組〔每個滑輪重相同勻速提起相同的重物．不計(jì)繩重及摩擦,下列說法正確的是〔A．甲圖省力,機(jī)械效率甲圖大B．甲圖省力,機(jī)械效率一樣大C．乙圖省力,機(jī)械效率一樣大D．乙圖省力,機(jī)械效率乙圖大8、將一定滑輪改為動滑輪使用,則它的機(jī)械效率在不計(jì)繩重和摩擦?xí)r〔A．一定提高B．一定降低C．一定不變D．無法判斷9.如圖所示,利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體,拉力F的大小為30N。若物體和地面之間的摩擦力大小為45N,則A處的拉力大小和滑輪組的機(jī)械效率分別為〔A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%ABABCD圖6F3F1F2F411.-個滑輪組經(jīng)改進(jìn)后提高了機(jī)械效率,用它將同一物體勻速提升同樣的高度,改進(jìn)后與改進(jìn)前相比〔A.有用功減少,總功減少B.有用功增加,總功增加C.有用功不變,總功不變D.有用功不變,總功減少12．如圖所示的輕質(zhì)杠桿,AO小于BO,在A、B兩端懸掛重物G1和G2后杠桿平衡。若將G1和G2同時(shí)向支點(diǎn)O移動相同的距離,則〔A.杠桿仍保持平衡B.杠桿的A端向下傾斜C.杠桿的B端向下傾斜D.無法判斷

13.如圖所示,下列簡單機(jī)械中,省距離的是<>14.如圖是小龍?zhí)骄?杠桿平衡條件"的實(shí)驗(yàn)裝置,用彈簧測力計(jì)在C處豎直向上拉,杠桿保持平衡。若彈簧測力計(jì)逐漸向右傾斜,仍然使杠桿保持平衡,拉力F的變化情況是<>A.變小B.變大C.不變D.無法確定15.小華用釣魚竿釣起重為15N的魚,如圖所示,OA=0.4m,OB=2m。下列說法正A.用釣魚竿釣魚費(fèi)距離B.釣魚竿是個省力杠桿C.手對釣魚竿的拉力F1的大小為75ND.手對釣魚竿的拉力F1的大小為3N16.下列簡單機(jī)械中,不能夠用20N的力提起50N的物體的是<>A.杠桿B.動滑輪C.斜面D.輪軸17.如圖所示,用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不計(jì),在物體勻速上升的過程中<>A.甲圖省力,機(jī)械效率甲圖大B.甲圖省力,機(jī)械效率一樣大C.乙圖省力,機(jī)械效率乙圖大D.乙圖省力,機(jī)械效率一樣大18.如圖所示,測定滑輪組的機(jī)械效率時(shí),所用鉤碼質(zhì)量為200g,幾位同學(xué)用彈簧測力計(jì)測出拉力F的讀數(shù)如下,其中肯定錯誤的是<>NB.0.8NC.0.7ND.0.6N19．如圖所示,用F=10N的力拉著物體在地面上勻速運(yùn)動,則物體與地面間的摩擦力為〔A、10NB、20NC、30ND、無法確定20.如圖甲所示,小明在探究"杠桿的平衡條件"實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。〔1實(shí)驗(yàn)前,將杠桿中點(diǎn)置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉。此時(shí),應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向_________〔選填"左"或"右"調(diào)節(jié),使杠桿在不掛鉤碼時(shí),保持_________并靜止,達(dá)到平衡狀態(tài)。這樣做的好處是便于在杠桿上直接測量___________?！?杠桿調(diào)節(jié)平衡后,小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個鉤碼,在B點(diǎn)處掛6個鉤碼,杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為________。他這樣得出的結(jié)論是否合理？____________；為什么？__________________?！?實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明提出了新的探究問題："若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí),杠桿的平衡條件是否仍然成立？"于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置,用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí),測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是__________________。21.小明在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中,所用裝置如圖所示,實(shí)驗(yàn)中每個鉤碼重2N,測得的數(shù)據(jù)如表：〔1在實(shí)驗(yàn)中,測繩端拉力F時(shí),應(yīng)盡量豎直向上_______拉動彈簧測力計(jì)且在拉動過程中讀數(shù)。〔2第1次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率為________。〔結(jié)果保留兩位有效數(shù)字〔3分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實(shí)驗(yàn)是用___________圖做的；第4次實(shí)驗(yàn)是用______圖做的?！策x填"甲""乙"或"丙"?！?分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組,__________可以提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組,提升相同的重物,動滑輪個數(shù)越多〔即動滑輪總重越重,滑輪組的機(jī)械效率_________?！?分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度____________。22．如圖所示杠桿OBA處于平衡狀態(tài),請分別畫出F1的力臂L1和F2的力臂L2。23．如圖所示,水平地面上一質(zhì)地均勻的方形木板在力F1的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),若把它看作一個以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)的杠桿,請你畫出阻力F2及動力F1的力臂l1．24．如下左圖,小明在做俯臥撐時(shí)可將他視為一個以腳為支點(diǎn)O的杠桿,如果他的重心在A點(diǎn),請?jiān)趫D中畫出重力G和支撐力F及支撐力的力臂l。25．如圖所示,請畫出杠桿AB在圖示位置靜止時(shí)作用在B點(diǎn)的最小力F及其力臂L．26.使用動滑輪能省〔選填"力"、"功"或"距離"．用重為2N的動滑輪勻速提升一個重物時(shí),動滑輪的機(jī)械效率為75%,若改用重為1.5N的動滑輪勻速提升同一重物,此動滑輪的機(jī)械效率為%〔不計(jì)繩重和摩擦．27.如圖所示,斜面長1m,高0.4m,用大小為5N沿斜面向上的拉力F,將重10N的鐵塊從底端勻速拉到頂端,斜面的機(jī)械效率為；若僅使傾角θ