2.簡單機械講義（教師逐字稿）

簡單機械講義（教師逐字稿）一、課程簡介PPT（第1頁）：本節(jié)課我們主要學習：1、簡單機械的知識層次體系構(gòu)建；2、如何解題。杠桿是中考的必考內(nèi)容，考察同學對力和能的理解，綜合考察了對圖像和公式的運用，準備好了么？Lefsgo!二、本節(jié)內(nèi)容知識特點PPT（第2頁）：先來了解一下簡單機械的知識特點。1、“力與能的綜合運用”；2、“力學部分集大成”；“力與能的綜合運用”，不知道還記得我們之前學的是什么么？各種各樣的力和能量?，F(xiàn)在簡單機械這章，就是把我們遇到的各種情景,抽象成簡單的機械，再把這些簡單機械結(jié)合起來，綜合考察。“力學部分集大成”換句話說，力學最難的部分也在這里啦。也算是給同學打個預(yù)防針，難則難矣，務(wù)必要端正心態(tài)。三、正式進入學習PPT（第3頁）：現(xiàn)在我們正式進入簡單機械知識。先認識一下簡單機械的本質(zhì)。簡單機械關(guān)注兩個方面，一個是各種簡單機械，另一個這是圍繞著簡單機械的各種物理量的討論。五、解題技巧PPT（第13頁）：0K,知識層次體系構(gòu)建結(jié)束。讓我們來一起看一下如何運用知識層次體系來解題吧?。▌?wù)必看視頻，學霸不必過多講解）。PPT（第14-15頁）:第1題和答案。PPT（第16-17頁）:第2題和答案。PPT（第18T9頁）:第3題和答案。PPT（第20頁）：回顧落實?？赐暌曨l題目后，有沒有學會如何運用知識樹來解題？我們再次總結(jié)一下知識層次體系的要點吧。六、總結(jié)PPT（第21頁）:要點總結(jié)（學霸照PPT讀即可）。PPT（第22頁）：注意事項提醒（4個tip,學霸照PPT讀即可）。PPT（第23頁）：課后作業(yè)布置，請完成我們?yōu)槟銣蕚涞慕?jīng)典習題。PPT（第24頁）:結(jié)束。10在這一章我們需要學習動滑輪定滑輪，滑輪組，輪軸和斜面，這些各種各樣的簡單機械，了解他們的定義和特點。圍繞著這些簡單機械，我們需要知道關(guān)于他們的功，機械效率，功率等等，PPT（第4頁）：接下來，讓我們來看看簡單機械的題目到底都在求些什么，考試需要我們會寫什么東西?？傮w來講，在初中物理考試的范疇內(nèi)，我們主要關(guān)注這幾個方面的考點：.杠桿的平衡條件以及應(yīng)用.與杠桿相關(guān)的力學計算.動滑輪定滑輪的實質(zhì)與應(yīng)用.有用功，總功的辨別.機械效率的計算總體來說，我們在簡單機械這一章主要考察以上的內(nèi)容，熱點是杠桿的平衡條件，杠桿的應(yīng)用，希望同學務(wù)必掌握。四、構(gòu)建知識層次體系PPT（第5頁）：我們這節(jié)課就是要構(gòu)建出簡單機械的知識層次體系，并且看幾道利用知識層次體系來解決的經(jīng)典例題。PPT（第6頁）：現(xiàn)在這棵知識樹要長出力學部分的尾端末梢啦。PPT（第7頁）：先來把知識層次體系構(gòu)建好吧。PPT（第8頁）：首先我們概覽一下全局，看一下這節(jié)課我們要學習哪幾個部分的內(nèi)容。2總共有兩個大部分知識我們需要掌握，分別是簡單機械的概念，和簡單機械的方法，也就是我們在方法論中說明的Conception和Methodo在簡單機械的概念中，我們先從杠桿說起，然后是滑輪和機械效率。接著是簡單機械的方法，我們需要在此章中學會判斷杠桿變化問題的方法等等。以上就是我們這節(jié)課要掌握的內(nèi)容。接下來我們就先從conception開始，突破簡單機械的重點和難點吧。PPT（第9頁）：首先，什么是杠桿呢？一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點運動，這根硬棒就是杠桿。我們一般用力的五要素來描述它。支點：杠桿可以圍繞其轉(zhuǎn)動的點。動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。阻力：妨礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。動力臂：從支點到動力作用線的距離。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。而我們所說的杠桿的平衡呢，指的就是在力的作用下，如果杠桿處于靜止狀態(tài)或者繞支點運動轉(zhuǎn)動的情況下，我們就認為杠桿平衡了。為了達成這種平衡，物體需要滿足一定的條件，即動力*動力臂二阻力*阻力臂，也就是我們常說的阿基米德杠桿原理。在實際的分析3和運算過程中，一般遵循以下步驟：.確定支點的位置.分清杠桿受到的動力和阻力.明確其大小和方向，盡可能的作出受力分析的圖像.確定力臂.根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解那么，從平衡條件出發(fā)，力臂的不同，我們可以把生活中的杠桿分為省力杠桿，費力杠桿，等臂杠桿。省力杠桿：羊角錘、瓶蓋起、道釘撬、老虎鉗、起子、手推車、剪鐵皮和修枝剪刀。費力杠桿：筷子、鑲子、釣魚竿、腳踏板、掃帚、船槳、裁衣剪刀、理發(fā)剪刀、人手臂。等臂杠桿：天平、定滑輪。以自行車為例：自行車是一種人們常用的代步交通工具，從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來看，它要用到許多自然科學知識，.車把手在轉(zhuǎn)動時是一個省力杠桿，當動力臂大于阻力臂時可以省力。.剎車閘在使用時是一個杠桿，當動力臂大于阻力臂時可以省力。.腳踏板與大飛輪，小飛輪與后輪組成輪軸裝置，當動力作用在輪上可以省力，作用在軸就費力。有時候，我們在杠桿問題中會遇到當力的方向，大小發(fā)生改變的情況，此時杠桿要建立起新的平衡。杠桿的動態(tài)平衡問題，因題目條件的各種不同表述，顯得繁雜。但其實，只要抓住杠桿平衡條件一動力X動力臂二阻力X阻力臂作為判斷依據(jù)，便可分析杠桿平衡條件中的力、力臂的變化及變化趨勢，使杠桿動態(tài)平衡問題迎刃而解。處理技巧：動態(tài)變化問題中，最好畫出動態(tài)的圖象，先分析哪些物理量是不變的，再分析哪些是變化的，進而通過平衡條件求解。此外，“動力臂”達到最大值，同時“動力”達到最小值，這也是?？碱}型。PPT（第10頁）：接下來便是我們這章的重點啦，我們來詳細說說簡單機械。就從定滑輪開始吧，我們把軸固定不動的滑輪叫定滑輪，其實質(zhì)是一個等臂杠桿，其動力臂和阻力臂就是定滑輪的半徑，因此，其就是一個等臂杠桿，既不省力，也不省距離。我們使用定滑輪能夠改變作用力的方向，動力移動的距離和重物移動的距離相等。對于動滑輪而言呢，我們把軸隨物體一起移動的滑輪叫動滑輪，動指的是軸心的位置在移動，而不是轉(zhuǎn)動。動滑輪實質(zhì)上是動力臂為阻力臂兩倍的杠桿，其動力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑，5能省一半的力，但是費距離，而且不能改變力的方向。將二者結(jié)合在一起的，就是我們所說的滑輪組了。我們?nèi)绻褞讉€動滑輪和定滑輪搭配程滑輪組，既可以改變力的大小，又能改變力的方向。滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即F二G/n.那么，我們應(yīng)該如何組裝滑輪組呢？1、確定“n”。根據(jù)題意確定由多少段繩子承擔動滑輪重力和物體重力。2、確定動滑輪個數(shù)。3、確定定滑輪的個數(shù)?？谠E：“一動配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定?！?1)在不改變施力的方向時，以動滑輪個數(shù)為基數(shù)，按“一動配一定，偶數(shù)減一定”來確定定滑輪的個數(shù)。即：一個動滑輪配一個定滑輪；但當n為偶數(shù)時，定滑輪的個數(shù)等于“動滑輪的個數(shù)減一個”。(2)在需要改變施力的方向時，仍以動滑輪的個數(shù)為基數(shù)，按“變向加一定”的方法確定定滑輪的個數(shù)。即：在“一動配一定，偶數(shù)減一定”的基數(shù)上，再加上一個定滑輪。4、組裝滑輪組?？谠E：“奇動偶定”。確定好了動滑輪和定滑輪的個數(shù)后，再確定繩子的起始點。(1)當n為奇數(shù)時，繩子的起始點從動滑輪開始，經(jīng)定滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線。(2)當n為偶數(shù)時，繩子的起始點從定滑輪開始，經(jīng)動滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線。接著，是滑輪組怎么繞線的問題。一般來說，在給滑輪組繞線時，首先要確定承擔物重的繩子股數(shù)n,然后根據(jù)“奇動偶定，由內(nèi)向外”的原則繞繩。“奇、偶”是指承擔物重的繩子股數(shù)，“動、定”是指動滑輪和定滑輪。即如果n是奇數(shù)，則繩子起始端在動滑輪的小鉤上開始繞起；如果n是偶數(shù)，則繩子起始端從定滑輪的小鉤上開始繞起。需要注意的是：在繞線時，所畫的線要直，并且要與兩個滑輪外側(cè)相切；在一般情況下，要在最后一股（最外層）繩子的末端用箭頭標出拉力的方向。接下來是輪軸，如圖所示，其由一個輪和一個軸組成，并且都繞固定的軸轉(zhuǎn)動，若動力作用在輪上則省力，若動力作用在軸上則費力。實質(zhì)上，輪軸是一個可連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿。最后就是斜面啦，一個與水平面成一定夾角的傾斜平面，是一種省力的簡單機械。我們來看圖。如果忽略摩擦，假設(shè)斜面長是斜面高的n倍，拉力就是物體所受重力的n分之一，即F二hG/L,F為拉力，G為重力，L為斜面長，h為斜面高。也就是說斜面高度一定，斜面越長越省力。PPT（第11頁）：然后我們來說說機械效率。在使用任何機械時，人對機械所做的功，都不會少于不用機械而直接用手做的功，也就是說，使用任何機械都不省功，這個結(jié)論叫“功的原理”。從公式上來說，W=Fs,要省力就要多移動距離，要少移動距離就要多用力，使用任何機械都不能省功。在物理學中，我們把完成某項任務(wù)時必須要做的功叫有用功，也就是人不用機械而直接用手時必須做的功，也等于理想情況下，人所做的功，舉個例子，抬升物體時，W有二G*h。和這個相比，我們把不得不客服摩擦阻力等因素的影響而多做的功叫額外功，其主要來源主要有：1.提升物體時，克服機械自重，容器重，繩重等所做的功。2.克服機械的摩擦所做的功。這兩者的總和，就是我們說的總功啦，也就是我們在使用機械做功的時候所做的功。關(guān)于這些，我們需要知道的是，我們把有用功和總功的比值叫做機械效率，n二（W有用〃總）100%。其物理意義是：機械效率是標志機械做功性能好壞的物理量，機械效率越高,這個機械的性能越好。機械效率的高低并不決定機械時省力還是費力，效率只說明有用功在總功里的比例大。從公式里也能看出來，機械效率由有用功和總功兩個因素決定，機械效率的高低不能只考慮一個因素。當總功一定的時候，機械做的有用功越多，或額外功越少，機械效率就越高。當有用功一定時，機械所做的總功越少，或額外功越少，機械效率就越高。當額外功一定時，機械所做的總功越多，或有用功在總功中所占的比例就越大，機械效率就越高。PPT（第12頁）：最后，我們來討論一下簡單機械中的方法。首先是判定杠桿變化問題的方法。在解答有關(guān)杠桿變化問題時，必須掌握以下幾點方法：.判定生活中杠桿的支點，即支點是杠桿圍繞著轉(zhuǎn)動的固定點，相對于杠桿是不動的點，一定在杠桿上。.結(jié)合杠桿的實際情況，弄清杠桿受到的動力和阻力，并明確其大小和方向，盡可能的做出力的示意圖。.根據(jù)判定的支點和杠桿受到的動力，阻力做出對應(yīng)的的動力臂,阻力臂，確定動力臂，阻力臂的變化情況。.根據(jù)杠桿平衡的條件，把判斷出的相關(guān)變化量帶入杠桿的平衡條件，然后再進行分析判斷，從而得出結(jié)論。接著是利用杠桿平衡條件尋求最省力的方法。其核心在于，當阻力和阻力臂一定的時候，動力臂越長，動力越小，當動力臂最長的時候，動力最