2023學(xué)年完整公開課版簡(jiǎn)單機(jī)械

杠桿課標(biāo)解讀（2011修訂版）1.知道簡(jiǎn)單機(jī)械．通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件．2.知道機(jī)械效率．了解提高機(jī)械效率的途徑和意義．3.了解人類使用機(jī)械的歷程．了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用．在力的作用下，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，叫做杠桿。一、杠桿的概念：支點(diǎn)：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O。動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2。動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到動(dòng)力F1作用線的距離l1。阻力臂：從支點(diǎn)O到阻力F2作用線的距離l2。F1F2l1o支點(diǎn)：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O。動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2。動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O

到動(dòng)力F1作用線的距離l1。阻力臂：從支點(diǎn)O

到阻力F2作用線的距離l2。l2OBF1如圖所示是用道釘撬撬起道釘?shù)氖疽鈭D，請(qǐng)畫出作用在道釘撬上動(dòng)力F1的力臂．

OBF1l1請(qǐng)?jiān)趫D中畫出用瓶起子啟瓶蓋的動(dòng)力F1的力臂L1和阻力F2某同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖所示），可將他視為一個(gè)杠桿，支點(diǎn)為O，他的重心在A點(diǎn)，支撐力為F，請(qǐng)畫出重力和支撐力F的力臂．如圖所示是某同學(xué)做俯臥撐時(shí)的示意圖，他的質(zhì)量為56kg。身體可視為杠桿，O點(diǎn)為支點(diǎn)．A點(diǎn)為重心。（10N/kg）(1)該同學(xué)所受重力是多少？

（2分）；(2)在圖中畫出該同學(xué)所受重力的示意圖，并畫出重力的力臂L1（2分）（3）若0B=1.0m，BC=0.4m，求地面對(duì)雙手支持力的大?。?分)

找最大動(dòng)力臂的方法

(1)當(dāng)動(dòng)力作用點(diǎn)確定時(shí),支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的線段長(zhǎng)即為最大動(dòng)力臂.

(2)當(dāng)動(dòng)力作用點(diǎn)沒有規(guī)定時(shí),應(yīng)看杠桿上哪一點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn),則這一點(diǎn)到支點(diǎn)的距離即為最大動(dòng)力臂.如圖，在杠桿AB上掛了一個(gè)重為G的物體．為使杠桿在圖中的位置靜止．請(qǐng)?jiān)诟軛U上畫出最小的動(dòng)力F和它的方向．當(dāng)動(dòng)力作用點(diǎn)沒有規(guī)定時(shí),應(yīng)看杠桿上哪一點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn),則這一點(diǎn)到支點(diǎn)的距離即為最大動(dòng)力臂.羊角錘是我們生活中常用的一種工具，請(qǐng)你在圖中畫出拔釘子時(shí)在羊角錘上施加的最小力．三種杠桿：1、省力杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿，省力，費(fèi)距離(羊角錘，瓶起子，撬棒)2、費(fèi)力杠桿：阻力臂大于動(dòng)力臂的杠桿，費(fèi)力，省距離（鑷子，釣魚竿）3、等臂杠桿：動(dòng)力臂和阻力臂相等的杠桿。（天平，蹺蹺板）

托盤天平1．下列工具在正常使用中，屬于費(fèi)力杠桿的是（）[練一練]A．啟瓶器B．切紙鍘刀C．食品夾D．羊角錘二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

1．杠桿平衡：杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們就說杠桿平衡。便于從杠桿上直接讀出力臂（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。選擇杠桿中點(diǎn)為支點(diǎn)的原因：消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。（2）杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)。

杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。（4）在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測(cè)力計(jì)（豎直）拉住杠桿使杠桿平衡。在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，先把杠桿的中點(diǎn)支在支架上，杠桿停在如圖18-甲所示的位置，此時(shí)杠桿處于___(填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài)．為了使杠桿在水平位置平衡，可以調(diào)節(jié)右端的平衡螺母，使它向

_(填“左”或“右”)移動(dòng)．在杠桿上掛2N的重物，如圖18一乙所示，杠桿靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)為

___

N，用彈簧測(cè)力計(jì)在杠桿上豎直向上拉，當(dāng)彈計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)杠桿靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)會(huì)如何變？2017寧夏中考題（4分）

小宇在“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了如下操作：（1）小宇先將杠桿調(diào)節(jié)在水平平衡，這樣做的目的是為了消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響和------------

（2）如圖所示，杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小宇在杠桿的右端A處掛3個(gè)相同的鉤碼，在杠桿左端B處掛2個(gè)相同的鉤碼，杠桿在水平位置平衡。于是小宇得出了杠桿的平衡條件即他這樣得出結(jié)論存在的不足是-----------------。（3）在（2）的基礎(chǔ)上，如果小宇將AB

兩處的鉤碼同時(shí)去掉1個(gè)，那么杠桿在水平位置能否保持平衡------甲AB（4）如圖乙所示，小宇去掉了B處掛的鉤碼，改在C處用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)記下它的示數(shù)F，若小宇將彈簧測(cè)力計(jì)逐漸傾斜，要使杠桿仍在水平位置保持平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)與F相比--------（選填“變大”，“小”“不變”）。

甲乙BAAC27.（5分）“低頭族”長(zhǎng)時(shí)間低頭看手機(jī)，會(huì)引起頸部肌肉損傷。當(dāng)頭顱為豎直狀態(tài)時(shí)，頸部肌肉的拉力為零，當(dāng)頭顱低下時(shí)，頸部肌肉會(huì)產(chǎn)生一定的拉力。為了研究頸部肌肉的拉力與低頭角度大小的關(guān)系，我們可以建立一個(gè)頭顱模型來模擬實(shí)驗(yàn)。如圖甲所示，把人的頸椎簡(jiǎn)化成一個(gè)支點(diǎn)O，用1kg的頭顱模型在重力作用下繞著這個(gè)支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，A點(diǎn)為頭顱模型的重心，B點(diǎn)為肌肉拉力的作用點(diǎn)。將細(xì)線的一端固定在B點(diǎn)，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著細(xì)線模擬測(cè)量肌肉的拉力，頭顱模型在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，細(xì)線拉力的方向始終垂直于OB，如圖乙所示，讓頭顱模型從豎直狀態(tài)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過實(shí)驗(yàn)記錄出低頭角度θ及細(xì)線拉力F的數(shù)據(jù)，如下表：

(1)設(shè)頭顱質(zhì)量為8kg，當(dāng)?shù)皖^角度為60°時(shí)，頸部肌肉實(shí)際承受的拉力是

▲

N。

(2)在圖乙中畫出細(xì)線拉力的示意圖。

(3)請(qǐng)解釋：為什么低頭角度越大，頸部肌肉的拉力會(huì)越大？答

▲

。（2分）

(4)請(qǐng)你就預(yù)防和延緩頸椎損傷提出一個(gè)合理化的建議：

▲

。

概念G/Nh/mW直/JF/Ns/mW機(jī)/J20.10.21.20.20.24有用功：直接對(duì)物體所做的功（工作目的）,

等于直接用手完成任務(wù)做的功總功：利用機(jī)械所做的功（實(shí)際付出）。額外功：由于機(jī)械自重和摩擦等因素影響，而不得不做的功（無用付出）。

在使用機(jī)械工作時(shí)，有用功在總功中所占份額越多越好。它反映了機(jī)械的一種性能，物理學(xué)中表示為機(jī)械效率。三、機(jī)械效率：

1．定義：有用功跟總功的比值。

2．公式：

3．用百分?jǐn)?shù)表示?？傂∮?。工作時(shí)，軸不隨物體移動(dòng)的滑輪叫定滑輪。結(jié)論：使用定滑輪不省力，不省距離；但可以改變力的方向。一、定滑輪工作時(shí)，軸隨著物體移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。結(jié)論：使用動(dòng)滑輪可以省力；但費(fèi)距離，且不改變力的方向。二、動(dòng)滑輪同一滑輪用如圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和滑輪的摩擦力不計(jì)．則（）A．手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙B．手的拉力：F甲=F乙；機(jī)械效率：η甲=η乙C．手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＞η乙D．手的拉力：F甲＜F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙三、滑輪組定滑輪與動(dòng)滑輪的組合叫滑輪組。結(jié)論：使用滑輪組既可以省力；又可以改變力的方向。用滑輪組提升重物，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出拉力F＝G/3的繩子的繞法。（不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）二、測(cè)滑輪組的機(jī)械效率：F實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)器材

注意事項(xiàng)

彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、鉤碼。豎直向上，緩慢拉動(dòng)測(cè)力計(jì)。結(jié)論：動(dòng)滑輪重一定,物重越大，機(jī)械效率越高。結(jié)論：物重一定，動(dòng)滑輪越輕，機(jī)械效率高。結(jié)論：

滑輪組的機(jī)械效率與繞線方式無關(guān)。物理·新課標(biāo)（RJ）3．機(jī)械效率①機(jī)械效率是指有用功跟總功的

。不同機(jī)械的機(jī)械效率表達(dá)式：

公式：η＝———斜面：η＝——定滑輪：η＝——＝——