1、其他簡單機(jī)械 教學(xué)簡案課程導(dǎo)入 信息1 如圖12-6-1所示，是某江邊小鎮(zhèn)沿江大道的情景，在這段江堤的內(nèi)側(cè)修了很多的斜坡路面，以便于各種車輛能爬上江堤 信息2 如圖12-6-2所示，是希望小學(xué)早晨升旗時的情景，旗桿的頂部有一個滑輪 信息3 閱讀教材圖125-1所示的漫畫 對以上三則信息，請你各提一個你感興趣的問題： _ _ _探索新知1 定滑輪和動滑輪 實驗探究 探究比較定滑輪和動滑輪的特點 實驗1 實驗分以下幾步進(jìn)行 1用彈簧測力計測出1個、2個、3個鉤碼的總重G1、G2、G3 2按圖12-6-3所示的方式組成定滑輪，彈簧測力計按圖示方式豎直向下拉細(xì)繩，分別吊起1個、2個、3個鉤碼，讀出彈簧

2、測力計示數(shù)F1、F2、F3并測出鉤碼上升的高度h1、h2、h3和彈簧測力計移動的距離s1、s2、s3，得到表一數(shù)據(jù) 3按圖12-6-4所示的方式組成動滑輪，用彈簧測力計豎直向上拉細(xì)繩，讀出彈簧測力計示數(shù)F1、F2、F3，并分別測出鉤碼上升高度h1、h2、h3和彈簧測力計移到距離s1、s2、s3，得到表二數(shù)據(jù)定滑輪（表一）鉤碼重（N）鉤碼升高高度（cm）彈簧測力計示數(shù)（N）彈簧測力計移動的距離（cm）拉繩的方向110110豎直向下210210豎直向下310310豎直向下動滑輪（表二）鉤碼重（N）鉤碼升高高度（cm）彈簧測力計示數(shù)（N）彈簧測力計移動的距離（cm）拉繩的方向1100.510豎直向下

3、210110豎直向下3101.510豎直向下 實驗2 在圖12-6-3所示實驗的基礎(chǔ)上，現(xiàn)按圖12-6-5所示的方式，分別沿F1、F2、F3的方向勻速拉動彈簧測力計經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，力F1、F2、F3間的大小關(guān)系為：F1F2F3 問題研究 問題1 由實驗1所得的表格中的數(shù)據(jù)，定滑輪具有哪些特點？動滑輪具有哪些特點？ 答：定滑輪：_ 動滑輪：_ 問題2 由實驗2可以得到的結(jié)論是什么？ 答：_ 1定滑輪 知識歸納 定滑輪和動滑輪 軸固定不動的滑輪叫做定滑輪 定滑輪不能省力，也不能省距離，但它可以改變用力方向 2動滑輪 軸隨物體一起運動的滑輪叫做動滑輪 動滑輪能省一半力，但使用時要費距離，且它不能改變用力

4、方向 3滑輪組 幾個定滑輪與幾個動滑輪可以組成滑輪組 滑輪組的省力情況決定于吊重物繩子的段數(shù)n 滑輪組只要繞法合適，既可以省力，又可以改變用力方向友情提示 1判斷是定滑輪還是動滑輪，關(guān)鍵是看它的軸是否隨物體一起運動 2動滑輪按一般方法使用，能省一半力，但不是任何時候都能省力 例1 小明設(shè)計了用如圖12-6-6所示的滑輪提升重物，已知被提升重物的重G40 N （1）這個滑輪是_（填“動”或“定”）滑輪 （2）當(dāng)重物G被勻速提升20cm時，力F_N，力F的作用點上升的高度是_cm（不計滑輪自身重及繩與滑輪間摩擦） 解析 （1）該滑輪在提升物體時，隨物體一起運動，屬動滑輪 （2）由于此時力F的力臂l

5、1是重物通過繩子作用在動滑輪上力的力臂l2的一半，即l1，所以力與重力之間的關(guān)系為2 F2G80 N 由本課時探究實驗進(jìn)一步分析可知，動力F的作用點上升的高度是重物G上升高度的一半，即h1 答案 （1）動 （2）80，10 解后反思 動滑輪若動力作用在軸上提升重物，它反而費力看來動滑輪只有在使用方法合適時，才可以省一半力 例2 一位同學(xué)站在地面上，要利用如圖12-6-7所示的滑輪組提升重物，已知物重1 000N，而繩子最多只能承受400N的拉力請你幫他在圖12-6-7畫出符合要求的繩子繞法 解析 在不計滑輪自身重及繩與輪間摩擦的情況下，作用在繩子自由端的力與被提升物重之間的關(guān)系為F，其中n代表

6、吊重物繩子的段數(shù)本題中用來繞滑輪組的繩子最大只能承受400 N的拉力，表明作用在繩子自由端的拉力不能超過400 N，這樣，我們可先確定繞成滑輪組后吊重物繩子的段數(shù)為： n3（段） 再由“奇動偶定”的原則確定可知，繩子固定端在動滑輪，這樣便可由內(nèi)向外完成滑輪組的繞線 答案 符合要求的繞線如圖12-6-8所示 解后反思 解答本題用到了“奇動偶定”的繞線原則且在用“”確定吊重物繩子的段數(shù)時，用到“進(jìn)一法”保留結(jié)果2 “力”與“距離”的關(guān)系 其他簡單機(jī)械 觀察思考 弄清所有機(jī)械在使用中存在的“力”與“距離”間的關(guān)系 觀察1 觀察本課時實驗1中表一和表二的數(shù)據(jù)，看看省力的機(jī)械使用中動力作用點與被提升重物

7、升高的高度間的關(guān)系，再看看不省力也不費力機(jī)械動力作用點與重物上升高度間的關(guān)系 觀察2 觀察教材P61的“科學(xué)世界”之“輪軸和斜面”，了解還有哪些簡單機(jī)械，它們是省力還是費力 問題研討 問題1 通過觀察再結(jié)合討論，你認(rèn)為省力或費力、省距離或費距離，它們之間有什么關(guān)系？ 答：_ 問題2 你認(rèn)為斜面在什么情況下更省力？ 答：_ 知識歸納 其他簡單機(jī)械 1“力”與“距離”的關(guān)系 省力的機(jī)械一定費距離，費力的機(jī)械總可以省距離 2輪軸和斜面 輪軸在生活中也非常多，使用時通常是為了省力友情提示 一般情況下，輪軸是省力機(jī)械，斜面在使用中，都是為了省力 斜面的省力情況是：高度相同時，斜面越長越省力；在斜面長度定

8、時，高度越低的斜面越省力 例3 騎自行車上比較陡的斜坡時，你將會怎樣做？簡要說明你這樣做的理由 解析 在斜面高度一定時，斜面越長越省力，所以人們騎自行車上陡坡時，常沿“S”型的路線上坡，因為這樣相當(dāng)增大了斜面的長度 答案 沿“S”型路線往上騎，因為，這樣相當(dāng)于在保證斜面高度不變的情況下，增大了斜面的長度，上坡就越省力，所以會沿“S”型路線上坡拓廣延伸 釋疑解難 如何理解定滑輪、動滑輪的特點？如何正確確定滑輪組提升重物的繩子段數(shù)？ 如圖12-6-9甲所示，定滑輪實際上相當(dāng)于一個等臂杠桿，所以不能省力但是，使用中它能改變用力的方向而給我們帶來方便，對人們?nèi)匀皇怯杏玫?如圖12-6-9乙所示，此時的

9、動滑輪實際上是一個動力臂等于阻力臂2倍的省力杠桿，由F1l1F2l2可知，這時它能省一半力，即F1F2 確定吊重物繩子的段數(shù)主要看自由端是出自動滑輪還是出自定滑輪，通常情況下，出自定滑輪的自由端不起吊重物的作用，數(shù)段數(shù)時，這一段不算 實驗應(yīng)用 滑輪的使用有時能給我們帶來很大的方便 例4 小明同學(xué)利用定滑輪設(shè)計了一種拉動窗簾的簡易裝置（如圖12-6-10）設(shè)計時他采用一根閉合的拉線繞在滑輪上，在右側(cè)拉動這根拉線，就可以實現(xiàn)窗簾的打開與閉合，請你在圖上畫出這根拉線在滑輪上的繞法以及窗簾細(xì)線與拉線的連接 解析 先將閉的拉線繞過左邊的定滑輪，然后把兩扇窗簾的中部分別固定在繩子的上、下兩段上，如圖12-

10、6-11所示這樣，站在窗簾邊拉a點時，窗簾便可以打開，拉b點時，窗簾便可以關(guān)閉 答案 連線如圖12-6-11 點評 連線時，如將左邊窗簾中部系在下邊一段繩上，將右邊窗簾中部固定系在上邊一段繩上，同樣也可滿足要求課時作業(yè)教材習(xí)題“動手動腦學(xué)物理”15題補(bǔ)充習(xí)題1如下說法中正確的是（ ）A定滑輪在使用中不能省力，所以它對人們的生活用處不大B動滑輪一定能省力C滑輪組的省力情況決定于所使用滑輪的個數(shù)D滑輪組的省力情況決定于吊物體繩子的段數(shù)2如圖12-6-12所示，當(dāng)彈簧測力計A的示數(shù)為10 N時，B的示數(shù)是_N，滑輪和重物總重是_N，若重物的重量是8 N，則動滑輪重_N3如圖12-6-13所示，在水平

11、地面上放置一個重為600 N的重物，將物體勻速拉動時，拉力F的大小是90 N，則物體與地面間的摩擦力大小是_，如拉力作用點在5 s內(nèi)移動的距離是3 m，則重物移動的速度是_4請指出如下一些做法的目的或這樣能說明什么 （1）擰螺絲時常常要用到扳手，扳手實際上是一個_擰螺絲時，有時手盡可能的靠柄的末端，這說明_ （2）修盤山公路，是通過_的辦法來使汽車上山更容易 （3）修筑高速公路時，遇到較大的山坡都要將它挖低一些，這樣做目的是通過_的辦法來讓汽車更容易通過該路段5如圖12-6-14所示，現(xiàn)要求省力 ，請畫出滑輪組的繞線若不計摩擦，物體重100 N，滑輪重均為20 N，則作用在自由端的拉力F_N6

12、電氣化鐵路的高壓輸電線，無論在嚴(yán)冬還是盛夏都要繃直，才能使高壓線與列車的電極接觸良好，這就必須對高壓線施加恒定的拉力，為此，工程師設(shè)計了如圖12-6-15甲所示的恒拉力系統(tǒng)，其簡化原理圖如圖12-6-15乙所示實際測量得到每個水泥塊的體積為1.5102m3，共懸掛20個水泥塊已知水泥塊的密度為2.6103 kg/m3，g取10 N/kg（1）請指出圖12-6-15中的動滑輪、定滑輪：（2）每個水泥塊的重力是多少？（3）滑輪組對高壓線的拉力是多大？答案點拔課程導(dǎo)入問題示例：江堤為什么要修很多斜面呢？旗桿頂部為什么要安裝一個定滑輪呢？瘦子為什么被反吊起來？問題研討問題1 定滑輪：不能省力，但可以改

13、變用力方向定滑輪動力作用點移動的距離與物體移動的距離相等動滑輪：能省一半力，但不能改變動力方向動滑輪動力作用點移動的距離是物體移動距離的兩倍問題2 使用定滑輪時，沿不同方向用力，動力的大小相等問題研討問題1 省力的機(jī)械一定費距離，費力的機(jī)械一定省距離問題2 高度一定時，斜面越長越省力；斜面長度一定時，斜面高度越低越省力課時作業(yè)教材習(xí)題“動手動腦學(xué)物理”15題提示與解答第1題解答：用定滑輪所需的力：F1G1 000 N用動滑輪所需的力：F2500 N手柄相當(dāng)于輪，螺絲相當(dāng)于軸第2題解答：自行車上的簡單機(jī)械有：杠桿（車剎把手），能省力；輪軸（車把手、腳踏板），能省力；鏈條起傳動作用，在由大齒輪帶動小齒輪的過程中，也可省力第3題解答：不能或在自由端加掛一個合適重物，或改裝為動滑輪提重物第4題解答：高度相同時，斜面越長越省力提示：多數(shù)情況下，是通過增大斜面長度來使斜面更省力為驗證上述猜想，應(yīng)保證斜面高度相同，只改變斜面長進(jìn)行實驗驗證第5題提示：以對現(xiàn)有機(jī)械的特點進(jìn)行改進(jìn)來暢想，看如何能設(shè)計出更為先進(jìn)、功能更齊全的機(jī)械；或以組合機(jī)械進(jìn)行暢想也可，等補(bǔ)充習(xí)題1D （點撥：任何機(jī)械都有它的特點，對人們總有有用的一面）210，20，123180N，0.3 m/s4（1）輪軸，力的作用效果與力的作用點有關(guān) （2）增大斜面長度 （3）降低斜面高度5作圖如圖12-6-16所示，406（1）圖中C