第九章简单机械知识回顾及知识深化【教学目标】知识与能力：（1）认识杠杆的有关概念，能识别并区分杠杆，会进行力臂的相关作图，理解杠杆的平衡条件及其应用；（2）知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，识别、使用和组装滑轮组；过程与方法：（1）理解有用功、总功和额外功，明确三者的关系。
W有（ 2）会W计算机械效率，知道测定机械效率的方法，了解提高机械效率的途径情感态度与价值观：1.培养学生严谨的治学态度2.培养学生对待科学实事求是的作风。
【重点难点】W有重点：会用计算机械效率，知道测定机械效率的方法W总难点：提高机械效率的途径【教具准备】多媒体课件【教学过程】知识梳理一、杠杆定义：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆．杠杆的五要素：_______ 、 ___ 、____ 、____ 、____ ．杠杆的平衡：（1）杠杆处于静止或匀速转动的状态都叫杠杆平衡杠杆的平衡条件: ___________ . 公式表示为：_ .杠杆的分类：第九章简单机械知识回顾及知识深化（1）省力杠杆：L1>L2，平衡时F1< F2．特点是省力，但费距离．(2) 费力杠杆：L 1<L2,平衡时F1>F2．特点是费力，但省距离．(3)等臂杠杆：L1 ＝L2,平衡时F1＝F2．特点是可以改变力的方向．分别举例．力臂：从____ 到_________ 的距离. 最长力臂是＿＿＿＿＿＿．探究“杠杆的平衡条件”的实验中，开始时要把杠杆的中点支在支架上，目的是消除杠杆自身重力的影响，然后调节＿＿＿＿，使杠杆在＿＿＿＿平衡，这样做的目的是容易测出力臂的大小．二、滑轮定滑轮：工作时中心轴______________________ 的滑轮，它的实质是一个___________ ，其特点是不能___ ，但可以_____ ．动滑轮：和重物______ 的滑轮，实质是 ____________ 的杠杆，使用动滑轮可以省___，但不能改变动力方向，要费___．滑轮组：使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
滑轮组的优点是：省力，并可以改变力方向，但费_______________________________________________________________ ,动力移动的距离s 与物体升高的高度h 的关系是s=__h.注意：我们讨论的机械分为理想机械 (不计机械自重和摩擦)和实际机械，两者力之间的关系式不同，但距离和速度关系相同三、轮轴和斜面轮轴：由一个轴和一个大轮组成，实质是可以连续转动的杠杆，生活中的_ 、等属于轮轴．当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，可以省, 也可以，但费了．生活中的轮轴：门把手、方向盘、螺丝刀、水龙头、扳手、自行车脚踏车把、手摇削笔器辘轳、辘轳等当把动力施加在轴上呢？斜面：是一种可以省__ 的简单机械，但却费__ ，生活中的_____ 就是利用了斜面.几种斜面变形：盘山公路、钻头、螺丝钉、螺旋千斤顶等. 使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等机械，有的可以省力，但同时一定费__________ ；有的可以省__ ，但同时一定费__，总之都不能省．使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是说使用如何机械都不省功，这个结论叫做功的原理，对于任何机械都适用．想想议议：1、使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械？2 、如何理解“ 不会少于”？对于理想机械，使用机械所做的功就等于不用机械时所做的功；对于实际机械，使用机械所做的功就大于不用机械时所做的功．有用功：为了达到目的必须做的对人们有用的功. 额外功：人们为达到目的时并不需要但又不得不做的功，一般包括克服机械自重、容器重力等所做的功和克服机械的摩擦所做的功.总功：等于有用功和额外功的总和，即人们在达到目的的过程中实际做的功.例：用水桶从井中提水的时候，人对桶做的功是___ ；如果不小心将桶掉到井中，从井中捞桶的时候，人对桶做的功是___ .机械效率：____ 跟______ 的比值叫机械效率. 计算公式：_____ ，因为___________ ，所以机械效率总___1.知识深化：一、区分并识别三种类型的杠杆：杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
省力杠杆：撬棒、钳子、独轮车、铡刀、羊角锤、酒起子等费力杠杆：船桨、钓鱼竿、镊子、火钳、筷子、扫帚、缝纫机脚踏板、起重机、人的前臂等等臂杠杆：天平、定滑轮例1：各式各样的剪刀都是一对对的杠杆．如图所示，要剪开铁皮，应该用最合适，剪纸或布时，应该用最合适．（选填对应的标号）跟踪练习：1、如图所示，下列属于费力杠杆的是（）2、观察下图的指甲刀的结构图，其中分析正确的是（）A 、一个杠杆，且是省力杠杆B 、两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆C、三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆D 、三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆、杠杆的平衡条件及应用应用杠杆平衡条件解题可分三步走: 一是依题找出杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂, 二是明确题目给出的已知条件, 三是根据平衡条件F1L1=F2L2 列式求解.例2、如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，力F 在这个过程中（）A、变大 B 、变小C 、不变D 、先变大后变小图此杠杆的动力臂始终不变，阻力臂在水平位置最大，在阻力不变的情况下，在水平位置的动力是最大的跟踪练习：1、如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A 端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是30N，保持F 的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F 将不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．阻力臂和动力臂都是变量，但它们的比值不变，即动力和阻力的比值不变2、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了（）A ．增大阻力臂，减小动力移动的距离B ．减小动力臂，减小动力移动的距离C ．增大动力臂，省力3、如图所示，甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼，甲对木箱做的功____ 乙对木箱做的功（填“ 大于“等于”或“小于”）．关键受力分析见图F 甲＞F 乙三、杠杆的力臂作图注意：（1）支点只有一个，必须画在杠杆上。
（2）力臂是一个点到一条直线的距离. 切记，力臂不是在力的作用线上而是垂直力的作用线. （3）若力的作用线通过支点，则其力臂为零，该力对杠杆无效果.（一）、已知力画力臂例3、请在图中画出动力F1 的力臂L1.先确定支点（二）、阻力、阻力臂确定，画出最小的动力根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂不变，要使动力最小，必须是动力臂最长. 当动力作用点确定时，将作用点到支点的连线作为力臂是最长的例4、如图所示，曲杆B点挂重物G，求作用于A 点且使曲杆在图示位置平衡的最小力的方向（设杆平衡时在图示位置静止）.跟踪练习：1、如图所示，想用最省力的方法把—个铁桶推上台阶，请在图.中画出这个力的示意图2、如图所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A 没有滑动. 请在C点画出这个力的示意图，并标出它的力臂四、定、动滑轮的判断及使用：判断一个滑轮是什么滑轮，关键看滑轮的轴是固定不动（定）还是随物体一起运动（动），而且动滑轮要能达到最省力的效果，两股绳子一定要平行，否则力就要大一些.例5、一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出. 下列说法正确的是（）A ．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力B ．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力C ．甲安装的是动滑轮，能省力D. 乙安装的是动滑轮，能省力注意：1、如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不子的股数（别忘了动滑轮钩上的那一股）计摩擦，则该同学所用拉力F 的可能值是（）A．20N B ．25N C ．30N D．35N有的同学认为使用一个动滑轮总能省一半的力，实际上只有拉绳子的力的方向竖直（若滑轮水平放置，拉力的方向是水平的）此结论才成立2、如图所示，物体A的质量m =12kg，在拉力F 的作用下，物体A 以0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。
求：（1）物体A 与水平面间摩擦力f 的大小；（2）拉力F 的大小；（3）物体A运动10s 的过程中，拉力F 所做的功. 当动力作用在动滑轮的轴上，阻力作用在绳子自由端时，也就是动滑轮的反用，结论也恰好相反，即费力，省距离S 物=2S12N 24N 12J滑轮组：一）滑轮组中绳子的股数的确定和绕制方法.1 、已知滑轮组的绕法，确定承担物重的绳子股数的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条线，将它们分开，只算绕在动滑轮上的绳子的股数（别忘了动滑轮钩上的那一2、设计滑轮组时绳子股数的确定：确定绳子股数 n 的常用方法一般有两种：一是利用 n=s/h ，此时n 为整 数；二是利用 n=（G 物+G 动）/F ，此时 n 不一定为整数，如果 n 为小数，应取整 数，注意不能用四舍五入，必须用进一法3、确定滑轮组绳子固定端的方法：先明确承担物重的绳子股数，偶数从定滑轮开始，奇数从动滑轮开始， 即“奇动偶定” .例 6、利用图中的滑轮组，用 240N 向下的拉力将重为 1000N 的物体和 100N 重的动滑轮匀速提升到高处 （ 绳的自重及摩 擦不计 ） ，请画出滑轮组上绳的绕法 .例 7、如图所示，吊篮和动滑轮共重 300 牛，人重 600 牛， 绳重及绳与滑轮间的摩擦不计， 若要人拉住绳子使吊篮停在空中， 求人的拉（二）竖直放置的滑轮组（克服物体的重力）算出的股数不能四舍五入，要采用进一法1、常用公式：W有用=G物h W 总=FS S =nh v 绳=nv物η=W有用/ W总=G物h/Fs =G物/nFW总=W有用+W额外（以上公式适用于任何情况）W 额外=G动hη=W有用/W总=W有用/（W有用+W额外）=G物h/（G 物h+G动h）=G物/（G 物+G动）=1/（1+G 物/G 动）F = W总/S =（ W有用+W额外）/ nh = （G物h+G动h）/ nh =（G 物+G动）/ n（适用于不计摩擦和绳重）2、影响竖直放置的滑轮组机械效率的因素⑴ 物体的重力G物⑵ 动滑轮的重力G 动⑶ 摩擦力f3、提高竖直放置的滑轮组机械效率的方法⑴ G 物一定时，减少G 动和f （一般不考虑摩擦）⑵ 滑轮组一定时，增大G 物例8、用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲．乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦，则甲．乙两个滑轮组相比较，说法正确的是（）A 、甲滑轮组最省力，机械效率也最高B 、乙滑轮组最省力，机械效率也最高C、省力程度不同，机械效率相同D 、省力程度不同，机械效率也不同滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关（三）水平放置的滑轮组（克服物体与地面的摩擦）W 有用=fS 物W总=FS S =nS物η =W有用/ W总=fS 物/FS =f/nF例11、如图所示，若拉力F＝900 牛顿，物体A重1500 牛顿，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。