5.改变世界的机械.ppt

改变世界和中国的机械 师大一中席蕻 一 简单机械的家族 杠杆 滑轮 轮轴 斜面 螺旋 辘轳 下列图中的机械在使用中有什么共同点 问题1 动力作用在大圆上 去克服中间轴上的阻力 使之转动 轮轴 1 轮轴 1 概念 由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成 大的称为轮 小的称为轴 动手动脑 指出下列轮轴中的轮和轴 螺丝刀和扳手的轮和轴又在哪里 问题2 轮轴是一种什么样的简单机械呢 问题3 2 轮轴的实质 一个可以连续转动的杠杆 阅读教材 P90讨论交流 轮轴在使用时有什么特点呢 问题4 1 可以有哪些使用方式 2 可以探究哪些物理量关系 探究 改变力的大小 3 轮轴的特点 省力还是费力 动力作用在轮上 L1 L2 省力 动力作用在轴上 L1 L2 省距离 改变物体运动速度 轮轴的原理F1 R F2 r 从功的角度思考 轮轴还有什么特点呢 问题5 不省功 只改变做功方式 实现直线运动和圆周运动的相互转化 观察变速自行车的齿轮搭配 想一想 怎样才能使自行车跑得更快 学以致用 学以致用 想知道汽车怎么变速吗 1 如图所示 小轿车的方向盘相当于一个轮轴 若F1 20N 盘的半径为20cm 轴的直径为4cm 不计摩擦 则F2 N 门锁的把手相当于一个 选填 省力 或 费力 轮轴 练习 2 如图所示是自行车上两个典型的轮轴装置 从图中可知脚踏板与 组成了一个省力的轮轴 飞轮与后车轮组成了一个 选填 省力 或 费力 的轮轴 问题1 骑自行车上坡为什么感觉比平地上累 问题2 快骑不动时为什么在坡上走S型路线 问题3 想比较轻松地向高处搬运重物时可否采用类似的方法 体验活动 搬水桶到高处 2 斜面 1 概念 斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面 探究 斜面在使用时有什么特点呢 可以探究哪些物理量关系 功的关系 斜面不省功 2 斜面工作的特点 L F h G 不计摩擦时 FL Gh 有摩擦时 FL Gh 不计摩擦时 FL Gh 因L h 所以F G 利用斜面可省力 但要费距离 力的关系 斜面长是斜面高的几倍 斜面上的拉力就是重力的几分之一 W有 Gh 斜面的机械效率 W总 FL W额 思考 1 斜面对物体的摩擦怎么计算 f 2 斜面机械效率高低与哪些因素有关 例1 如图所示 斜面长S 10m 高h 4m 将物体由斜面底端A匀速推到顶端B 1 若F 50N f斜 0N 求G 2 若F 50N 80 求G f 3 若物体克服摩擦力做了100J的功 求 F 学以致用 为什么骑车上坡时 走S型路线轻松一点 讨论交流 你在生活中见到的斜面 问题4 立交桥 旋转楼梯等也是斜面 但为什么不再是直的 这样做有什么好处 可以将旋转运动与沿轴向的运动进行相互转化 动手动脑 怎样将斜面上的直线运动转化成旋转运动 3 螺旋 1 特点 可以将旋转运动与沿轴向的运动进行相互转化 2 实质 绕在圆柱上的斜面 3 生活中的螺旋 杠杆 滑轮 轮轴 斜面 螺旋 简单机械家族的各成员可以变形和彼此合作 由此产生了各种复杂机械 改变了我们的世界 螺旋千斤顶是一种常用的起重装置 如图5所示 用手柄转动螺杆时 螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升 若螺杆的直径为D 螺距为h 手柄末端到转轴的距离为L 要举起重力为G的重物时 至少要给手柄顶端多大的力 解析 螺旋手柄转动一周时 手柄末端通过的距离为s 2 L 垂直于手柄的力F所做的功为W1 F 2 L 螺旋转动一周时重物升高h 克服重物所受重力做的功为W2 Gh 根据功的原理 在理想情况下 Wl W2 即F 2 L Gh F Gh 2 L 二 改