其他简单机械教案人教版九年级1

1、其他简单机械导学【学习目标】1 知道什么是定滑轮、动滑轮、滑轮组，能识别它们.2理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，能用来解决简单的问题，会组装简单的滑轮 组.3了解轮轴、斜面的相关知识.4培养运用简单的机械解决实际问题的能力.【基础知识精讲】在日常生活中除了上节课我们学习的杠杆是一种常用的简单机械，还有其他简单机械， 它们在生活中的应用也很广泛.1.定滑轮和动滑轮首先我们来认识一下什么是滑轮， 滑轮是一个周边有槽的轮，这个轮可以绕着装在框子 的轴转动.同学们思考一下，如果我要想从低处吊起一袋货物， 如何利用滑轮来设计一个简 单机械解决这一问题.你是否能想到有以下两种方法.（如图12 30,图1

2、231）囹 1230圈 1231像图12 30那样使用滑轮，滑轮的轴固定不动，这样的滑轮叫做定滑轮像图12 31那样使用滑轮，它的轴可以随物体一起运动，这种滑轮叫做动滑轮.图 1.232这两种不同的滑轮在使用时有什么不同吗？照图1232所示，先用弹簧测力计测出两只钩码的重力 G,再通过定滑轮拉两只钩码匀速上升，测出弹簧测力计的拉力 F,对比F与G的大小请同学们利用实验室的器材亲自做一下，便于加深记忆通过对比，F= G,说 明使用定滑轮不省力. 有的同学就问了，使用定滑轮不省力， 为什么我们还要使用它呢？这个问题问得很好，我们在使用任何机械时，在设计之初就是要利用它为人类造福.请同学们回想一下图

3、12 30那个装置图，不难看出，我们把货物从低处提到高处，按照常规做法 就是直接用绳子吊着货物向上提，才能将货物提起；而使用定滑轮后，人的施力方向变为向下，也就是人站在高处向下拉绳子货物就会被提起由此，我们可以得出定滑轮的特点：不 省力，但能改变动力的方向.在许多情况下，利用定滑轮改变力的方向对我们是很方便的.例如，在旗杆顶部装一个定滑轮，人站在地上，就能把旗升到高处所以，在提升不太重的物 体时，为了改变力的方向，常常使用定滑轮，可给人们带来方便.图 1233定滑轮可以改变动力的方向，那么动滑轮呢？圈 1234照图1234所示，用弹簧测力计通过动滑轮匀速提升钩码，记录拉力F，对比F与G的大小，

4、研究 F与G间的关系通过实验可以看出Fv G,且F略大于G/2.（同学们可以通过实际操作一下，自己读取数据）拉力为什么略大于钩码重的二分之一，而不是等于呢？这是因为人在提升货物的同时也将动滑轮提升起来，动滑轮有质量，并且在提升过程中克服摩擦多用了力当货物重远大于动滑轮重时，动滑轮的重和摩擦可以忽略不计，得到F =G/2,即使用动滑轮可以省一半的力.使用动滑轮可以省一半力，能不能省距离？用红、白两色即时贴分别在铁架台上做标记， 记下钩码和弹簧测力计的初始位置，利用动滑轮匀速提升钩码向上移动一段距离，再次用即时贴记下钩码和弹簧测力计的终止位置，对比钩码上升高度 h和弹簧测力计移动的距离 s.通过对

5、比s、h,sh，使用动滑轮要费距离.请同学们回忆一下上节课学的杠杆，我们知道省力杠杆省了力，但费距离；费力杠杆费了力，但省了距离通过本节知识，我们又知道了动滑轮省了一半力，但费距离由此可以 说明省力机械一定费距离世界上没有既省力又省距离的机械.2.定滑轮和动滑轮的实质同学们从图12 35中不难看出，定滑轮的支点在轴心， 动力臂和阻力臂分别等于半径, 根据杠杆平衡条件：Fi|i= F2I2，因为11 = 12,所以Fi= F2 由此可以得出：定滑轮实质是个 等臂变形杠杆.图12芳所以，定滑轮既不省力，也不费距离，只能改变动力的方向.动滑轮的支点在滑轮的一侧，动力臂是直径，阻力臂是半径，动力臂是阻

6、力臂的2倍,1根据杠杆平衡条件：Fi|i= F2I2，因为|i = 212，所以Fi= F2由此可以得出：动滑轮实质2是动力臂是阻力臂 2倍的变形杠杆所以，动滑轮可以省一半的力，但费距离.同学们在理解了定滑轮、动滑轮的实质后，对定滑轮、动滑轮的特点会有更进一步的认 识学习物理要注意理解.3滑轮组实际应用滑轮的时候， 常常既要求省力，又要求方便，我们该怎么办呢？根据定滑轮和 动滑轮的作用，可以将定滑轮和动滑轮组合在一起使用. 用一个动滑轮和一个定滑轮组合起 来提升重物，你能设计多少种方法？请自己组装，试一试.如图i2 36所示，就是一个动滑轮和一个定滑轮的组合.甲乙12-36图甲中，先用弹簧测力

7、计测出钩码的重，再将钩码挂在动滑轮上，将绳子的一端拴在定滑轮上，依次绕过动滑轮和定滑轮，拉力加在绳子另一端，用弹簧测力计测出拉力大小，研究拉力与钩码重的关系.通过比较得出：F- G/2而且人向下用力，钩码匀速上升，可以改变力的方向说明 图甲既可以省力，又可以改变动力的方向.从图中可以看出有两段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力，就是物重的二分之一此时的两段绳子，是指跟动滑轮组连的那两段.图乙中，将绳子的一端拴在动滑轮上，然后依次绕过定滑轮和动滑轮，将力加在绳子另一端，省力情况又是怎样的呢？用弹簧测力计测出拉力大小，研究拉力与钩码重的关系.通过比较得出：F - G/3 从图中可以看出，有三段绳子吊

8、着动滑轮，提起物体所用的力，就 是物重的三分之一.动滑轮和定滑轮的组合叫做滑轮组.一条绳子串绕在滑轮组上以后，绳子就被动滑轮和定滑轮分成了几段.在滑轮组中，承担物重的是吊着动滑轮的那几段绳子，这包括拴在动滑轮框上的和最后从动滑轮引出的拉 绳.而跨过定滑轮的绳子，包括最后从定滑轮引出的绳子，只起改变作用力方向的作用例 如，若动滑轮上有四段绳子，拉力就是物重的四分之一；若动滑轮上有五段绳子， 拉力就是物重的五分之一.所以判断拉力是物重的几分之一，关键是判断货物是由几段绳子吊着，也就是有几段绳子与动滑轮相连.同学们运用以前所学同一直线上力的合成知识，可以对滑轮组的省力进行分析.甲图中有一段绳子吊着物

9、体，所以F = G,乙图中有二段绳子吊着物体，人只拉其中的一根绳子，所以 F= G/2,同理丙图中F = G/3; 丁图中F = G/4;戊图中F = G/5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.（不计摩擦和动滑轮的重）甲乙丙圏 1237d订Mh 11*I jJ使用滑轮组虽然省了力，但是费了距离，动力移动的距离大于货物升高的高度所以, 动滑轮或滑轮组省力，是费了距离换来的.4.轮轴汽车方向盘和门把手属于另一类简单机械一一轮轴.它们由一个轴和一个大轮组成.轻 轻转动门把手，就可以把门打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力，使汽车转弯；所以轮轴

10、是一种省力机械也可以用摇臂来代替大轮，例如图12 38中的卷扬机的摇臂相当于大轮.B 1239图 1238轮轴的原理可以用图 1239来说明.轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心0是支点，作用在轮上的力 Fi是动力，作用在轴上的力F2是阻力，动力臂是 0A，阻力臂是 0B.而0A即为轮半径 R, 0B即为轴半径r.由杠杆平衡条件可知：FiR= F2r或F2/Fi= R/r.因为轮半径R大于轴半径r，所以作用在轮上的动力Fi总小于轴上的阻力 F2.同学们，你们还能举出日常生活中哪些地方应用了轮轴？5.斜面常用木板搭成个斜面， 把重东西推同学们在日常生活中经常会看到向车上装重东西时, 上去.（图1240）.图 1241提升的高度为h，斜面长为L,沿斜S 1240斜面也是一种可以省力的简单机械，它能省多少力呢？ 我们通过下面的实验来对比一下：假设物重为 G ,面向上的拉力为 F.图12 41甲中，用弹簧测力计竖直向上拉重物，提升高度h,读取弹簧测力计示数G .图1241乙中，用弹簧测力计沿斜面向上拉重物，让货物到达的高度也是h,沿斜面通过的距离为L,读取弹簧测力计示数 F .通过比较：L是h的几倍，F就是G的几分之一.公式：FL = Gh或F =-G L【学习方法指导】滑轮组绕线的方法