人教版八年级物理下册课件第12章简单机械

第12章简单机械小提示：全部习题课件有答案显示第1节杠杆1.

__________________________的硬棒叫杠杆。2.杠杆绕着转动的固定点叫做______，使杠杆转动的力叫______，阻碍杠杆转动的力叫______，支点到动力作用线的距离叫________，支点到阻力作用线的距离叫________。3.当杠杆处于______状态或__________状态时，我们就说杠杆平衡了。4.杠杆平衡条件：动力×________=阻力×_________，即F1×____=F2×____。在力的作用下绕着固定点转动支点动力阻力动力臂阻力臂静止匀速转动动力臂阻力臂L1L2自主学习预习检测5.省力杠杆的动力臂______阻力臂，____省力，但____距离。6.费力杠杆的动力臂______阻力臂，______省力，但____距离。7.等臂杠杆的动力臂______阻力臂，不省力也不费力，不省距离也不费距离。8.杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了____；有时却要使用费力杠杆，为了________。大于能费小于不能省等于省力省距离情景导入生成问题给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。——阿基米德人类很早以前就学会使用杠杆了，如图中利用木棒搬动巨大木料的情景。自研互学生成新知一、认识杠杆这三个用具有什么共同特点？

一根硬棒在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆一、杠杆这些用具是杠杆吗？钢丝钳杆秤瓶盖起子道钉撬火钳独轮车二、杠杆模型影响杠杆使用效果的因素。【探究】A、支点（O）B、动力（F1）C、阻力（F2）D、动力臂（l1）E、阻力臂（l2）【五要素】l1l2OF1F2（1）先确定杠杆的支点Ｏ和画动力、阻力的方向。（2）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线（注意：画的时候要用虚线将力的作用线延长。）（３）用实线或虚线作从支点Ｏ到力的作用线的垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂。（４）最后用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母L1或L２。（力臂的两种表示方法：大括号和箭头）画力臂的方法是：F1F2L1L2O试着画出各力和力臂l1l2o∟∟F2F1静止或缓慢的匀速圆周转动。【平衡状态】【活动】杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢？力大则对应力臂要小，力小则对应力臂要大体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？【思考】【猜想】三、杠杆的平衡条件：方案C.实验中如何快速测得动（阻）力臂？（多个钩码）B.实验中如何方便地提供动力和阻力？（平衡螺母）A.实验中如何解决杠杆自重对平衡的影响？（水平位置平衡）（弹簧测力计）（刻度尺）（在杠杆上标记均匀刻度）实验步骤：1.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。【实验过程】归纳总结实验结论。杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。次数动力F1/N阻力F2/N动力臂l1/m阻力臂l2/m123456【实验评估】1.为什么要调节杠杆在水平位置平衡？2.为什么要进行多次实验探究？（消除杠杆自重的影响）（便于测量相应的力臂）（便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律）【思考】给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。——阿基米德阿基米德撬地球的杠杆应该有什么特点呢？1省力杠杆省力杠杆有哪些特点？【杠杆的分类】【特点】动力臂大于阻力臂动力小于阻力，省力费距离【实例】起子羊角锤压水井手柄等四、杠杆的分类【杠杆的分类】【特点】动力臂小于阻力臂动力大于阻力，费力省距离【实例】船桨等笤帚筷子费力杠杆有哪些特点？镊子2费力杠杆天平如果不等臂怎么修正？【杠杆的分类】【特点】动力臂等于阻力臂动力等于阻力，不费力不省距离【实例】天平等（等量替代）3等臂杠杆例、如图所示,在一个轻质杠杆

的中点挂一重物,在杆的另

一端施加一个动力F，使杠杆保持平衡,然后向右转动F至水平方向，这一过程中F变化情况是()

A.一直增大B.一直减小C.先变小后变大D.先变大后变小思考：如何确定出使杠杆平衡的最小动力呢？A课堂小结系统归纳一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。F1l1=F2l2杠杆的概念杠杆平衡的条件杠杆的分类等臂杠杆费力杠杆省力杠杆杠杆的分类特点概念实例省力杠杆省力费距离，l动大于l阻1、用开瓶器开瓶盖2、用指甲剪剪指甲3、用羊角锤拔钉子费力杠杆费力省距离，l动小于l阻4、用镊子夹砝码5、用筷子夹东西等臂杠杆不费力也不省距离，l动等于l阻6、天平1．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（）A．启瓶器B．切纸铡刀C．食品夹D．羊角锤C当堂演练达成目标2．小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜。（1）若使杠杆在

位置平衡，需把平衡螺母向

端调节。（2）如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码，则在B处要挂

个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡。（3）若在C处挂6

N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该

，此时弹簧测力计的示数为

。水平右2OACB竖直向上2N

3．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（）

A．沿F1方向的力最小

B．沿F2方向的力最小

C．沿F3方向的力最小

D．三个力的大小相等BF3F1F2OL1L3L2（见教材P80）1.各式各样的剪刀都是一对对的杠杆.在图中，哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆？要剪断铁片，应该使用哪种剪刀？剪纸时应该使用哪种剪刀？修剪树枝时应使用哪种剪刀？为什么？教材习题解答

在题图中，从左至右第1把、第3把是省力杠杆，第2把是费力杠杆.要剪断较硬的物体，应使用刀把长、刀口较短的省力剪刀，即第1把剪刀；剪纸时，应使用刀把短，刀口长，费力但省距离的剪刀，即第2把剪刀；修剪树枝，既要省力，又要有很大的开阖度，应用从左至右第3把剪刀.2.在图中分别画出钳子、自行车手闸这两个杠杆（图中深色部分）工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂.F1F2l1l2F1F2l1l23.图为指甲剪的示意图，它有几个杠杆？分别是省力杠杆，还是费力杠杆？指甲剪上有三个杠杆ABC、OBD和OED，其中ABC是省力杠杆，OBD和OED是费力杠杆.4.搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G=1000N，独轮车的有关尺寸如图所示.推车时，人手向上的力F应为多大？由F1l1=F2l2知AFG0.3m1m第2节滑轮1.常见的滑轮分为________和________.中间的轴固定不动的滑轮叫________，轴和重物一起移动的滑轮叫________。2.升旗的时候，我们看到的旗手用力向下拉绳子，旗就升上去了，这是因为旗杆顶端有一个__________.这个事例告诉我们，这种简单机械能够改变__________。3.使用动滑轮时，理论上可以省______的力，但是不能改变__________。定滑轮动滑轮定滑轮动滑轮定滑轮力的方向一半力的方向自主学习预习检测4.滑轮组由____滑轮和____滑轮组成，它既能______，又能改变力的______。5.使用滑轮组时动滑轮和重物由n段绳子承担，提起物体所用的力就是总重的________.公式表示为F=______.绳子自由端移动的距离是物体移动距离的______。6.轮轴可以看成是__________的杠杆，使用轮轴可以省力.使用斜面可以______，在高度一定时，斜面越长越______。定动省力方向Gn倍连续转动省力省力杠杆是一种常见的简单机械。除了杠杆之外，滑轮也是一种简单机械。大家在生活中见过滑轮吗？情景导入生成问题想想议议为什么大人用滑轮将重物吊到了二楼，孩子想帮忙却把自己吊了上去。你能解释其中的道理吗？轴轮滑轮：主要部分是能绕轴转动的轮子周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。一、认识定滑轮和动滑轮自研互学生成新知

下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?旗杆顶端的滑轮电动机下面的滑轮货物上升时，电动机下面的滑轮随物体一起移动。国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，国旗就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，它的轴固定不动，这种滑轮叫做定滑轮。定滑轮定滑轮动滑轮电动起重机吊钩上有一种滑轮，它的轴可以随被吊物体一起运动，当电动机转动并收起绳子时，物体和滑轮就被提起，这种滑轮叫做动滑轮。动滑轮生活中的滑轮定滑轮(1)能否改变用力方向?定滑轮可以改变用力方向。(2)能否省力?定滑轮不能省力。(3)能否省距离?定滑轮不能省距离。二、定滑轮受力分析物体匀速上升:F1=G物理论上不省力也不费力。F1＞G物绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大假如摩擦忽略不计,使用定滑轮，既不省力也不费力F1F1G物理论分析:转轴固定不动，相当于支点O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。L1=L2

F1=F2

F2=G物F1=G物定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，既不省力也不费力。l2l1OF2F1使用定滑轮的特点1.拉力的方向2.拉力的大小3.拉力作用点移动的距离改变拉力的方向不省力不省距离小结:缺点：使用定滑轮不省力也不费力，优点：但可以改变动力的方向，实质:是一个等臂杠杆。动滑轮(1)能否改变用力方向?动滑轮不能改变用力方向。(2)能否省力?动滑轮能省力。(3)能否省距离?动滑轮不能省距离。三、动滑轮理论分析支点是A

点还是O

点?∵G

·

R=2R

·FF=GR2R=12G

动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。因此能省一半力。杠杆的支点在O

点处OAFl2=Rl1=2ROGFG使用动滑轮的特点1.拉力的方向2.拉力的大小3.拉力作用点移动的距离拉力的方向不改变省力费距离小结:优点：在使用动滑轮拉物体时,可以省力,缺点：但拉力的方向不改变。实质：是一个省力杠杆。想一想：还有别的绕线方法吗？定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。四、滑轮组滑轮组

这两种绕线方法有什么不同？1．绳子的起点2．拉力的方向3．拉力的大小4．移动的距离

议一议当用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？图甲中的重物有三段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担重物。用这个滑轮组提起重物如果忽略滑轮的自重、绳重及摩擦，只要用力就可以提起重物。图乙中的重物由两段绳子通过动滑轮吊着，只要用二分之一力就可以提起重物。当用滑轮组提升重物时拉力与物重之间有何关系？利用两个定滑轮和两个动滑轮，可以怎样绕绳子呢？

试一试FF讨论：这两种绕线方法有什么不同？

议一议FF

你发现了什么规律？

n为承担物重的绳子段数。讨论结论：F拉力n承担物重的绳子段数G

物重G动动滑轮重S

自由端移动的距离h

物体上升的高度思考题：在左图所示的滑轮组中，(a)若动滑轮重G/不计，拉力F是多少？(b)若动滑轮重G/不能忽略，那么图中的拉力F应等于多少？15F＝G15F＝(G+G/)分析：图中吊起动滑轮的绳子段数为5斜面也是一种省力机械课堂小结系统归纳不改变拉力的方向不省力不省距离可以改变拉力的方向改变拉力的方向不省力不省距离定滑轮动滑轮滑轮组1．定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为：F1、F2、F3，则（）。

A．F1最大 B．F2最大

C．F3最大 D．三个力一样大F2F1F3D练一练当堂演练达成目标2．

用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（）。A．F1>F2>F3

B．F2>F3>F1

C．F2>F1>F3

D．F3>F1>F2

D丙F3乙F2甲F1讨论：若每个滑轮重30N，结果如何？G=?h=?F=100Ns=10mF=?s=?G=100Nh=10mF=100Ns=?G=?h=10mFs=?物体以0.2m/s的速度匀速上升10s的时间（见教材P84）1.物体重1000N，如果用一个定滑轮提起它，需要用多大的力？如果用一个动滑轮提起它，又要用多大的力（不计摩擦及滑轮自重）？解：当用定滑轮时，F=G=1000N;当用动滑轮时，F=G=500N。教材习题解答2.仔细观察自行车，看看它上面有几种简单机械，分别说明它们各起到了什么作用。解：自行车的齿盘的飞轮可以看成是定滑轮，中轴和踏板可以看成轮轴.自行车的车把，说它是轮轴可以，说它是杠杆也可以，它们分别起改变力的方向和省力的作用。3.解释图中的科学漫画.一个人要拉起比他体重大的重物，用定滑轮行吗？应该怎么办？解：定滑轮只能改变动力方向，不能省力，物体间力的作用是相互的，一个人向下拉绳子的最大拉力只能等于人的体重.一个人要拉起比他体重大的物体，不能用定滑轮，应该用滑轮组，既可以省力，又可以改变方向.4.利用如图甲所示的滑轮组提起一个重为2000N的物体，不计摩擦及滑轮自重，绳子的拉力F等于多少？如果要用这个滑轮组达到更加省力的效果，绳子应该怎样绕？请在图12.2-7乙中画出绳子的绕法，并计算此时拉力的大小.解：F=G=2000N×=500N，更省力时拉力的大小F=G=2000N×=400N.绳子绕法如图乙.第3节机械效率1.为达到某一目的必须做的功叫________；并非我们需要，但又不得不做的功叫________；使用机械时，动力所做的功叫______，它是________和________之和.三者的关系用字母表示：_________2.物理学中，将______与______的比值叫做机械效率，用字母____表示，则机械效率的计算公式是________.有用功额外功总功有用功额外功W总=W有+W额W有W总ηη=自主学习预习检测3.由于任何机械本身都有______，转动部分都存在着______，所以使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总是______1，使用任何机械不省____.重力摩擦小于功4.测滑轮组机械效率时，克服被提升的物重所做的功为______功，作用在绳子末端拉力做的功为____功，计算滑轮组机械效率的公式η==或η=。有用总

直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？情景导入生成问题G/Nh/mW直/JF/Ns/mW机/J20.10.21.20.20.24结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。推论：使用任何机械不省功。自研互学生成新知想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？

一、有用功、额外功、总功思考：提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？①3克服自重做功1对砂子做功2对桶做功②1对砂子做功2对桶做功③1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功④1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功问题1：哪些功达到了我们做功的目的？有用功：满足我们做功的目的，对我们有价值的功.计作：W有用

对重物（沙子）做的功。问题2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？1..桶、动滑轮、口袋等也随重物一起上升，也提升了它们.

克服这些重力做的功2.此外，机械运转时都有摩擦克服机械的摩擦做的功额外功：对我们既无利用价值而又不得不做的功。计作：W额外1、有用功（W有用）：2、额外功（W额外）：3、总功（W总）：4、三者关系：对人们有用的功。W有＝Gh………提升物体人们不需要但又不得不做的功。有用功与额外功的总和W总＝FS……（运用机械时动力F所做的功）W总＝W有用＋W额外1、用水桶从井中提水时，所做的有用功是

，额外功是

，总功是

；2、如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是

，额外功是

，总功是

。

克服水的重力做功克服桶的重力做功拉力所做的功克服桶的重力做功克服水的重力做功拉力所做的功随堂小练习算一算：算出有用功,额外功总功分别是多少？砂子重100N桶重20N人重400N地面到三楼高6m对砂做功对桶做功克服自重做功总功600J120J2400J=2520J=3120J有用功:额外功:砂子重100N桶重20N地面到三楼高6m有用功:额外功:总功:对砂子做功对桶做功人拉滑轮做功600J120J720J砂子重100N桶重20N

动滑轮重10N地面到三楼高6m有用功:额外功:总功:对砂子做功600J对桶做功

对动滑轮做功120J60J780J人拉滑轮做功=160J砂子重100N动滑轮重10N口袋重5N地面到三楼高6m有用功:对砂子做功600J额外功:对口袋做功30J对动滑轮做功60J总功:人拉滑轮做功690J=90J有用功相同时，希望额外功多好还是少好？请算出几种种办法中有用功在总功中占的百分比。19%77%87%83%二、机械效率有用功与总功的比值叫做机械效率。3、η一般用百分数表示，没有单位二、机械效率η2、公式：η读作“eta”1、机械效率：4、公式推导：5、理解：请你判断：下面说法中是否正确？1．有用功越多，机械效率越高（）2．额外功越少，机械效率越高（）3．物体做功越慢，机械效率越低（）4．做总功越多，机械效率越低（）5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）7．机械效率越高，越省力（）√√×××××随堂小练习

使用起重机提升重物时，有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功．起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？三、一些机械的机械效率汽油机机械效率22%~27%，机械效率是选择机械的一个重要指标在有用功相同时，机械效率高，①总功就少（消耗的汽油就少，有经济效益）②额外功就少（浪费少，汽车尾气就少，有社会意义，环保意义）四、测滑轮组的机械效率F实验原理实验器材

注意事项

弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。竖直向上，缓慢拉动测力计。G/Nh/mF/Ns/mW有/JW总/J123F实验1保持动滑轮重一定，改变钩码重力。结论：动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。G/Nh/mF/Ns/mW有/JW总/J122.条件：物重一定实验2保持钩码重力一定，改变动滑轮重。结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。1．图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。（1）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为_______N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______（选填：“增大”、“减