北师大版物理八年级下册第九章《机械和功》教学课件

八年级物理课件北师大版第九章《机械和功》八年级第九章第一节杠杆

铡纸刀开瓶器生活工具生活工具这些工具在使用时，有什么共同特点？它们工作时，能绕一个固定点转动。树枝剪抽水机1.定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。杠杆的概念一钢丝钳杆秤瓶盖起子道钉撬火钳独轮车2.杠杆五要素：F2阻力L1动力臂L2阻力臂(动力作用线)(阻力作用线)O支点杠杆绕着转动的固定点使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力支点到动力作用线的垂直距离支点到阻力作用线的垂直距离F1动力支点(O)：杠杆绕着转动的点。动力(F1)：促使杠杆转动的力。阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离。阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离。(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线)这些概念很重要F1F2l1ol2L2L1BF2OF1AF2BOAF13.作力臂的方法找出支点的位置从支点作动力、阻力作用线的垂线确定动力、阻力作用线标垂足，定力臂试一试：画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O1.杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？杠杆的平衡条件二2.探究杠杆的平衡条件保证力臂沿杠杆，便于测量。实验操作：（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。问题：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？（2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。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/m123456Ol1=9ml2=6cmF1=200NF2例题：由F1l1＝F2l2得：解：F2=F1l1l2=200N×9m0.06m=3×104Nm=F2g=10N·kg-13×104N=3×103kg=3t观察下面几幅图，你有什么发现？活动：请每个小组4名同学每人画一个图，标出图中杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。OF1F2l1l2OF1F2l1l2Ol2l1F1F2OF1F2l1l2

你认为图中的杠杆可以分成几类？每一类杠杆分别有什么特点？F1F2动力臂l1阻力臂l2O由F1l1=F2l2∵l1〉l2

∴F1〈F2这是省力杠杆省力杠杆生活中的杠杆三1.省力杠杆：

动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？

我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？请注意观察，赛艇的船桨在划水时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？使用费力的杠杆，有什么好处呢？F2F1动力臂l1阻力臂l2O由

F1l1=F2l2∵l1〈l2∴F1〉F2这是费力杠杆费力杠杆2.费力杠杆：

动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？

使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。3.等臂杠杆：

动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆。托盘天平物理天平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练一练【思考】给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。——阿基米德你认为阿基米德的愿望能实现吗？通过这节课的学习，你有哪些收获？你还存在哪些疑问？与同伴交流。杠杆及其平衡条件杠杆在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆支点(O)动力(F1)阻力(F2)动力臂(l1)阻力臂(l2)杠杆的五要素杠杆的平衡条件F1l1=F2l2杠杆的类别与应用省力杠杆l1

＞l2，F1＜

F2费力杠杆l1＜l2，F1＞F2等臂杠杆l1

=l2，F1=

F2

1．农村用来舂米的工具是一个杠杆，下图是它的结构示意图。O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷。若石球重50N，要将石球抬起，脚至少用多大竖直向下的力？(摩擦和杠杆自重均忽略不计)随堂训练2．杠杆由图中位置到水平位置的过程中，力F如何变化？力F始终与杠杆垂直力F的方向始终水平力F的方向始终竖直谢谢聆听北师大版八年级第九章第二节滑轮

我们先来观察一幅科学漫画这个故事中起到关键作用的是哪个部件?你在哪里见到过吗？生活中的滑轮生活中的滑轮这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧。滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。凹槽轴小轮定滑轮和动滑轮一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。下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?1.滑轮的分类定滑轮使用时，滑轮的轴固定不动动滑轮使用时，滑轮的轴随物体一起运动使用定滑轮拉物体。仔细观察实验，注意力的方向及大小使用动滑轮拉物体。仔细观察实验，注意力的方向及大小。实验结论：使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向。2.定滑轮物重G/N物体移动方向物体移动距离h/m拉力F/N拉力方向拉力移动距离s/m结论：

使用动滑轮可以省力；但费距离，且不改变力的方向。3.动滑轮物重G/N物体移动方向物体移动距离h/m拉力F/N拉力方向拉力移动距离s/m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，不省力也不费力。l2l1OF2F1定滑轮的实质理论分析支点是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动滑轮的实质

定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。结论：使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向。滑轮组二想一想：还有别的绕线方法吗？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.移动的距离讨论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？结论：

n为承担物重的绳子段数。讨论讨论：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汽车重2×104N，陷入泥中，受到的阻力为3×103N。用如图所示装置，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？F物体能被提起吗？动滑轮对物体的拉力？地面对物体的支持力？物体对地面的压力？F=10NG动=5NG=50N下面是几种轮轴1.井上的辘轳从右边看过去，可画成下图：动力臂大于阻力臂——省力杠杆。F2

l1=Rl2=rOF1

轮轴和斜面三2.汽车的方向盘从上边看下去，也可画成下图:动力臂大于阻力臂——省力杠杆。F2

l1=Rl2=rOF1

F2

l1=Rl2=rOF1

3.水龙头从上边看下去，也可画成下图:动力臂大于阻力臂——省力杠杆。船舵门的把手螺丝刀单车的踏板4.其他轮轴斜面也是一种省力机械其他斜面定滑轮与动滑轮定滑轮轴不随物体一起运动的滑轮不省力，也不费距离，但可以改变力的方向实质：等臂杠杆轴随物体一起运动的滑轮省力，但费距离，且不能改变力的方向实质：省力杠杆动滑轮滑轮组、轮轴和斜面滑轮组轮轴与斜面定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组绳子自由端的拉力绳子自由端的距离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随堂训练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谢谢聆听北师大版八年级第九章第三节功

哪个力的作用对小车有了“成效”？有了“贡献”呢？用力拉在水平桌面上的小车，小车前进，则小车受到几个力的作用？F支GFF支GF阻F对小车做了功ＦF支GF阻对静止的木块受力情况分析？叉车举高货物Fs物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献，取得了成效，就说这个力对物体做了功。sFFFs物体受到了力的作用；物体在力的方向上移动了一段距离。力学中的功一共同点?马拉车FsF1.功拉力对车做了功如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力对物体做了功。sFF起重机吊起货物拉力对货物做了功（作用在物体上的力）（物体在力的方向上移动的距离）F注意：二者缺一不可。必要因素ssFFFsF现在你知道用什么标准来判断是否做功吗？2.做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在这个力的方向上移动的距离。有力无距离（劳而无功）人用力推石头而没推动s＝0F≠0分析（1）当你抱着一摞书不动时，你累吗？你对书做功了吗？为什么？（2）用力推讲台，讲台没有动，人累吗？人对讲台做功了吗？无力有距离（不劳无功）分析s≠0F=0冰壶在平滑的冰面上滑行

用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功）分析F≠0s≠0力的方向与运动方向垂直提箱子在水平路上走ss不做功不做功不做功的三种典型情况有力无距离（劳而无功）有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功）无力有距离（不劳无功）功＝力×距离W=Fs公式注意：当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功。1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。功的计算二2.功的单位和物理意义牛（N）米（m）焦耳（J）即：1J＝1N·mW=Fs物理意义：1N的力使物体在力的方向上，通过1m的距离时所做的功为1J。单位：焦耳例：在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？解：W1＝Fs＝50N×10m＝500J答：他推箱子做功500J，举箱子做功150J。W3=Gs=100N×10m=1000J×50N100N10m水平向前推时，箱子的重力做了多少功？

焦耳是一位主要靠自学成才的科学家，他对物理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的。1843年8月，在考尔克的一次学术报告会中提出热量与机械功之间存在着恒定的比例关系，并测得热功当量的值。这一结论遭到当时许多物理学家的反对。为了证明这个发现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同的方法，长时间地反复进行实验。直到1850年，焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。从1849到1878年，焦耳反复做了四百多次实验，结果都相差不远。伟大的物理学家—焦耳功做功的两个必要因素不做功的三种情况功的计算作用在物体上的力物体在这个力的方向上移动的距离有力无距离有距离无力力与距离垂直W=Fs如图所示的四种情景中，人对物体做功的是(

)。举重运动员举着杠铃不动工人将货箱从地面搬到桌上修理工用力推汽车，车没动大力士支撑着大轮胎静止不动ABCDB随堂训练谢谢聆听北师大版八年级第九章第四节功率

功率第九章第四节他们爬相同的楼梯时，做功相等吗？做功的快慢一样吗？人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？做一样多的功，所用时间不同。甲乙怎样比较做功快慢一在相同的时间内，做功多少不一样。甲乙人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？比较做功快慢的方法：方法一：W甲=W乙时，用时间短的则做功快；方法二：t甲=t乙时，做功多的则做功快。若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢？甲乙例甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10N，楼高为3m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：甲乙丙砖数（块）202015做功（J）时间（min）102020甲、乙、丙做功分别是多少？600450600甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？应选取同一标准进行比较比较做功快慢的一般方法甲乙丙砖数（块）202015做功（J）时间（min）102020600450600603022.5选取时间为标准进行比较功与做功时间的比表示物体做功的快慢所做的功时间(J/min)功做功时间功率：功与做功所需时间之比叫做功率。功率的物理意义：表示物体做功快慢的物理量。公式:单位：国际单位：瓦特，符号W常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（MW）换算关系：

1kW=103W1W=1J/s功率二P=Wt功率=功时间瓦特JamesWatt英国发明家

1736-1819早期蒸汽机

在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。

一般机器上都有一个小牌子叫做铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。型号：5C11流量：52m3/h吸程：10m功率：1.2kW功率1.2kW表示什么物理意义？

表示物体在1s内做功1200J。抽水机功率70W表示：在1s内做了70J的功。功率70W表示什么物理意义？一些运动物体的功率昆虫功率约2×10-5W骑车功率约70W慢跑功率约几十瓦百米飞人的功率可达1kW蓝鲸游动时功率约350kW马车功率约几百瓦功率可达5000kW电力机车内燃机车轿车的功率约可达200kW远洋货轮的功率达10000kW以上例题：大石头质量为6t，起重机的吊钩在15s内将大石头匀速提升了1m，起重机提升大石头的功率是多少？解：因为起重机匀速，大石头所受的拉力与所受的重力相等，即F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N石头在拉力方向上移动的距离s=1m拉力做的功是：W=Fs=6×104N×1m=6×104J起重机提升大石头的功率是计算功率的另一公式：F表示物体受的力，v表示物体的运动速度。适用条件：F与v在同一条直线上。P=Wt=Fst=Fv思维拓展物体受拉力F，沿拉力方向做匀速直线运动时，拉力F的功率：为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？分析：机车发动机的功率一般是一定的（保持不变），牵引力的大小和运动速度成反比。减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大；反之，增大车辆的速度就会使车辆的牵引力减小。P=Wt=Fst=Fv例题：山娃家住农村，爷爷想买一台离心式水泵，把水抽到高出水面30m处容积是50m3的储水池中，要求1h能把储水池充满即可。爷爷让山娃算一算需要购买功率至少是多少kW的水泵？可是山娃刚上八年级，你能帮帮他吗？（g=10N/kg)已知：V=50m3，

ρ＝1×103kg/m3，

h=30m，t=1h=3600s，

g=10N/kg。求：P解：m=ρV=1×103kg/m3×50m3=5×104kgG=mg=5×104kg×10N/kg=5×105NW=Gh=5×105N×30m=15×106J。答：水泵的功率应不小于4.2kW。P=Wt=15×106J3600s

≈

4200W=4.2kW功率功率功与做功所需时间之比叫做功率物理意义表示物体做功快慢的物理量功率的表达式P=WtP=Fv

1.

关于功率下列叙述中正确的是(

)。A．做功的时间越短，功率越大B．做功的时间越长，功率越大C．用的力越大，做功时间越短，功率越大D．做功越多，做功时间越短，功率越大D随堂训练2．在100m深的矿井里，每分钟积水9m3，要想不让水留在矿井里，应该用至少多大功率的水泵抽水？解：每分钟水泵抽起的水重G=mg=rgV，水泵克服重力做功W=Fs=Gh=rgVh水泵抽水功率3．甲、乙两个同学体重之比是4:5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为8:7，那么甲、乙做功之比为_________，功率之比为__________。4:57:10谢谢聆听北师大版八年级第九章第五六节探究——使用机械是否省功测滑轮组的机械效率

小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了

。省力

用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？物理量G/Nh/mF/Ns/mW手对木材W手对机械11003726215031006320031256用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？议一议：为什么使用动滑轮后手要多做功？再探动滑轮有用功：直接提升物体所做的功。（有利用价值的功）额外功：克服机械重力、摩擦力做的功。（我们不需要却不得不做的功）

总功：手对机械所做的功。

请你判断用水桶从井中提水时，所做的有用功是

，额外功是

，总功是

；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一、三种功1.有用功（W有）：对人们有用的功。计算：W有＝Gh－－提升物体；W有＝fs物－－水平移动2.额外功（W额）：人们不需要但又不得不做的功。计算：W额＝G动h－－提升物体，且不计摩擦与绳重；

W额＝fL－－斜面3.总功（W总）：有用功与额外功的总和（运用机械时动力F所做的功）。计算：

W总＝FS－－滑轮组[F=(G+G动)/n

s=nh]；

W总＝FL－－斜面4.三者关系：W总＝W有＋W额你会选哪种方法呢？应用分析人提沙子做功1.对砂子做功2.对桶做功3.克服自重做功人拉滑轮做功1.对砂子做功2.对桶做