2019-2020年八年級(jí)科學(xué)上冊(cè) 簡(jiǎn)單機(jī)械教案 鄂教版.doc

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2019-2020年八年級(jí)科學(xué)上冊(cè) 簡(jiǎn)單機(jī)械教案 鄂教版 【本講教育信息】 一、教學(xué)內(nèi)容： 暑假復(fù)習(xí)專題（三）——簡(jiǎn)單機(jī)械 二、學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、掌握與杠桿相關(guān)的概念（特別是力臂）以及杠桿平衡條件。 2、會(huì)準(zhǔn)確地畫力臂、分析杠桿受力情況，了解杠桿平衡條件的應(yīng)用。 3、會(huì)識(shí)別定滑輪、動(dòng)滑輪。認(rèn)識(shí)定滑輪、動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)及區(qū)別。 4、掌握滑輪組用力、繞線的規(guī)律，并用以解釋現(xiàn)象。 三、重、難點(diǎn)講解： 【知識(shí)點(diǎn)1】與杠桿相關(guān)的概念 杠桿：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿。如圖所示。 （1）杠桿無形狀限制，可長(zhǎng)可短，可粗可細(xì)，可圓可方，可直可彎。 （2）著重看在力的作用下能否繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。與杠桿相關(guān)的幾個(gè)概念： ① 支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。通常用O表示。 ② 動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力．通常用F1表示。 ③ 阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力．通常用F2表示。 ④ 動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。通常用L1表示。 ⑤ 阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離．通常用L２表示。 【知識(shí)點(diǎn)2】杠桿平衡 當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，我們就說杠桿平衡了．必須注意：“平衡”并不是指“水平”，杠桿可以但并不一定要在水平位置平衡。此外，當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力作用下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們也說杠桿平衡了。 【知識(shí)點(diǎn)3】杠桿平衡的條件：動(dòng)力動(dòng)力臂＝阻力阻力臂，即F1L1＝F2L２ 使用此公式時(shí)，必須注意：L1、L2應(yīng)用同一單位． （1）只有滿足上述條件，杠桿才能平衡。 （2）只要杠桿平衡，上述條件一定成立。 （3）杠桿平衡時(shí)，F(xiàn)1、L1、F2、L2四個(gè)量中，知道任意三個(gè)量，可求第四個(gè)量。 【知識(shí)點(diǎn)4】杠桿分類及應(yīng)用 1、由F1L1＝F2L２可知，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一．由此可將杠桿分成三類： （1）省力杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿．L1＞L２時(shí)，F(xiàn)1＜F2，優(yōu)點(diǎn)是省力，缺點(diǎn)是多費(fèi)距離。撬棒、鍘刀、瓶蓋起子等都是省力杠桿。 （2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿，L1＜L２時(shí)，F(xiàn)1＞F2。優(yōu)點(diǎn)是省距離，缺點(diǎn)是費(fèi)力。釣魚竿、縫紉機(jī)踏板等都是費(fèi)力杠桿。 （3）等臂杠桿：動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿，當(dāng)L1＝L２時(shí)，F(xiàn)1＝F2。既不省力，也 不費(fèi)力；既不省距離，也不費(fèi)距離，其重要應(yīng)用是天平。 2、識(shí)別三種杠桿 通過比較力臂的大小判斷屬于哪一種杠桿，應(yīng)注意的是省力杠桿省力但費(fèi)距離，費(fèi)力杠桿費(fèi)力但省距離，又省力又省距離的杠桿是沒有的．判定杠桿是省力還是費(fèi)力，通過比較動(dòng)力臂與阻力臂的大小來確定．為了比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小，應(yīng)畫出杠桿的示意圖，在圖上把杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂都表示出來，建立直觀圖象，便于判定。 【知識(shí)點(diǎn)5】作力臂的方法和步驟 （1）明確支點(diǎn)O并畫出。 （2）通過力的作用點(diǎn)沿力的方向畫一條直線（虛線）。 （3）過支點(diǎn)Ｏ作該力的作用線的垂線。 （4）用兩頭帶箭頭的線段標(biāo)示出支點(diǎn)到力的作用線的垂線段，寫上相應(yīng)字母L，L就是力臂。 【知識(shí)點(diǎn)6】如何理解省距離和費(fèi)距離 所謂省距離就是指動(dòng)力移動(dòng)的距離比阻力移動(dòng)的距離小，費(fèi)距離就是指動(dòng)力移動(dòng)的距離比阻力移動(dòng)的距離大．如圖所示，釣魚時(shí)，手（動(dòng)力）移動(dòng)一個(gè)較小的距離S1時(shí)，魚（阻力）卻移動(dòng)了一個(gè)較大的距離S2。 【知識(shí)點(diǎn)7】定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用 （1）滑輪：周邊有小槽，能繞固定在框架上的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。 同一個(gè)滑輪，應(yīng)用在不同場(chǎng)合時(shí)，所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)也不同。下圖兩種方法中都用到了滑輪，但兩種方法中滑輪的用法不同。甲中的滑輪工作時(shí)，軸和框架固定不動(dòng)，只有輪繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)（G被提升時(shí)，滑輪整體不運(yùn)動(dòng)），我們稱之為定滑輪；乙中的滑輪工作時(shí)，輪繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，軸線和框架一起隨物體的移動(dòng)而移動(dòng)，我們稱之為動(dòng)滑輪。 （2）定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，支點(diǎn)在滑輪的軸上，力臂就是滑輪的半徑，使用定滑輪不省力但能改變力的方向，如下圖甲。 （3）動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，支點(diǎn)在滑輪的邊緣上，隨著動(dòng)滑輪位置的變化，支點(diǎn)位置也在變化（相對(duì)地面而言），使用動(dòng)滑輪省一半力，但不能改變力的方向，費(fèi)距離，如下圖乙。 （4）組裝滑輪組：將定滑輪和動(dòng)滑輪組合起來組成滑輪組，既可以省力，又可以改變用力的方向，但一定多費(fèi)距離。 滑輪組的省力情況：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。 確定繩子股數(shù)：采用截線法，在動(dòng)滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離開來，只數(shù)繞在動(dòng)滑輪上的繩子股數(shù)。 【知識(shí)點(diǎn)8】其它簡(jiǎn)單機(jī)械 1、輪軸：由一個(gè)輪和一個(gè)軸組成，并且都繞固定的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械。使用輪軸可以省力。 如下圖汽車方向盤和轆轤，它們都是由一個(gè)大輪和一個(gè)軸組成，并且都繞固定的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，它們都能用一個(gè)較小的力去完成任務(wù)，這樣的簡(jiǎn)單機(jī)械我們稱之為輪軸。 2、斜面也是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，使用斜面也可以省力。 3、凡是省力的機(jī)械一定費(fèi)距離，而凡是費(fèi)力的機(jī)械一定省距離，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。 【典型例題】 例1、如下圖是自卸車的示意圖。車廂部分可視為杠桿。則下列分析正確的是 （ ） A、B點(diǎn)是支點(diǎn)，液壓桿施的力是動(dòng)力，貨物重力是阻力。 B、B點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車廂前可省力。 C、C點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車廂后可省力。 D、C點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車廂前可省力。 解析：本題考查的是杠桿種類的判斷．根據(jù)杠桿平衡的條件：F1L1＝F2L２，只有當(dāng)L1＞L２時(shí)為省力杠桿，當(dāng)L1＜L２為省距離的費(fèi)力杠桿。雖然題目中使用了同一杠桿，但當(dāng)A放在車廂前面時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂為省力杠桿，放在車廂后面時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂為費(fèi)力杠桿。 答案：D 例2、請(qǐng)你仔細(xì)觀察如圖所示的漫畫，究竟小猴和小兔誰分得的蘿卜重？簡(jiǎn)要說明理由。 解析：從圖中可以看出，它們從支點(diǎn)將蘿卜切斷，粗的一端力臂較小，所以蘿卜較重，細(xì)的一端蘿卜較輕。 答案：小猴分得的蘿卜重。因?yàn)樘}卜平衡時(shí)，粗的一端力臂短，根據(jù)杠桿平衡條件，粗的一端更重些。 例3、如下圖所示，下列說法正確的是（ ） A、甲、乙都是定滑輪 B、甲、乙都是動(dòng)滑輪 C、甲是定滑輪，乙是動(dòng)滑輪 D、甲是動(dòng)滑輪，乙是定滑輪。 解析：當(dāng)提起F時(shí)，乙留在原地，杠桿左升右降，G上升，甲亦升高，故甲是動(dòng)滑輪，乙是定滑輪，選D。 答案：D 例4、小明同學(xué)利用定滑輪設(shè)計(jì)了一種拉動(dòng)窗簾的簡(jiǎn)易裝置，設(shè)計(jì)時(shí)他采用一根閉合線繞在滑輪上，在右側(cè)拉動(dòng)這根拉線，就可以實(shí)現(xiàn)窗簾的開啟與閉合，請(qǐng)你在圖上畫出這根拉線在滑輪上的繞法以及窗簾布細(xì)線與拉線的連接。 解析：該題將滑輪的知識(shí)與生活實(shí)際運(yùn)用結(jié)合在一起，要求學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)應(yīng)用，安窗簾用到的三個(gè)滑輪都是定滑輪，做題時(shí)要注意利用定滑輪能改變用力的方向等知識(shí)考慮拉線的繞法和窗簾布細(xì)線與拉線的連接方法。左側(cè)窗簾布細(xì)線與滑輪上拉線固定，右側(cè)窗簾布細(xì)線固定在滑輪下拉線上，這樣拉動(dòng)拉線，兩邊窗簾會(huì)向反方向移動(dòng)，窗簾一張一合，正好合乎題意。 答案：如上右圖所示。 【模擬試題】（答題時(shí)間：30分鐘） 1、下表是“研究杠桿的平衡條件”使用的記錄表格，請(qǐng)根據(jù)杠桿平衡條件在空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)值。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 動(dòng)力F1（N） 動(dòng)力臂L1（cm） 阻力F2（N） 阻力臂L2（cm） 1 6 4 3 2 3 2 6 2、如果使用杠桿是為了省力，則動(dòng)力臂＿＿＿＿阻力臂，如果使用杠桿是為了少移動(dòng)距離，則動(dòng)力臂＿＿＿＿阻力臂，不論使用哪一類杠桿，都不能既＿＿＿＿又＿＿＿＿。 3、天平是支點(diǎn)在正中間的＿＿＿杠桿，天平左盤放的物重G1＝m1g，右盤放的砝碼重G2＝m2g，當(dāng)橫梁在水平位置平衡，游碼位于零刻度線時(shí)。根據(jù)杠桿平衡條件有＿＿＿＿，由此得出m1＿m2。 4、輪軸由一個(gè)＿＿＿＿和一個(gè)＿＿＿＿組成，使用輪軸可以＿＿＿＿，若將輪軸理解為一個(gè)杠桿，則輪軸的軸心相當(dāng)于杠桿的＿＿＿＿，輪半徑和軸半徑分別相當(dāng)于杠桿的＿＿＿＿，使用輪軸時(shí)，當(dāng)動(dòng)力作用在＿＿＿＿上，阻力作用在＿＿＿＿上時(shí)，才能省力． 5、下列說法正確的是（ ） A、從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)之間的距離叫做動(dòng)力臂 B、從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫做動(dòng)力臂 C、力臂一定在杠桿上 D、力臂的大小不可能為零 6、如下圖中，杠桿的一端A為支點(diǎn)，在它的另一端用力F將掛在C點(diǎn)的物體抬起使杠桿處于水平狀態(tài)。已知AC＝15cm，CB＝60 cm，則動(dòng)力F跟物重G之比是（ ） A、1：4 B、4：1 C、1：5 D、5：1 7、如下圖所示的剪刀，下列說法正確的是 （ ） A、此剪刀是省力杠桿 B、此剪刀是費(fèi)力杠桿 C、把一硬紙片放在A處剪斷，此時(shí)剪刀是省力杠桿 D、把一硬紙片放在B處剪斷，此時(shí)剪刀是省力杠桿 8、如圖所示，質(zhì)量可忽略的杠桿上所標(biāo)的每一格長(zhǎng)度都是相等的，O為支點(diǎn)，杠桿兩端所掛的每一個(gè)鉤碼均相等，杠桿在水平位置平衡。在下列情況下，杠桿仍在水平位置保持平衡的是（ ） A、兩邊都減少一個(gè)鉤碼 B、兩邊的鉤碼下各加掛一個(gè)相同的鉤碼 C、左邊鉤碼向右移一格，右邊鉤碼同時(shí)向左移一格 D、右邊鉤碼下加掛一個(gè)相同的鉤碼，左邊鉤碼同時(shí)向左移一格 9、用下圖所示的羊角錘起釘子，如果分別沿AD、AE、AF、AG方向施加壓力，在這四種情況下，最省力的是（ ） A、沿AD方向 B、沿AE方向 C、沿AF方向 D、沿AG方向 10、如下圖所示，輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn)為O，在杠桿的A點(diǎn)始終作用豎直向上的力F，將重為G的物體勻速提升，則力F的大?。? ） A、逐步變大 B、逐步變小 C、始終不變 D、先變小，后變大，杠桿在水平位置上時(shí)力F最小 11、如下圖中，物體A的重力為G，在拉力F的作用下，物體沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知物體受到的摩擦力為f，則人對(duì)繩的拉力F的大小等于（不計(jì)動(dòng)滑輪和繩子的重力以及它們之間的摩擦力）（ ） A、0.5G B、2G C、0.5f D、2f 12、如下圖所示，把重20N的物體勻速向上拉起，彈簧秤的示數(shù)為12N，若不計(jì)摩擦，則拉力F和動(dòng)滑輪的重量分別是（ ） A、10N、4N B、12N、24N C、12N、4N D、24N、12N 【試題答案】 1、（上行）8；（下行）4 2、大于；小于；省力；省距離 3、等臂；G1l1=G2l2；m1=m2 4、輪；軸；省力；支點(diǎn)；動(dòng)力臂和阻力臂；輪；軸 5、B（點(diǎn)撥：要分清力的作用點(diǎn)和力的作用線，力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離。） 6、C（點(diǎn)撥：此題的關(guān)鍵是動(dòng)力臂不是CB而是AB） 7、C（點(diǎn)撥：不能只看剪刀的刀口有多長(zhǎng)，要看剪時(shí)所用的部位，再比較動(dòng)力臂與阻力臂的大?。? 8、D（點(diǎn)撥：杠桿的原理F1l1=F2l 2。①變化前2G3l=3G2l平衡.②變化后：2G4l=4G2l仍平衡。） 9、C（點(diǎn)撥：此時(shí)力臂最大） 10、C（點(diǎn)撥：雖然力臂都是在增大，但兩力的力臂之比不變。） 11、C（點(diǎn)撥：此時(shí)不是提起重物） 12、C（點(diǎn)撥：因?yàn)槔與彈簧測(cè)力計(jì)是在同一根繩子上，所以F=12N，再由G+G動(dòng)=12N可求G動(dòng)）