杠杆与滑轮复习教案(苏科版)
【教学目标】
(1)熟悉简单机械的概念;(2)会用简单机械来分析问题;(3)会组合简单机械;(4)了解简单机械的实际应用。
【教学重、难点】
用简单机械来解决实际问题
【教学过程】
一、【自主学习】
1 杠杆
(1)杠杆
①定义:一根硬棒,在力的作用下如果能够绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
②杠杆五要素:
支点O:杠杆绕着其转动的固定点;
动力F1:使杠杆转动的力;
阻力F2:阻碍杠杆转动的力;
动力臂l1:支点到动力作用线的距离;
阻力臂l2:支点到阻力作用线的距离。
(2)杠杆的平衡条件
①杠杆平衡:当有两个力或几个力作用在杠杆上时,若杠杆保持静止或匀速转动,则杠杆平衡。
②平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂
即F1l1=F2l2。
(3)杠杆的分类
①省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆,杠杆平衡时,其动力小于阻力。省力杠杆省力,但费距离。
②费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆,杠杆平衡时,其动力大于阻力。费力杠杆虽费力,但省距离。
③等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆叫做等臂杠杆,杠杆平衡时,动力等于阻力,既不省力也不费力。
2 滑轮
(1)定滑轮
①定义:轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。
②实质:定滑轮的支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,因此定滑轮实质是一个等臂杠杆。
③特点:使用定滑轮不能省力,但可以改变动力的方向。
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(2)动滑轮
①定义:随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。
②实质:动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径,因此动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
③特点:使用动滑轮能省一半力,但不能改变动力的方向,且多费一倍距离。
(3)滑轮组
①定义:由几个动滑轮和几个定滑轮组成的装置,叫做滑轮组。
②特点: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。
即F=,此时s=nh。(n为承担物体的绳子的段数)
重难点突破
(1)杠杆中最小力的作法:首先寻找最长力臂,直接连接支点和作用点,连线视为最长力臂,再根据杠杆的平衡画出力臂的垂直有向线段,即为最小力。
(2)滑轮组的绕线规律
a、单个动滑轮最多能支撑3段绳子的连线,即n=2或n=3
b、根据自由端绳子股数n,按照口诀“偶定奇动”确立绳子的悬挂点
(3)定滑轮n=1,s=h,动滑轮n=2,s=2h,滑轮组s=nh(简单记忆“绳子移动的距离大于物体距离”,为n倍)
(4)参与数字计算的时候,初中阶段通常都忽略掉了绳子自重和绳子与滑轮之间的摩擦影响。题干里均会提到不计绳重和摩擦,则要注意是否忽略了动滑轮自重
a、若忽略了滑轮重(动滑轮自重),则有 F=G/n
b、考虑动滑轮重F=(G动+G)/n
二、【课堂活动】
活动一:作图
1.作出下图中各力的力臂。
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2.如图7,一个绕O点转动的杠杆,已知阻力F2的方向,以及动力F1的力臂,在图中补全F2的力臂以及动力F1。
3.铡刀铡草时的示意图如图所示.请作出作用在铡刀上的动力F1、阻力F2的力臂。
4.如图左下所示,请画出杠杆平衡时在B点施加的最小的力。
5.如右上图,在杠杆上的A点挂一重物,在C点对杠杆施加一个最小的力,使杠杆平衡在图中所示的位置.试画出这个力的示意图和力臂.
活动二:实际应用
如图4所示的简单机械,在使用中属于费力杠杆的是 ( )
图8-3
1.如图8-3所示,用始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,阻力G的力臂 ,动力F 。(填“变大”或“变小”“不变”)
图8-4
2.如图8-4所示,一根重木棒在水平动力(拉力)F的作用下以 O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为l,动力与动力臂的乘积为 M,则( )
A.F增大,l增大,M增大
B.F增大,l减小,M减小
C.F增大,l减小,M增大
D.F减小,l增大,M增大
图8-26
3.密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一,当B端挂5N的重物户时,直尺的A端刚刚开始翘起,如图8-26所示,则此直尺受到的重力是( )
A.2.5N B.5N C.10N D.无法确定
4.如图8-7所示是一个指甲刀的示意图,它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是( )
图8-7
A.三个杠杆都是省力杠杆
B.三个杠杆都是费力杠杆
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C.ABC是省力杠杆,OBD、OED是费力杠杆
D.ABC是费力杠杆,OBD、OED是省力杠杆
5.在“研究杠杆平衡条件”的实验中,改变支点两侧的钩码位置和个数,用同样的方法一般要做三次,得到三组数据并进行分析.这样做的目的是___ ___ __。
6.如图所示,A烛一杠杆,O是杠杆的支点,在A的一端挂一电灯,电灯重100N。细绳的一端系杠杆的B点,另一端系于竖直的墙壁上的C点,此时杠杆在水平位置上平衡。已知AO=4mAB=0.8m,细绳与杠杆之间的夹角是30度(不计杠杆重、细绳 重和摩擦),求细绳上的拉力。
7.定滑轮实质是__ ___杠杆,使用定滑轮可以改变_____ ___,但它不能____ ___。
8.动滑轮实质是___________ ___的杠杆,使用动滑轮可以_______力,但_______改变力的方向。
图11.3.2
图11.3.1
9.动滑轮下面挂一个20千克的物体A(如图11.3.1),挂物体的钩子承受_______牛的力,挂绳子的钩承受_________牛的力(动滑轮重不计).
10.如图11.3.2,物体重10N,且处于静止状态。该滑轮是___滑轮,手拉弹簧测力计在1位置时的示数为____N。若手拉弹簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F1、F2、F3,则它们的大小关系是F1___F2___F3。这证明使用定滑轮不能改变力的____,只能改变力的____。
11.使用滑轮组可以达到的目的是
A.省力而且一定能改变力的方向 B.省力但不可能改变力的方向
C.省力而且能省距离 D.能省力而且也可以改变力的方向
12.用如图所示的滑轮组提升物体,以及已知物体重200牛,物体匀速上升1米,不计滑轮组重及摩擦,则:( )
A.拉力为80牛 B.拉力为40牛;
C.绳的自由端拉出4米 D. 绳的自由端拉出1米。
13.如图所示,用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2和F3,则它们的大小关系正确的是( )
A.F3<F1<F2 B.F1<F2<F3 C.F2<F1<F3 D.F3<F2<F1
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14.一位同学双手的最大拉力为500牛,现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,最多能提起的物重为( )
A.500牛 B.1000牛 C.1500牛 D.250牛
15.如图所示的装置中,甲物重5 N,乙物重3 N。甲、乙均保持静止状态,不计弹簧测力计自重。则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是( )
A.0 N,3 N B.0 N,5 N C.2 N,5 N D.2 N,3 N
16.如图所示,有四个滑轮组,若分别用来把60 N的重物提起。在动滑轮、绳重和摩擦不计的情况下,则F1=___ __N,F2=__ ___N,F3=__ ___N,F4=__ ___N。
17.根据图中的省力要求,画出绕绳子的方法(不计摩擦及滑轮重).
18.利用图的滑轮组,用300N向下的拉力将重为900N的物体匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出滑轮组上绳的绕法。
19.汽车陷入泥潭里,附近有一棵大树,车上有滑轮两只,绳子一条,请您想一想,使用上述器材,怎样才能用最小的力把汽车拉出来?画出示意图。
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20.由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,站在地面的人用力向下拉绳,提起重为1000N的物体.问:
(1)若不计摩擦和滑轮的重,所用拉力F是多大?
(2)若实际所用拉力F为300N,则动滑轮总重是多少?
(3)物体升高0.1m时,绳子的自由端所移动的距离是多少?
六、【板书设计】
七、【布置作业】
教学反思:
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