简单机械教案

1 1、掌握杠杆和滑轮的工作原理；、掌握杠杆和滑轮的工作原理； 学习目标学习目标 2 2、能够分析省力杠杆和费力杠杆；、能够分析省力杠杆和费力杠杆； 3 3、掌握动滑轮和定滑轮对力的改变方式，分析滑轮组的受力；、掌握动滑轮和定滑轮对力的改变方式，分析滑轮组的受力； 4 4、能够运用所学知识解释生活中的杠杆和滑轮现象。、能够运用所学知识解释生活中的杠杆和滑轮现象。 教学内容教学内容 内容回顾 1、什么是力？ 我们将一个物体对另外一个物体的作用叫做力。 2、二力平衡。 物体处于静止或匀速运动状态，我们称物体处于平衡状态，处于平衡状态的物体所受到的力叫做平衡 力。如果物体只受到两个力而处于平衡，我们把这种情况叫做二力平衡。 3、物体的受力分析。 一般情况下是一“重”、二“弹”、三“摩擦”四“场力”。其中重是重力指物体受到地球引力的作用 而受到的力；弹是弹力指发生弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟他接触的物体产生的作用，通 常包括地面的支持力、水的压力和绳索的拉力等，方向总是与接触面垂直的；场力一般指电场力和磁场力。 【教法】引导学生回顾。 知识精讲知识精讲 知识点一（知识点一（杠杆 杠杆） ） 【知识梳理】【知识梳理】 1、概念：如下图所示，各种工具在使用过程中都是绕这某一点固定转动的，我 们把在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。 1 2、杠杆的五要素 （1）支点：杠杆绕着转动的固定点，通常用 O表示。 （2）动力：为达到目的而使杠杆转动的力，通常用F 1 表示。 （3）阻力：阻碍杠杆转动的力，通常用F 2 表示。 （4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，通常用L 1 表示。 （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，通常用L 2表示。 【教法】 通过展示图片和举实际的例子，让学生知道什么使杠杆。 【例题精讲】【例题精讲】 例例 1.1.一根 棒在力的作用下，能够，这根棒就叫做杠杆。杠杆的支点是 指，作用在杠杆上，促使杠杆转动的力叫做 ，杠杆转动的力叫做阻力。从到的距离叫做动力臂。 【教法】：逐步帮主学生疏导概念，使学生进一步掌握杠杆概念。 【解析】：根据杠杆的概念知道杠杆是力的作用下绕固定点转动的硬棒，由杠杆的五要素可知支点是杠杆绕 着转动的固定点，使杠杆转动的力是杠杆的动力，阻碍杠杆转动的力是杠杆的阻力，动力臂是从支点到动力 作用线的距离。 【答案】：硬；绕固定点旋转；杠杆绕着转动的固定点；动力；阻碍；支点；动力作用线；垂直。 【课堂练习】【课堂练习】 1.画出图中各力的力臂。 【教法】：对动力臂和阻力臂的概念，进行认真的梳理和解剖。 【解析】：因为力臂是支点到力的作用线的距离，就是支点到延着力的方向的最短距离，就是力臂与力的 作用线垂直。 2 【答案】 知识点二（杠杆的分类）知识点二（杠杆的分类） 【知识梳理】【知识梳理】 1、杠杆的平衡 杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动，就说此时杠杆处于平衡状态。 在“重心”理论的基础上，阿基米德发现了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重 量成反比。其公式为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F 1 L 1  F 2 L 2 。 2、杠杆的分类 （1）省力杠杆:L1L2,F1F2,省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀，瓶盖扳子，轧刀，动滑轮，手 推车 剪铁皮的剪刀及剪钢筋用的剪刀等。 (2)费力杠杆:L1F2,费力、省距离，如钓鱼竿、镊子，筷子，船桨,裁缝用的剪刀等。 (3)等臂杠杆:L1=L2,F1=F2,既不省力也不费力，又不多移动距离，如天平、定滑轮等。 注意：没有任何一种杠杆既省力又省距离。 【教法】 通过具体例子 的分析，让学生掌握杠杆的平衡原理，学会辨别各种杠杆。 【例题精讲】【例题精讲】 例例 1.1.如图所示轻质杠杆OA 上悬挂着一重物 G，O 为支点，在 A 端用力时杠杆平衡。下列叙述正确的是 （） A.此杠杆一定是省力杠杆。 B.沿竖直向上方向用力最小。 C.此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠 D.沿 OA 方向用力也可以使杠杆平衡。 【教法】：分析系统的阻力臂、阻力、动力和动力臂，根据杠杆平衡的关系，对答案进行分析排除。 杆。 3 【解析】：因为无法确定动力臂的大小，A 错误；沿垂直杠杆向上，动力臂最大，动力最小最省力，B 错 误；沿 OA 方向，动力臂是零，杠杆无法平衡，D 错误；不同方向的力可以确定不同的动力臂，因此动力臂 可能很大，也可能很小，所以此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆，C 正确。 【答案】：C 例例 2.2.如图所示，属于费力杠杆的工具是（ ） 【教法】：化成简单受力示意图，分析阻力臂、阻力、动力和动力臂的关系。 【解析】：剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，故剪刀为省力杠杆，A 不符合题意；起子在使用过程 中，动力臂大于阻力臂，故剪刀为省力杠杆，B 不符合题意；钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，故 剪刀为省力杠杆，D 不符合题意；镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，故剪刀为费力杠杆，C。符合题 意 【答案】：C 【课堂练习】【课堂练习】 1.如图所示，重力为 G 的均匀棒悬于 O 点成竖直，现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角，在棒转动的过 程中（） A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大 C.动力不变 D.动力逐渐减小 【教法】：分析在变化在变化过程中阻力臂与动力臂的变化。 【解析】：杠杆转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在竖直位置时， 重力的力臂为零，转过θ角后，重力的力臂（阻力臂）逐渐增大，故B 正确；当硬棒在竖直位置时，F 的力 臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过θ角后，力与杠杆不在垂直力臂变小，故A 错误；根据杠杆平衡 条件可得，阻力与阻力臂乘积增大，而动力臂减小，则动力是逐渐增大的，故C、D 错误。 【答案】：B 2.如图所示，O 为杠杆的支点，第一次杠杆在重物G 和力F 1 的作用下处于水平位置平衡。如果二次杠杆在重 物 G 和力F2的作用下仍然在图中位置保持平衡，下面关系中正确的是（） 4 A.F 1  F 2 B.F 1  F 2 C.F 1  F 2 D.F2 F 1  G 【教法】：分析两次平衡过程中力臂的关系，再根据杠杆平衡条件判断力的大小。 【解析】：第一次杠杆在G 和F 1 的作用下处于平衡时，F 1 的力臂为 O 到 F 1 作用点的杆长L 1 ，重力 G 和重力的力臂L2为整个杆的长度，由杠杆平 衡条件可得F 1 L 1  GL 2 ,又由图可知L 1  L 2 ,所以F 1 G;当第二次杠 杆在重物 G 和F2的作用下时，F2的力臂为L 1 ，如图所示，由图知道 L 1  L 1 ,为了使杠杆仍在图中位置保持平衡。因为G 和重力的力臂无法改 变，又F2力臂L 1 变小，则F 1  F 2 。故选 C、D。 【答案】：C、D 知识点三（滑轮）知识点三（滑轮） 【知识梳理】【知识梳理】 1、滑轮的概念和分类 用绳索或链条绕过具有转动轴的光滑圈轮就叫做滑轮。 根据转动轴是否跟物体一起运动分为动滑轮和定滑轮。转轴跟着物体运动的叫做动滑轮；转轴位置固 定不变的叫做定滑轮。 2