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第13章 力与机械教案
一、【自主学习】
(一)弹力 弹簧测力计
1、物体的 或 的改变,叫做形变,它分为 形变和 形变。
2、在国际单位制中,力的单位是______,简称______,符号_______。
3、弹力是物体由于 产生的力。比如 、 等。
4、作用在物体上的外力越 ,物体的形变就越 。弹簧测力计就是利用这个原
理测量 的工具。
5、弹簧秤的用法:(1)要检查指针是否指在零刻度,如果不是,则要 ;(2)认清 和 ;(3)轻拉秤钩几次,看每次松手后,指针是否回到零刻度,(4)完成上述三步后,即可用弹簧秤来测力了,测量力时不能超过弹簧秤的 。
(二)重力
1、重力:地面附近物体由于地球 而受到的力叫重力。重力的方向总是 的。
2、重力的计算公式: (式中g是重力与质量的比值:g= ,在粗略计算时也可取g= );重力跟质量成 。
重垂线是根据重力的方向总是 的原理制成。重心:重力在物体上的 叫重心。
3、物体由于 而具有的能量叫动能;物体由于 而具有的能量叫重
力势能。
(三)摩擦力
1、静摩擦:物体将要滑动而未发生滑动,接触面 。(人走路时,脚和地面的摩擦力)
滑动摩擦的大小跟 和 有关,它的方向跟物体运动方向 。
2、增大摩擦力的方法有:(1) ;(2) 。
减小摩擦力的方法有:(1)使接触面 和 压力;(2)用 代替滑动;(3)加润滑油;(4)利用气垫。
(四)杠杆
1、定义:在力的作用下能绕 _______的硬棒称做杠杆。
2、杠杆的五要素是: 、 、 、 、 。作力臂的方法:先找到支点,再画出力的作用线,作支点到力的作用线的垂线,再画出垂直的符号即可。
3、杠杆的平衡条件是: ,用公式可表示为: 。根据动力和阻力的关系,可知它们使杠杆转动的方向是 的,若动力使杠杆做顺时针转动,则阻力就使杠杆做 转动。
4、三种杠杆:
(1)省力杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,省了 ,费了 。
(2)费力杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,费了 ,省了 。
(3)等臂杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,既 也 。
(五)其他简单机械
1、定滑轮实质上是 杠杆;使用定滑轮不省 ,但能改变 。
2、动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂 倍的杠杆;使用动滑轮能省 ,但不能改变 。
3、使用滑轮组既可以 ,又可以 ;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体和动滑轮总重的 ,表达式是:F=1/n(G物+G动)。
4、奇动偶定原理: 使用滑轮组时,直接承担重物的绳子段数为n。若n为偶数时,则绳子的固定端挂在 滑轮上;若n为奇数时,则绳子的固定端挂在 滑轮上。确定绳子的股数:数 上绳子的根数。
二、【典型例题】
【例1】弹簧测力计的正确使用方法是:
⑴必须认清弹簧测力计的_________,使用时________(能/不能)测量超过量程的力;
⑵测量前还要观察测力计的___________,了解分度值的大小;
⑶校正_________,将弹簧测力计按所需的位置放好,检查指针是否还在 __________处,若不在,应___________。
⑷测量时,要使弹簧测力计内弹簧的轴线与所测________的方向一致;观察时,视线应与弹簧测力计的刻度盘________;
⑸记录结果时,要记录______,还要注明______。
【拓展变式】下列使用弹簧测力计的方法中错误的是 ( )
A、使用前应先调零
B、弹簧测力计使用时只能竖直放置
C、物体对弹簧测力计的拉力不能超过量程
D、记录数据时应同时写上力的单位
【例2】“水向低处流”的原因是因为水受到 而向下流。流下的水能做功,由此可见,被举高的物体具有 能。
【拓展变式】有一块铜重29.4N,问能否用最大称量为500g的天平去称量这个铜块?(两种方法)
【例3】滑冰时,冰刀和冰面之间的摩擦属于 摩擦;溜旱冰时,旱冰鞋和地面之间的摩擦属于 摩擦(有益/有害)。
【拓展变式】自行车是我们熟悉的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少摩擦的知识,例如:
A轮胎上刻有花纹 B车轮做成圆形
C塑料套在车把手上 D在转动部分添加润滑油
E脚踏板凹凸不平 F刹车时用力捏闸
G车轴上装有滚珠 H车的把手上有凹槽
(1)上述各项内容中属于(只填写各选项前的字母)
通过改变接触面精糙程度而增大摩擦的是:________________
通过增大压力而增大摩擦的是:_____________
通过变滑动为滚动而减小摩擦的是:_____________
通过使接触面彼此分离而减小摩擦的是:____________
(2) 用力踩动脚踏板使自行车前进时,后轮与地面间的摩擦力方向朝_______(前/后)
(3) 请你大胆发挥想象:“假如没有摩擦”,自行车会出现什么样的情况?写出两个合理的场景。
【例4】(1)图1是一种常见的活塞式抽水机示意图,在图中画出手柄所受动力F1的力臂及阻力。
(2)图2中杠杆AB处于平衡状态,请作出力臂L对应的力的示意图。
图2
图1
【例5】如图3所示,下列器件中属于省力杠杆的是
图3
【例6】如图4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 。(变大/变小/不变)
【例7】按要求完成图5中滑轮组的绕法,或根据绕法完成对应的表达式。
图5
图4
F= G F= G F= G
【拓展变式】用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来,试在图6中画出最省力的绕绳方法。
【例8】如图7所示,小明用滑轮组提升一重为810N的摩托车,所用的拉力是180N,绳子自由端被拉下1.2m,摩托车被小明调起 m高,动滑轮总重 N。
图6
图8
图7
【拓展变式】如图8所示,滑轮组承担重物的绳子股数为 股。若绳子自由端
在拉力F作用下,竖直向上移动0.2m,则F为 N,重物G上升距离为
m;若物体重为15N,则滑轮重为 N。(摩擦不计)
【例9】在图中画出羊角锤钉钉子时的动力F1,动力臂L1,阻力F2和阻力臂L2。比较动力臂和阻力臂的长短,发现由于L1 L2,因此使用羊角锤拔钉子的好处是
【例10】如图3所示是收费站栏杆的示意图,当在A处施加一个动力时,可将栏杆拉起来,它是一根( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆
C.等臂杠杆 D.无法确定
【例11】2008年5月12日,四川波川发生8.0级地震.救援队员利用各种器材展开抢险救灾工作.
(1)利用如图所示的钢丝钳,救援队员把钢筋剪断,钢丝钳是 (省力/费力)杠杆.
(2)使用撬棒,救援队员把滚落在公路上的石块撬起,如图所示,若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1,撬棒的支点是 点;若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是 点.
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