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第十三章 力与机械
●单元复习目的
一、知识与技能
1.知道弹力,会使用弹簧测力计和弹簧测力计的读数。会画重力的示意图。
2.理解研究滑动摩擦力的大小与那些因素有关的实验。
3.能从现实生活中感受杠杆,理解力臂,会画有关杠杆受力的力臂。
4.会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题。
5.知道定、动滑轮和滑轮组的特点及作用,会组装滑轮组。
6.能联系实际体会简单机械在现实中的广泛运用。
二、过程与方法
1.培养学生运用物理语言分析问题和表达观点的能力。
2.学会研究物理问题的科学方法和学习方法。
3.情感、态度与价值观目标:形成积极向上,团结协作的学习氛围,学会与同伴的合作交流
●复习的重点和难点
重点:力的示意图;力臂的知识,杠杆的平衡条件及应用,滑轮及滑轮组省力情况,会画滑轮组的装配图,设计滑轮组。
难点:正确画好力臂,确定滑轮组省力情况,设计滑轮组。
●课时安排:二课时
第一课时
●授课时间:6 月 1 日
一、基础知识
(一)弹力 弹簧测力计
1.弹性:物体受力发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种性质叫弹性。
2.塑性:物体受力后不能自动恢复原来的形状,物体的这种性质叫塑性。
3.弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。
4.弹簧测力计:原理:在弹性限度内,弹簧收受到的拉力越大,它的伸长就越长。(在弹性限度内,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比)
5.弹簧测力计的使用:;(1)认清分度值和量程;(2)要检查指针是否指在零刻度,如果不是,则要调零; (3)轻拉秤钩几次,看每次松手后,指针是否回到零刻度;(4)测量时力要沿着弹簧的轴线方向,测量力时不能超过弹簧秤的量程
(二)重力
1.万有引力:宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力。
2.重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。
①重力的大小叫重量,物体受到的重力跟它的质量成正比。G=mg.
②重力的方向:竖直向下(指向地心)。
③重力的作用点(重心):地球吸引物体的每一个部分,但是,对于整个物体,重力的作用好像作用在一个点,这个点叫重心。(形状规则、质地均匀的物体的重心在它的几何中心)
(三)摩擦力
1.摩擦力:两个互相接触的物体,当它们做相对运动(或有相对运动的趋势)时,就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
2.摩擦力的方向:和物体相对运动的方向相反。
决定摩擦力(滑动摩擦)大小的因素:【实验原理:二力平衡】1、压力(压力越大,摩擦力越大);2、接触面的粗糙程度(接触面越粗糙,摩擦力越大)。
摩擦的分类:1、静摩擦:有相对运动的趋势,没有发生相对的运动。2、动摩擦:(1)滑动摩擦:一个物体在另一个物体的表面上滑动时产生的摩擦;(2)滚动摩擦:轮状或球状物体滚动时产生的摩擦,通常情况下,滚动摩擦比滑动摩擦小。
增大摩擦力方法:使接触面粗糙些和增大压力。
减小有害摩擦方法:(1)使接触面光滑;(2)减小压力;(3)用滚动代替滑动;(4)使接触面分开(加润滑油、形成气垫)。
(四)杠杆
1.杠杆:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。
杠杆的五要素:1、支点:杠杆绕着转动的点;2、动力:作用在杠杆上,使杠杆转动的力;3、阻力:作用在杠杆上,阻碍杠杆转动的力;4、动力臂:支点到动力作用线的距离;5、阻力臂:支点到阻力作用线的距离。
杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2.
2.三种杠杠杆: (1)省力杠杆:L1>L2,平衡时F1<F2。特点是省力,但费距离。(如剪铁剪刀,铡刀,起子)(2)费力杠杆:L1<L2,平衡时F1>F2。特点是费力,但省距离。(如钓鱼杠,理发剪刀等) (3)等臂杠杆:L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力,也不费力。(如:天平)
(五)其他简单机械
1.定滑轮特点:(轴固定不动)不省力,但能改变动力的方向。(实质是个等臂杠杆)
2.动滑轮特点:省一半力(忽略摩擦和动滑轮重),但不能改变动力方向,要费距离 (实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)。.
3.滑轮组:1、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=G/n(G为总重,n为承担重物绳子断数)2、S=nh(n同上,h 为重物被提升的高度)。3、奇动(滑轮)、偶定(滑轮)。
4.轮轴:由一个轴和一个大轮组成,能绕共同轴线旋转的简单机械;动力作用在轮上省力,作用在轴上费力。
5.斜面:(为了省力)斜面粗糙程度一定,坡度越小,越省力。
应用:盘山公路、螺旋千斤顶等。
二、例题分析
例1分析以下摩擦,属于有害摩擦的是
A.写字时,手与笔之间的摩擦 B.走路时,鞋底与地面之间的摩擦
C.骑车时,车轮与车轴之间的摩擦 D.皮带传动时,皮带与皮带轮之间的摩擦
例2 下面关于力学现象的解释中正确的是
A.小球在空中下落得越来越快,是因为力可以改变物体的运动状态
B.人用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦力
C.小孩从滑梯上自行下滑,是因为他受到惯性的作用
D.书本静止在课桌上,是因为书本的重力与书本对桌面的压力平
例3如图所示,某同学用40N的水平力将一个重30N的物体压在竖直的墙壁上使其处于静止状态,则物体与墙壁间的摩擦力是
A、40N B、30N
C、10N D、70N
例4赵强同学学了物理后,养成了观察生活的好习惯,他发现好多药瓶瓶盖的侧面都做有密集的竖条纹,如图所示,其目的是为了
A.坚固耐用
B.增大粗粒程度,从而增大摩擦,便于旋开和旋紧
C.便于运输
D.节约材
例5一木块在外力作用下沿水平木板向右匀速运动(如图11),用示意图表示木块所受的牵引力、摩擦力和重力.
例6图9是某小组研究“摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验示意图,
(1)本实验中产生摩擦力的方法是 .
(2)用弹簧测力计拉着木块在水平木板上滑动时,每次都要使木块做匀速直线运动.这是因为 .
(3)比较(b)、(c)两步,你能得出正确结论吗? .原因是 .
例7如图2所示的四种用具中,属于费力杠杆的是
例8不等臂直杠杆在动力和阻力作用下,已处于平衡状态,采用下列办法不能使杠杆平衡的是( )
A、在杠杆上再施加一个力,使这个力的作用线通过杠杆的中点,但不通过支点。
B、在杠杆上再施加一个力,使这个力的作用线通过支点
C、使动力和阻力同时减小到原来的1/2
D、使动力臂和阻力臂同时变为原来的2倍
例9用杆秤(如图8)测量鱼的质量,当秤钩挂在A点,绳纽挂在O点(支点),秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态.AO是10cm,BO是30cm,秤锤的质量是0.5kg,鱼的质量是 kg.
F1
例10请在图5中画出用瓶起子启瓶盖的动力F1的力臂L1和阻力F2。
例11在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平衡,这样做是为了便于测量 ;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向 调节,或将左端的平衡螺母向 调节。
上图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长
5cm,部分实验数据已记录在下表中。
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1
2
1
20
10
3
1
20
1.5
10
(1)请将表格中的实验数据补充完整。
(2)小明的第3次实验存在错误,其错误是 。
例12请在图14中画出用滑轮组提升水桶最省力的绕绳方法。
例13一辆汽车不小心陷进了泥潭中,按如图3所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动
甲
乙
图3
力比阻力小800N,则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ,乙图中人拉动汽车的拉力至少为 ,其中比较省力的是 图。(绳与滑轮间的摩擦不计)
例14如图1所示,表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法其中最省力的是 (动滑轮重和摩擦忽略不计):
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