物理人与机械省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

5 人与机械第1页n1、什么是杠杆？杠杆一定是直吗？请你举几个杠杆例子，而且分辨一下它们哪些属于省力杠杆、哪些属于费劲杠杆、哪些属于等臂杠杆？n2、什么是杠杆五要素？怎么画力作用线？什么叫力臂？怎么画力臂？力臂长短与哪些原因相关？n3、什么情况是杠杆处于平衡状态？杠杆平衡条件是什么？自学提要：第2页n5-1 杠杆n一、杠杆定义及其五要素：n1、在力作用下，能绕固定点转动硬棒叫杠杆杠杆。n杠杆即能够是直，也能够是弯曲。n比如天平、活塞式抽水机、剪刀、指甲刀、钳子、跷跷板等第3页n2、杠杆五要素：n支点支点O固定点n动力动力F1使杠杆转动力n阻力阻力F2妨碍杠杆转动力n动力臂动力臂L1支点到动力作用线距离n阻力臂阻力臂L2支点到阻力作用线距离第4页n普通为了研究方便，能够忽略杠杆重力，此时称杠杆为“轻杆”。“轻杆”即重力不计杠杆。思索题：如图所表示，电线杆所受重力为G，重心到A端距离是LA，到B端距离是LB，则在抬起电线杆A端时，支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂各是什么？第5页n1、画出F1、F2力臂。巩固练习：巩固练习：2、试分析指甲剪杠杆五要素。第6页n结论：力臂长短不但跟力作用点相关，还力方向相关。n思索：这三种情况下F大小相同吗？3、如图所表示，O为支点，轻杆中间挂一重物G，假如在另一端加一个力F，方向分别是AC、AB、AD，试画出三种情况下F力臂。第7页n试验探究n杠杆平衡时力与力臂关系n1、如图试验装置中，哪里是支点？假如在没挂钩码时，发觉右端下倾，则应将杠杆右端平衡螺母向_边调整，能够使杠杆处于水平平衡状态。第8页n2、试验时总共有8个钩码，每个钩码重1N，杠杆上每格都等距。当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码能够使杠杆处于水平平衡状态？n方案1：_n方案2：_n假如使用量程为5N弹簧测力计竖直向上拉，则怎样能够使杠杆处于水平平衡状态？n方案3：_n方案4：_第9页n二、杠杆平衡条件：n1、我们把杠杆静止或匀速转动时，称杠杆处于平衡状态。n2、杠杆平衡条件：n动力动力臂=阻力阻力臂n表示式:F1L1=F2L2 或n即“力与力臂成反比”第10页n思索:如图杠杆处于水平平衡状态。若在A处再挂一个钩码，要使杠杆恢复平衡，以下方案中可行是:方案1：在B处再挂一个钩码方案2：在C处再挂一个钩码方案3：在D处再挂一个钩码方案4：把C处两个钩码移到D处方案5：把C处两个钩码移到B处,在D处再挂一个钩码第11页n三、杠杆种类：n当L1L2时，F1F2，为省力杠杆，但费距离n当L1F2，为费劲杠杆，但省距离n当L1=L2时，F1=F2，为等臂杠杆第12页巩固练习:1、以下杠杆中属于省力杠杆是 ；属于费劲杠杆是 ；属于等臂杠杆是 。A、天平 B、食品夹 C、羊角锤D、钓鱼杆 E、跷跷板 F、独轮车G、剪发剪刀 H、钳子 I、指甲刀J、扁担 K、镊子 L、瓶启子第13页n2、将80N物体挂在1.8m长杠杆一端，在另一端加16N动力时杠杆水平平衡，则动力臂与阻力臂之比是 ，动力臂长 m。n3、用一根1m长轻质木棒，撬动一块重500N石块，已知OA=20cm，则在B端最少需要用多大力才能撬动石块？第14页oban4、如图所表示，在a端施加一作用力F，使杠杆在水平位置平衡，则（）nA、一定省力 B、一定费劲 nC、一定即不省力也不费劲nD、可能省力，可能费劲，还可能不省力也不费劲第15页AB5、（1）如图所表示中 杠杆是否平衡？（2）若将两端钩码浸没入水中，杠杆是否平衡？若不平衡,杠杆_端下降。（3）若将两边钩码各加挂一个，杠杆_端下降，若要杠杆再次平衡，应怎样做?第16页6、如图所表示，每个钩码重为G，将杠杆两边钩码都浸没在水中，此时杠杆平衡。若将钩码从水中取出，则杠杆（）A、仍保持平衡B、不平衡，左边下沉C、不平衡，右边下沉D、无法确定bOa第17页7、一根粗细均匀杠杆ab，在其端点分别施加竖直向下力F1、F2且F1F2，杠杆此时在水平位置平衡。若使F1、F2同时增大5牛，则杠杆是否平衡？若不平衡，则哪端下降？若使F1、F2同时向支点移动L，则杠杆是否平衡？若不平衡，则哪端下降？F1F2aob第18页8、已知杠杆AB中OA:OB=3:4，物块甲与物块乙分别挂在杠杆A、B两端，且甲、乙体积之比为2:1，甲密度为6103Kg/m3,则乙密度是多少？甲甲乙乙OAB第19页n9、如图A是边长为0.1m正方体，当GB=4N时，杠杆水平平衡，此时A对桌面压强是300Pa，求物体A密度。(g=10N/kg)若将B向右移动1格，物体A受到拉力会_。第20页10、如图所表示，等臂杠杆两段悬挂边长均为1分米a、b两个正方体，当杠杆在水平位置平衡时，B对地面压强为200帕，求物体B与物体A密度之差为多少?(g=10N/kg)BAOab第21页n11、用如图器材能够测定金属块密度，试验步骤以下：n1、将金属块挂在轻杆A端，将钩码挂在B处，杠杆恰好水平平衡；n2、将金属块没入水中，将将钩码移到C处，杠杆依旧水平平衡；n3、用刻度尺测量出OB、BC长度L1、L2；n4、则金属=_。第22页n12、要测量托盘天平游码质量，能够这么：n用刻度尺测出两托盘之间距离L1，测出标尺最远两刻度之间距离L2；n从标尺上读出最大刻度为5克；n游码质量m0=_。第23页桔槔（ji go）俗称“吊杆”辘轳第24页n定义:由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转简单机械叫做轮轴。半径较大者是轮，半径较小是轴。小知识:轮轴第25页轮轴原理：轮轴实质是能够连续旋转杠杆使用轮轴时，普通情况下作用在轮上力和轴上力作用线都与轮和轴相切，所以，它们力臂就是对应轮半径和轴半径。轮轴支点在轴中心线，动力臂是轮半径R，阻力臂是轴半径r，所以轮轴公式是：。第26页n因为轮半径总大于轴半径，所以当动力作用于轮时，轮轴为省力费距离杠杆;反之,当动力作用于轴时，轮轴为费劲省距离杠杆。n轮轴应用：在实际应用中有许多外形不一样轮轴，不一定都有显著轮和轴，有只能转动很小角度。日常生活中常见扳手、自来水龙头扭柄、汽车驾驶盘、自行车踏板、风筝线车、辘轳、绞盘、石磨、手摇卷扬机等都是轮轴类机械。第27页阿基米德创造有史以来最早水泵：第28页n龙骨水车龙骨水车亦称“翻车”、“踏车”，是一个用于排水浇灌机械。n龙骨水车约始于东汉，三国时创造家马钧曾给予改进，今后一直在农业上发挥巨大作用。用于井中取水龙骨水车是立式，水车传动装置有平轮和立轮两种以转换动力方向。第29页n水车磨坊及磨坊石水车磨坊及磨坊石：早期水车磨坊转轮水平地在河流中转动，转轮轴心直接推进磨坊石，并没有齿轮设置，后期水车磨坊转轮为直立设置，而其轴心没于磨坊石上方利用锯齿轮推进磨坊石。第30页n1、什么是定滑轮？什么是动滑轮？它们特点分别是什么？它们实质分别是什么？n2、滑轮组中F与G、s与h关系分别是什么？有没有既省力又省距离滑轮组？n3、什么叫机械传动？有哪几个常见机械传动，它们各自有什么样传动特点？什么是传动比？自学提要：第31页试验探究定滑轮和动滑轮特点 1、按图示连接器材，并将绳头与弹簧测力计连接；2、用弹簧测力计匀速拉绳头，注意弹簧测力计方向，比较F与G大小关系。注意事项：匀速拉动确保F不变；取相同钩码以确保物重相同（便于比较拉力）第32页n5-3 滑轮 n一、定滑轮和动滑轮：n1、定义：n定滑轮滑轮轴固定不动n动滑轮滑轮轴随物体移动n2、特点：n使用定滑轮能改变力方向，但不改变力大小；n使用动滑轮不能改变力方向，但省力。n3、实质：n定滑轮相当于等臂杠杆n动滑轮相当于L1=2L2省力杠杆 第33页n试验探究n滑轮组中F与G、s与h关系n1、按图示组成滑轮组，注意绳绕法；第34页n2、用弹簧测力计匀速拉绳头，注意弹簧测力计方向，读出F与G数据并统计；n3、用刻度尺测量绳头移动距离s与钩码上升高度h数据并统计。n4、换不一样数量钩码，重复2、3步。注意确保钩码上升高度h相同。第35页n二、滑轮组：n将定滑轮和动滑轮连接在一起使用，即组成“滑轮组”。n用滑轮组提升重物，有几根绳子负担物重G，拉力F大小就是物重几分之一；n同时，拉力作用点移动距离s是重物上升高度h几倍。推论因为时间相同，则v绳=nv物 第36页n1、甲图中，F1 F2 F3n2、乙图中，G=400N，G轮=20N，则F=N才能拉动物体。巩固练习：巩固练习：第37页n3、已知GA=8N，GB=10N，则物体B对地面压力是_N。n4、用力F匀速拉动滑轮上升，其中物体B没有离开地面。已知GA=8N，GB=10N，则F=_N。第38页n水平滑轮组（忽略绳与滑轮之间摩擦）中力之间关系：思索题：第39页习题课（滑轮）n一、滑轮组绕绳：第40页n总结方法：n若出单数，绳头固定在动滑轮上；若出双数，绳头固定在定滑轮上。n若只有一个动滑轮，则最少有2股绳负担物重，最多有3股绳负担物重。第41页n二、利用滑轮组关系式求相关量：1、物重300N，滑轮重及摩擦不计，则拉力F最少多大才能提起重物？若重物被提升0.1m，则拉力作用点移动距离是多少？若动滑轮重30N，F=110N，则物重是多少？第42页2、用一个滑轮组提重物，当用力F拉绳子2m时，重物升高0.5m，若物重300N，动滑轮重20N，所用力F是多大？请设计一个滑轮个数尽可能少滑轮组。3、如图示，忽略滑轮重及绳子与滑轮之间摩擦，已知G=N，则F=？若B为800N，则B对地面压力是多少？第43页n4、如图示，不计绳重及摩擦，VA=10-2m3，=2.5*103kg/m3，g=10N/kg，G滑轮=15N。求：当物体被匀速上提,未出水面时，F=？第44页5-4 机械传动 n一、定义：机械传动就是机械运动传递 n二、种类：n1、皮带传动皮带传动:依靠传动带与轮间摩擦及其转动来实现机械传动 n优点简单、噪声小、有柔韧性n缺点传递功率小，易打滑 第45页n2、齿轮传动齿轮传动：由主动齿轮和被动齿轮直接吻合传递运动装置n优点传递运动可靠、平稳n缺点转动不平稳、制造复杂、噪声大、不能远距离传递 n正齿轮（大小齿轮转轴平行）n斜齿轮（大小齿轮转轴相交成90，也叫圆锥齿轮）n蜗轮蜗杆（两轴即不平行也不相交，此时蜗杆是运动，能预防倒转）n齿轮齿条转动（可把直线运动变为旋转运动或相反，齿轮可在齿条上移动）第46页n3、链传动链传动：用链条将两个有特殊齿形轮子连接（介于前二者之间）n优点可远距离传递动力、传递准确、工作环境要求不高n缺点链条摩擦后易脱落、安装维修要求高 n4、螺旋传动螺旋传动：可将螺杆旋转运动变为螺母直线运动。螺杆转一圈，螺母移动一个螺距n优点结构简单、工作平稳、传动精度高 第47页n三、传动比i：n在带传动中，设主动轮半径为R1、转速为n1，被动轮半径为R2、转速为n2n在相同时间内，两轮边缘经过相同距离，则2R1n1=2R2n2。即齿轮传动中传动比为：Z轮齿数 第48页第49页杠杆力臂平衡条件种类滑轮定滑轮特点动滑轮特点滑轮组第50页n、关于力臂分析：n例1：如图示，杠杆自重为G，当杠杆从与竖直方向夹角为增大到过程中，F和G力臂怎样变？拉力F怎样变？第51页n、关于杆秤分析：n例2：如图示，若秤砣增大，则显示数值比重物实际大还是小？若秤盘底下吸上一块磁铁，则显示数值比重物实际大还是小？第52页n、关于滑轮分析：n例3：如图示，已知GA=20N，GB=30N，求B对地面压力。n例4：如图示，已知GA=30N，GB=15N，G滑轮=2N，求弹簧测力计示数。第53页