《简单机械》导学案.doc

《简单机械》导学案20135020
姓名________ 考号______

1、杠杆：
（1）杠杆的概念：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。杠杆的形状可以是直的、弯的、方的、圆的。
特点：①硬——不易发生形变；②有绕着转动的固定点。
（2）杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
①支点：杠杆绕着转动的固定点，用O表示；
②动力：使杠杆转动的力，用F1或F动表示；
③阻力：阻止杠杆转动的力，用F2或F阻表示；
④动力臂：支点到动力作用线的距离，用l1或l动表示；
⑤阻力臂：支点到阻力作用线的距离，用l2或l阻表示。
判断：①支点、动力作用点、阻力作用点都在杠杆上。（ ）
②支点到动力作用点之间的距离就是动力臂。 （ ）
（3）力臂的画法：确定支点、作用线，经过支点作垂线，垂线切记用虚线，垂足符号需标记，支点垂足括号系，标明“l”莫忘记。
（4）探究杠杆平衡的条件：
①杠杆平衡状态是指杠杆静止或匀速转动。
②实验时，需调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，目的是：便于直接从杠杆上测量力臂的大小和使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响（此时，杠杆重力作用线通过支点，其力臂为______）。
③实验时要测三组数据，便于寻找普遍物理规律，避免偶然性；同时所选数据应避免特殊性。
④实验数据分析时，力与力臂不能相加减，因为不同物理量不能相加减。
（5）杠杆平衡的条件： 或
表明：①影响杠杆平衡的因素既不是力的大小，也不是力臂的大小，而是力与力臂的乘积；②杠杆平衡时，力与力臂成反比。
使用说明：①注意力与力臂的对应；
②计算时，单位不一定要用国际单位，但单位要统一。
（6）杠杆的应用：
①省力杠杆：条件：l1＞l2；结果：杠杆平衡时，F1＜F2；特点：省力，但费距离；应用举例：撬棒、瓶盖起子、羊角钉锤等。
②费力杠杆：条件：l1＜l2；结果：杠杆平衡时，F1＞F2；特点：省距离，但费力；应用举例：钓鱼竿、浆、镊子、筷子、笔、肘关节等。
③等臂杠杆：条件：l1＝l2；结果：杠杆平衡时，F1＝F2；特点：不省力，也不省距离；应用举例：天平、定滑轮等。
（7）使用杠杆更省力的方法：
①动力臂不变，减小阻力臂；（如：剪刀剪树枝）
②阻力臂不变，增大动力臂；（如：扳手的使用）
③增大动力臂，减小阻力臂。
（8）知识提高：
①求作最小动力的常规方法：由于阻力与阻力臂的乘积一定，杠杆平衡时，要使动力最小，必须使动力臂最大，作图顺序一般为：
A.确定动力作用点：在杠杆上找离支点最远的点作为动力作用点；
B.确定最大的动力臂：将支点与动力作用点间的连线作为动力臂；
C.确定最小的动力：根据力与力臂垂直画出最小的动力。
②不等臂天平测量物体的质量：

A.复称法：
步骤：a：将物体放在天平的左盘，向右盘内加减砝码至天平平衡，读出右盘内砝码的总质量m1；
b：将物体放在天平的右盘，向左盘内加减砝码至天平再次平衡，读出左盘内砝码的总质量m2；
c：物体的质量为：m物＝
B.等效替代法：
步骤：a：将物体放在天平的左盘，向右盘内加减砝码至天平平衡；
b：取下左盘中的物体，向左盘内加减砝码至天平再次平衡；
c：读出左盘中砝码的总质量m即为物体的质量。

2、滑轮：中心有轴，边缘有凹槽，可以绕装在框子上的轴转动的轮子。

2.1、定滑轮：
（1）概念：使用时，轮子转动，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
（2）定滑轮的实质：是一个等臂杠杆。其五要素如图所示。

支点：________
动力：________
阻力：________
动力臂、阻力臂：________

（3）定滑轮的特点：使用定滑轮不________，但可以_____________________。
（4）相关关系式：（忽略绳重及滑轮系统内摩擦，两个位置的四个物理量关系）
竖直使用：
拉力F克
服物体重
力G
绳子
自由端

F＝_____
s＝_____
物体
处
υ＝_____
水平使用：拉力F
克服物体与地面之
间的摩擦力Ff

F＝_____
s＝_____
υ＝_____

2.2、动滑轮：
（1）概念：使用时，随着物体一起移动位置的滑轮叫动滑轮。
（2）动滑轮的实质：是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆。其五要素如图所示。
支 点：________
动力臂：________
阻力臂：________

（3）动滑轮的特点：使用动滑轮可以______________，但不能______________。
（4）相关关系式：（忽略绳重及滑轮系统内摩擦）
动力作
用在滑
轮边缘

F＝_____（G物＋G动）
s＝_____h
υ＝_____υ物

F＝_____ f
s＝_____s物
υ＝_____υ物
另类使用:（忽略绳重及滑轮系统内摩擦）
动力作
用在滑
轮轴心

F＝_____
s＝_____h
υ＝_____υ物

F＝_____ f
s＝_____s物
υ＝_____υ物
练习：如图所示，两种情况下，F1、F2、F3的大小相等吗？
图1：是______滑轮，F1 ____ F2 ____ F3；
图2：是______滑轮，F1 ____ F2 ____ F3。
图1 图2
2.3、滑轮组：（忽略绳重及滑轮系统内摩擦）

图甲：n＝_____ F＝_____（G物＋G动） s＝_____h υ＝_____υ物
图乙：n＝_____ F＝____G物＋G动） s＝_____h υ＝_____υ物
图丁：n＝_____ F＝_____（G物＋G动） s＝_____h υ＝_____υ物
图戊：n＝_____ F＝_____（G物＋G动） s＝_____h υ＝_____υ物
（1）概念：将定滑轮和动滑轮组合在一起就叫滑轮组。
（2）滑轮组的特点：滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向。（注意：机械省力时，一定费距离。没有既省力又省距离的机械。）
（3）由一根绳子绕成的滑轮组，用几段绳子承担动滑轮和重物，拉力就是总重的几分之一［］。手拉绳子移动的距离（也叫拉力或绳子的自由端移动的距离）就是物体移动距离的几倍（s＝nh）。
（4）认清承担动滑轮和重物绳子段数n的方法：隔离法。
①绳子末端出自定滑轮时，这一段不算数（它只改变力的方向）。
②绳子的起始端出自定滑轮时n为偶数，出自动滑轮时n为奇数。（偶定奇动）
③由一根绳子、a个滑轮绕成的滑轮组，承担动滑轮和重物的绳子段数最大值为n＝a＋1。
（5）滑轮组中，同一根绳子不同位置受到的拉力是相同的。
（6）滑轮组中，判断拉力和总重（物体和动滑轮重）关系时，可通过分析滑轮受力的方法推导。
（例：请分析右图中拉力F和物体重力G的关系。绳重、滑轮重与摩擦忽略不计。图甲：F＝____G；图乙：F＝____G）
（7）滑轮组装配图画法:一横、两竖、三个钩，外大内小先连钩。

3、轮轴：
（1）概念：由一个大轮和轴组成，并能绕着共同轴线转动的机械叫轮轴。
（2）实质：是一个可以连续转动的杠杆。
（3）轮轴的动力一般作用在大轮上，阻力作用在轴上。
动力臂：轮半径；阻力臂：轴半径
（4）轮轴原理: ________
（5）举例：方向盘、门把手、扳手、辘轳、螺丝刀等

4、斜面：
（1）斜面是一个省力费距离的机械。
（2）斜面原理：（不计物体和斜面间的摩擦力）
________
原理表明：斜面的长度L是高度h的几倍，所用的拉力就是物重的几分之一。
（3）举例：盘山公路、螺丝钉等
（4）高度一定时，斜面越长越省力，但越费距离。
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