物理八下第十二章简单机械教案

一、杠杆 （一）杠杆

1．定义：在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。 2．杠杆五要素：

阻力臂 从支点O到阻力F2作用线的距离，用“l2”表示 3．要点透析

（1）杠杆的支点一定要在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置；

（2）动力和阻力是相对而言的，不论动力还是阻力，杠杆都是受力物体，跟杠杆发生相互作用的物体都是施力物体； （3）动力作用点：动力在杠杆上的作用点； （4）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点；

（5）力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，它是点到线的距离而不是点到点的距离； （6）力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零； （7）力臂的表示与画法：过支点作力的作用线的垂线； （8）力臂的三种表示：根据个人习惯而定

【例1】下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（ ）

A．杠杆必须是一根直棒 B．杠杆一定要有支点

C．动力臂就是支点到动力作用点的距离 D．当力的作用线通过支点时，力臂最大 （二）杠杆的平衡条件

1．杠杆平衡：杠杆静止或匀速转动都叫做杠杆平衡。 2．实验探究：杠杆的平衡条件

实验 序号 1 2 3 动力 F1/N 0.5 1.5 2.0 动力臂 l1/cm 20 20 20 动力×动力臂 N·cm 10 30 40 阻力 F2/N 1.0 1.0 4.0 阻力臂 l2/cm 10 30 10 阻力×阻力臂 N·cm 10 30 40

探究归纳：只有动力×动力臂=阻力×阻力臂，杠杆才平衡。 3．杠杆平衡条件表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即位要统一。

【例2】图2是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使杠杆在图示位置平衡，在A处钩码应挂( )

A．6个 B．3个 C．2个 D．1个

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动力阻力

五要素 支点 动力 阻力 动力臂 物理含义 杠杆绕着转动的点，用“O”表示 使杠杆转动的力，用“F1”表示 阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示 从支点O到动力F1作用线的距离，用“l1”表示

阻力臂动力臂

；公式表示为： ，即

.应用公式时单

【例3】三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详，如图所示，甲图中和尚们商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶.以下说法中不正确的是（ ）

A．乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离 B．乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离 C．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离 D．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离

（三）生活中的杠杆

杠杆类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力臂关系 l1>l2 l1F2 F1=F2 优缺点 省力，费距离 省距离，费力 不省力，不省距离 应用 撬棍、瓶起子等 镊子、钓鱼竿等 天平，定滑轮等 【例4】一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟直杆垂直且作用于OB中点的力F，使直杆由竖直位置慢慢转到水平位置，这个过程中这个直杆( )

A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆

C．先是省力杠杆，后是费力杠杆 D．先是费力杠杆，后是省力杠杆 二、滑轮

（一）定滑轮和动滑轮

1．滑轮：周边有槽，能绕轴转动的小轮。（滑轮的实质是变形的杠杆） 2．定滑轮：滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮。

3．动滑轮：滑轮的轴随物体一起运动，这样的滑轮叫做动滑轮。 4．定滑轮与动滑轮的特点：

（1）定滑轮可以改变力的方向，但不省力； （2）动滑轮可以省一半力，但不能改变用力的方向。

2

5．使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动）

种类 图示 表达式 F=G 定滑轮 F=f，f为物体A所受的摩擦力 轮 ， 绳 物， 绳 物 动滑轮 ， 绳 物， 绳 物 轮， 轮 物 ， 轮 物 ， 轮 物 ， 轮 物 【例5】如图所示，滑轮上挂一重10N的物体A，当滑轮在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮的速度为重物A上升时速度的 ，力F应为 N（滑轮和绳重及摩擦力均不计）。 （二）滑轮组

1．滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的，可以达到既省力又改变力的方向的作用效果。 2．滑轮组省力情况的确定方法：

在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几股绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。如图所示。

【例6】如图所示的滑轮或滑轮组将同意重物G均匀提高h高度，最省力的是（ ）

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（三）轮轴和斜面

1．轮轴：由一个轴和一个大轮组成，能省力和改变力的方向，实质是一个可以连续转动的杠杆。 （方向盘、水龙头等） 轮轴的公式： 或

轮轴既省力又改变力的方向，但费了距离。

2．斜面：斜面是一种可以省力的简单机械，却费距离。 理想情况下斜面公式：FL=Gh

斜面长（l）是斜面高（h）的几倍，所用的拉力F就是物重G的几分之一。

【例7】斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是（ ）

A.甲方法不可以省力，但能省功 B．甲方法可以省力，也能省功 C．乙方法可以省力，但不能省功 D．乙方法可以省力，也能省功

三、机械效率 （一）课前复习

1．功的两个要素： 、 2．功的计算公式：

3．功的原理：使用机械时人们所做的功，都 不用机械所做的功。（使用任何机械都不省功）其中不小于可以理解为等于或大于。

等于的条件： （理想情况） 大于的条件： （现实情况） （二）有用功、额外功和总功

通过同学们对课本三种不同方法提升沙子所做的功进行分析，根据课本完成下列问题。 1．三种方法的最终目的是把 提升到3楼。

2．提升到3楼，升高了 m。根据功的原理，把沙子提升到三楼必须做的功为______J，这些必须做的功叫 。 3．我们提升沙子的同时，也做了一些不需要、但又不得不做的一些功。这些功叫 。 在1、2、3种方法中，除了把沙子提升6m所做的功外，还做了那些功。 ①克服 做功；克服 做功； ②克服 做功；克服 做功； ③克服 做功；克服 做功。

通过以上三种情形，额外功的产生主要是克服 和 做的功。 4．有用功加额外功是总共做的功，叫 。 总 有用 额外 根据上面的分析过程，大体估算第 种方法做的总功多。 并由大到小的顺序排列。

三种方法，第 种方法更好一些呢？并说出选择的理由。

【例8】分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功是（ ） A．一样多 B．斜面的多 C．滑轮组的多 D．无法判断

【例9】某同学不小心把水桶掉进井里，当他把桶从井里捞出来时，桶里带了一些水，下面有关有用功、额外功和总功的说法正确的是（ ）

A．克服桶的重力做的功是总功 B．克服桶内水的重力做的功是总功 C．克服桶的重力做的功是有用功 D．提水的功与提桶的功之和是总功

【例10】用一个动滑轮将重480N的货物提高1m，所用的拉力为300N，则总功是 J，有用功是 J。

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（三）机械效率

1．通过对三种方法的比较分析，做相同的有用功，所做的总功 ；或者做相同的总功，所做的有用功 。 2．机械效率： 叫做机械效率。公式：η

有用 总

。机械效率没有单位。

3．理解：机械效率仅仅与有用功和总功的比值有关，与有用功、额外功、总功的多少没有关系。因为有用功总是 总功，所以 机械效率总是 1。

【例11】若用杠杆把重为100N的物体撬起1m，人需要250N的力将杠杆的另一端压下0.5m，则有用功是 J，总功是 J，机械效率为 。 4．推导公式：

【例12】一个物体重1000N，用一个大小为800N的拉力沿斜面把物体从斜面底端匀速拉到顶端，已知斜面长为20m，高10m，则该斜面的机械效率为 。

【练习1】在滑轮组中动力做功100J，动滑轮对重物做功80J，则（ ）

A．有用功是100J B．总功是100J C．额外功是80J D．额外功是100J 【练习2】甲、乙两台机械，甲的机械效率是80%，乙的机械效率是60%，则（ ） A．使用甲机械做功省力 B．使用乙机械做功省力

C．使用甲机械做功少些 D．做同样多的功时，使用甲机械做的额外功少些 【练习3】使用机械时，若额外功小于有用功，则该机械的机械效率（ ） A．大于0.5 B．小于0.5 C．大于1 D．等于0.5

【练习4】如图所示，用滑轮或滑轮组提起同一重物到同一高度，其中机械效率最高的是（ ）

【练习5】下列关于机械效率的说法正确的是（ ）

A．越省力的机械，其机械效率越高 B．做的有用功越多，机械效率越高

C．做的总功越少，机械效率越高 D．额外功在总功中的占比越小，机械效率越高 【练习6】为了省力，把一个定滑轮改为动滑轮使用，则改装后的机械效率与改装前相比较（ ） A．升高了 B．降低了 C．不变 D．都用可能 【练习7】以下方法中能提高滑轮组机械效率的是（ ）

A．减小动滑轮的物重 B．减小定滑轮的物重 C．减小滑轮与轮轴间的摩擦 D．减小提升物体的速度 【练习8】下列关于提高机械效率的说法正确的是（ ）

A．减轻机械自重，是提高机械效率的唯一方法 B．增加重物提高的高度可以提高机械效率

C．改变绳子的绕法可以提高机械效率 D．在可能的条件下，增加所提升物体的重量可以提高机械效率 【练习9】一名工人用如图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子的自由端被拉下4m， 求：（1）拉力做了多少功；（2）该装置的机械效率是多大。

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【练习10】某同学做“测定滑轮组机械效率”的实验。 （1）实验时，必须 向上提起弹簧测力计。

（2）某同学用如图所示的装置做实验，记录的两组数据如下表所示，其中序号 的一组有错误。

（3）该同学根据第一次实验的数据，计算此滑轮组的机械效率为 。 （4）要想提高滑轮组的机械效率，可采用的方法是（ ）

A．增加钩码的个数 B．增加动滑轮的个数 C．减少钩码上升的高度 D．减少定滑轮的个数

实验 序号 1 2 拉力 F/N 1.1 0.7 钩码重 G/N 3 2 绳自由端提升的 距离s/m 0.24 0.12 钩码上升的 高度h/m 0.08 0.46 单元总结思维导图

参：

例1.B 例2.C 例3.D 例4.C 例5.1/2；20 例6.C 例7.C 例8.A 例9.CD 例10.600；480 例11.100；125；80% 例12.62.5%

练习1.B 练习2.D 练习3.A 练习4.B 练习5.D 练习6.B 练习7.AC 练习8.D 练习9.（1）3200J（2）62.5%

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练习10.（1）匀速竖直（2）2（3）91%（4）A

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