初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试教学设计

第十二章 简单机械 章末复习 教学设计

1教学目标

1.知识与技能

1.1复习杠杆五要素，会作力臂图示;
1.2理解杠杆的平衡条件及应用;
1.3知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，判断滑轮组的省力情况;
1.4理解有用功、额外功、总功的概念和机械效率的计算。

2.过程与方法

2.1通过小组讨论、运用已学知识解决实际问题，学会团队合作的精神

2.2通过解决生活实际问题，学会用实际情况完成需要复习的基础内容的搭建

3.情感态度与价值观

通过团队合作，将知识应用与生活，感受物理来源于生活并服务于生活

2教学重难点

重点:杠杆、滑轮、滑轮组和斜面的基础知识梳理

难点:简单机械知识的应用

3教学过程：

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.

【本章总结】

1.知识结构（用多媒体展示并总结）

2.例题讲解（用多媒体展示）

知识点一  杠杆及其平衡条件

例题1 小强在探究“杠杆的平衡条件”时：

（1）为了便于测量力臂，他先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在________位置平衡；

（2）下表是小强的实验记录，在这两组数据中，他发现实验序号为________的一组数据是错误的.经检查，结果是测量阻力臂时读错了，阻力臂的实际值应为________m；通过探究，小强得到杠杆的平衡条件是________.

答案：（1）水平（2）1   0.6   F1·l1=F2·l2（或动力×动力臂=阻力×阻力臂）

例题2 如图甲所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为6N的物体P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30°角，杠杆在水平位置保持平衡.此状态下拉力F1=______N.试作出F1的力臂l1.

解析：过支点O向动力F1的作用线（需要延长）作垂线，垂线段即是动力臂l1，由直角三角形的性质，知道l1=OB，又知阻力臂l2=OB，所以动力臂等于阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1·l1=F2·l2，有F1=F2=6N.

答案：6     F1的力臂如图乙所示.

知识点二  滑轮和其他简单机械

例题3如图所示，正常使用时属于费力机械的是（   ）

解析：定滑轮是等臂杠杆，不省力也不费力；扳手、自行车的车把均是轮轴，属于省力杠杆；镊子是费力杠杆.

答案：C

例题4 如图所示，图中是一个______滑轮，如果物体在水平面上做匀速直线运动，拉力F为10N，物体受到的摩擦力大小为_____，若F拉滑轮运动的速度是1m/s，则物体A移动的速度是______.

解析：选择滑轮作为研究对象，无论装置怎么改，都是受三个力，且三个力都平衡，作用在轴心上的力等于作用在绳上的力的2倍，F=2 F1=2F2，如图所示，绳子一端移动速度等于物体移动速度的2倍，即v绳=2v物.

答案：动       5N       2m/s

例题5 如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的.要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（杠杆上标度的间距相等）（   ）

A.270N        B.360N

C.540N        D.720N

解析：本题是一道简单机械的组合题，题目中用到了杠杆和滑轮.先研究滑轮，这是一个动滑轮，它可以省一半的力，物体和滑轮的总重为：G总=500N+40N=540N，因此绳子对杠杆的拉力（即杠杆的阻力）为F阻=G总=270N.再研究杠杆，设相邻两个标度间的距离为l，则动力臂为3l，阻力臂为4l，根据杠杆的平衡条件：F1·l1=F2·l2，得.

答案：B

知识点三  机械效率

例题6 某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：

①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；

②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2，回答下列问题：

（1）杠杆机械效率的表达式为η=_____.（用已知或测量的物理量符号表示）

（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：__________________________.

（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).

解析：利用杠杆来提升重物，弹簧测力计的拉力所做的功为总功，提升钩码时，对钩码做的功为有用功，克服杠杆的重力做的功为额外功，根据功的计算式和机械效率的定义可得杠杆机械效率的表达式；在钩码重一定时，提升相同高度，则有用功一定，因此影响机械效率的主要原因是额外功，即克服杠杆的重力所做的功；当钩码位置移到C点时，将钩码提升相同的高度，则杠杆的重心向上移动的距离变小，即额外功减小，根据机械效率的定义可知，此时机械效率变大.

答案：（1）   （2）杠杆的自重   （3）变大

例题7  小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面也是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢？

小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，

小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关.于是他们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，如图所示.下表是他们实验记录的有关数据.

（1）在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了__________________________________.

（2）在第2次实验中，拉力做的总功是______J，斜面的机械效率是______.

（3）分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当其他条件一定时，_____________________________________.

（4）若通过分析第1、4、5次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大.你认为存在的问题是：____________________________________.

（5）实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越______（填“省力”或“费力”）.

解析：通过表格数据1、2、3可以看出，斜面的机械效率与粗糙程度有关，斜面越粗糙，机械效率越低；拉物体时拉力沿斜面向上，拉力做的功为W=Fs为总功，克服木块重力做的功W有=Gh为有用功，其机械效率；实验的1、4、5次实验中斜面的倾角不同，斜面的粗糙程度不同，没有很好地控制变量，故不能得出正确的结论；通过实验2与4或3与5可以看出，在斜面粗糙程度相同时，斜面的倾角越小，所用的拉力越小，即越省力.

答案：（1）改变接触面的粗糙程度   （2）6  58.3%   （3）斜面的粗糙程度越大（或小），斜面的机械效率越低（或高）  （4）没有控制接触面的粗糙程度相同   （5）省力

4课堂小结

总结本节所学内容

5巩固练习

1．关于滑轮、滑轮组，下列说法中正确的是（　　）

A．定滑轮可以省力

B．定滑轮是等臂杠杆

C．只使用动滑轮就会改变力的方向

D．使用滑轮组既可以省力，又可以省距离

2．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中左侧滑轮是_____（选填“定”或“动”）滑轮；若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了_____cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。

3．小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。

（1）实验前杠杆左端高、右端低，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态；接下来应将杠杆左端或右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平静止状态；

（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，小明尝试在A点下方再加挂2个相同的钩码，则杠杆______（选填“左”或“右”）端会下沉，为使杠杆保持水平平衡，他可以将挂在B点的钩码______（填具体操作）；

（3）小明又尝试用弹簧测力计代替B点悬挂的钩码，并始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙，此过程中弹簧测力计的示数会______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（不计阻力影响）

（4）小刚同学用图丁所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与小明同学得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是______。

4．一辆重为2×104N的汽车陷入泥潭中，现用如图所示装置匀速拉动汽车移动2m，若已知汽车移动过程中受到的阻力为3×103N。求这过程中

（1）绳头需要拉动多少距离？

（2）至少要用多大的拉力F才能拉动汽车？

5．如图所示，重为100牛的物体在水平方向上以0.2米/秒的速度做匀速直线运动，若绳子自由端所受拉力F为10牛，（不计绳与滑轮的摩擦），求：

（1）物体所受的摩擦力f的大小；

（2）绳子自由端在10秒内移动的距离。

6．如图所示，弹簧测力计的示数是10牛，物体A的重力为50牛。在力F的作用下，物体A匀速移动了4米，所用的时间是10秒。求：

（1）物体A受到的摩擦力f？

（2）拉力F的大小？

参考答案：

1．B

2．     定     15

3．     平衡     左     左     向右移动2格     不变     杠杆的重力对杠杆转动产生了影响

4．（1）6m；（2）1000N

5．（1）20N；（2）4m

6．（1）20N；（2）10N

6课后反思

很早就已经结束了这课的教学，因为一直忙于送教、搞教研活动，也没静心下来对这课作必要的小结。本课从自行车上的制动装置入手，作为教学的引点，我觉得安排的效果还是很好的，帮助学生在此基础上初步感知简单机械在自行车上的具体运用，也给孩子一个适当的铺垫。我在教学的时候，因为受到条件的限制，特意从自行车修理店要来了一个自行车的普通制动装置，让学生在真实的实物面前，感知轮轴的运用，感觉效果还是可以的，至于变速自行车的装置，在前有的基础上用图例的方式教学变得顺理成章。

寻找自行车上的简单机械环节，我放手让学生跑到我们学校的车棚里让孩子们自主观察。观察之前我作了必要的指导，主要关注两点：一是观察顺序的指导，二是观察方法的指导。为什么要指导观察顺序？因为我觉得自行车首先要给它分成若干部分，然后再去寻找部分中自行车上简单机械的具体运用，这样不至于“乱点鸳鸯”，也让孩子系统地知道自行车的结构，因为自行车制动装置在前面已经学习过，有了这样的基础，学生基本会将自行车分成若干部分了。