2019-2020年九年级物理 简单机械和功复习教案 苏科版

2019-2020年九年级物理简单机械和功复习教案苏科版

【课时安排】3课时

【教学目标】

1、了解杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂，会作杠杆的力臂。

2、理解杠杆的平衡条件，了解杠杆平衡条件的实验。

3、理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的实质及作用。

4、用滑轮组提、拉物体时，会对绳子的拉力大小进行判断。

5、

【重点、难点、考点】

1、重点是杠杆的平衡条件和滑轮的作用。

2、难点是对绳子拉力大小进行判断

3、考点是运用杠杆平衡条件分析生活实际中的具体事例，运用滑轮组知识解决生活实

际问题，在滑轮组问题中初步进行物体受力分析。

4、

【要点分析】

一、杠杆

1．定义：在力的作用下可绕固定点转动的硬棒．

（1）杠杆不一定是直的，如：衣架

（2）杠杆不一定是硬棒，如：滑轮

2．五要素：支点，动力，动力臂，阻力，阻力臂

（1）支点不一定在中间．

（2）力臂不一定在杠杆上．

（3）作用线经过支点的力对杠杆无转动效果．

3．平衡条件：

所谓平衡指杠杆处于静止或匀速转动状态．

（1）实验a．调节平衡螺母使杠杆水平平衡．b把杠杆从中点支起来 c实验重复三次。（2）比例问题例：若杠杆的动力臂和阻力臂之比为2∶5，则动力和阻力之比为 5∶2 （3）应用：a．省力杠杆：如：切刀；羊角锤；抽木机手柄；铁皮剪；手推车；老虎钳b．费力杠杆：如：食品夹；镊子；钓鱼杆；缝纫机踏板；理发剪刀；手臂

c．等臂杠杆：如：天平；定滑轮

（4）如何最省力．

（5）判断是否平衡

例1．若左边多挂一相同钩码，则如何再次水平平衡？

例2．杠杆在作用下处于水平平衡，若大小方向不变，将它们的作用点都同时向支点O 移动相同的距离L，则杠杆是否平衡？若不平衡，哪端下沉？

（6）F变化问题

例：杠杆开始水平平衡，在F作用下匀速转过一个角度O，F始终垂直于杠杆，问此过程中F大小如何变化？

由杠杆平衡条件：应有

此过程中，G保持不变，而减小为，由于F始终垂直于杠杆．∵保持不变．∴F将减小．

二、定滑轮和动滑轮．

1．定滑轮： a．等臂杠杆 b．既不省力也不省距离．

2．动滑轮：a．省力杠杆． b．省力但费距离． c．理想情况下：

若考虑动滑轮重力：

d．水平移动物体，则不计绳和轮间摩擦．

e．若物体经过距离为，则作用点经过距离为，速度也是物体速度的2倍．

三、滑轮组：

1．滑轮组传输线的绕法：奇动偶定．

2．若用滑轮组提升重物，则重物和滑轮由根绳子承担（不计绳和滑轮间摩擦），拉力．，若动滑轮重不计，则；绳子自由端通过的距离为S为物体上升h的n倍．

3．用滑轮组平移物体，动滑轮由n段绳子承担，则绳子自由端通过的距离为物体经过距离的n倍．不计绳和滑轮间摩擦，拉力大小为地面与物体间摩擦的，即．

【思维点拨】

1.正确理解和运用杠杆的平衡条件分析问题

杠杆的平衡条件是杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之前所遵从的规律。一个杠杆能否平衡，不能只看动力、阻力的大小，根据杠杆的平衡条件，应看动力、动力臂与阻力、阻力臂是否相等。

使用杠杆的平衡条件分析和解决问题时，应注意：

（1）动力和阻力都是指杠杆受到的力，而不是杠杆对别的物体所施加的力。

（2）动力和阻力都是相对的。一般来说，动力是使杠杆绕支点转动的力。阻力是阻碍杠杆绕支点转动的力。如用撬棒撬石头时，手对撬棒施加的力称之为动力，石头作用在撬棒上的力，阻碍杠杆转动称之为阻力。但有时不易区分哪个是动力，哪个是阻力。如使天平称

质量时，被称物体和砝码作用在天平上的力，没有动力与阻力之分，可设某一个力（如：顺时针方向转动）为动力，则另一个力（使杠杆逆时针方向转动）即为阻力。

（3）解题时，首先要从研究对象中找出相当于杠杆的那部分，确定出支点，动力作用点，阻力作用点，找出动力臂，阻力臂，画出示意图。然后根据杠杆的平衡条件列出方程，求出未知量。

2.三种杠杆

省力杠杆：，杠杆平衡时费力杠杆：，杠杆平衡时

等臂杠杆：，杠杆平衡时

省力杠杆费距离；费力杠杆省距离；等臂杠杆最重要的应用是天平。

3.如何理解滑轮的实质

滑轮的实质是一个可连续转动的杠杆。动滑轮的支点是转动的轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，由杠杆的平衡条件可知，定滑轮是等臂杠杆，使用定滑轮不能省力。

动滑轮的支点是固定上端的那段绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。由杠杆的平衡条件可知，动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，动力就是阻力的

1/2，所以动滑轮能省一半的力。

4.怎样判断滑轮组的用力情况

使用滑轮组提起重物时，若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重，则重物和动滑轮由几段绳子承担，提起重物的力就等于总重的几分之一，即，使用滑轮组可以省力，使费距离，动力移动的距离S，是重物升高的距离h的几倍，即S=nh。因此判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物的总重。

使用“隔离法”，把重物和动滑轮从滑轮组中“隔离”出来，就很容易弄清直接与动滑轮连接的绳子的段数n。如图1（甲）所示，用虚线将重物和动滑轮从滑轮组中隔离，以重物和动滑轮为研究对象，有四段绳子承担研究对象的重力，所以用力。图（乙）中，有五段绳子承担研究对象的重力，所以用力。

从图1中还可以看出，同一滑轮组，绳子的绕法不同，省力的情况也不同。绳端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力。

【例题解评】

例1、如图2（甲）所示的虎头钳是由省力杠杆组成的，图2（乙）是其中的一根杠杆的示意图，画出虎头钳钳物块时，这根杠杆所受的动力和阻力的示意图。

图3

分析：根据题意，用虎头钳钳物体时，作用在图杠杆上的动力应该是使杠杆绕转轴逆时针方向转动，阻力应该阻碍杠杆逆时针转动。

答案：如图2（丙）所示。

例2、如图3是一把家用剪刀，用它剪物体，正确的答案是（）

A、省力

B、费力

C、既不省力也不费力

D、以上答案都有可能

分析：这是一道开放性试题，着重考察学生灵活运用杠杆原理的能力和想象能力。本题易错选C，原因是对杠杆原理没有真正的理解，只会机械地运用，把家用剪刀看成了等臂杠杆。根据杠杆的平衡条件，使用杠杆是否力，是由动力臂和阻力臂的实际性情况决定，这要看被剪的物体放在了刀刃的哪个位置上，不难理解。被剪物体离转轴越近。就可能越省力，离转轴越远。就可能越费力，

答案：正确选项为D

例3、如图4所示，在动滑轮的挂钩上施加一个竖直向下的拉力F，使物体G匀速上升，下列结论中正确的是（）

A、拉力F的大小只是物重G的一半

B、拉力F的大小等于G

C、动滑轮挂钩向下移动h/2时，物体G向上移动2h

D、物体G向上移动h时，动滑轮向下移动h/2

分析：从图中看出，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成。由于动力F作用在动滑轮的挂钩上，在不计动滑轮的重力时，F=2G，当物体向上移动h时，动滑轮向下移动h/2。

答案：正确选项为D

说明：使用动滑轮或滑轮组不一定都能省力。有时使用简单机械是为了省距离，省时，加快速度等。本题就是费力但省距离。在解题时还要注意s与h的比例关系。

例4、一根绳子只能承担5000牛的力。用它提起牛的重物，应选怎样的滑轮组，怎样绕线？画出绕线图。

说明：根据实际需要选用滑轮组，解题步骤如下：

①用，算出所用绳子的段数n，若除结果为小数，不能“四舍五入”，而应“只入不舍”。

②若n是偶数，绳子固定在定滑轮上；n是奇数，绳子固定在动滑轮上。

③先确定动滑轮的个数，若绳子的段数为2或3段，则只需一个动滑轮，若绳子为4段或5段，则要用两上动滑轮。

④再确定定滑轮的个数。若2段绳子，只需一个定滑轮；3段、4段绳子，只用一个定滑轮，则不能改变力的方向；用两个定滑轮则可以改变力的方向。

⑤绕绳子时，绳子固定在滑轮上时，应穿过动滑轮，再绕过定滑轮；若绳子固定在动滑轮上，应穿向定滑轮，再绕过动滑轮。先绕里面的小滑轮，再绕到外面的大滑轮，一个滑轮只能穿过一次绳子。

例5、长为1.2米的扁担AB ，两端分别挂有100牛和150牛的重物，人肩应离 A 端_____米远才能使扁担在水平位置上平衡。（忽略扁担自重）

分析：研究对象--扁担，也就是杠杆，支点位置--扁担与肩接触处，设为“O”，受力情况--A 、B 两端受重物向下拉力，F A =100牛，F B =150牛，各力力臂--扁担水平平衡，拉力竖直向下，则力臂刚好分别等于AO 和BO ，列方程--，，

米米牛牛牛72.02.1150100150=?+=A L

答案：A 端离肩0.72米。

【课堂反馈】

1．作出下图中各力的力臂．

2．各式各样的剪刀都是一对对杠杆，要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适？（B ）

（A ） （B ） （C ） （D ）

3．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆（C ）

（A ）仍能平衡 （B ）不能平衡，大球那端下沉

（C ）不能平衡，小球那端下沉 （D ）无法判断

（第3题） （第5题） （第6题）

4．已知，，则如图所示问对地面的压力为 60 牛？至少需在下挂 60 牛的物体，才能使地面给的支持力为0？

5．已知物重为100牛，地面和物体的摩擦为，不计绳和滑轮间的摩擦，在拉力作用下物体以2米/秒的速度匀速向右运动，则弹簧称读数为 5 牛，拉力F 移动速度为 4 米/秒．

6．物体在拉力F 作用下匀速向右运动，已知拉力为40牛，不计绳和滑轮间摩擦，地面和物体间的摩擦力为 20 牛．

7．如图装置处于静止状态，若动滑轮重，绳重及摩擦不计，则和之比为（ C ）

A：1∶1 B：1∶2 C：2∶1 D：1∶3

8．现有一根绳子和3个滑轮，设计一个滑轮组，使人站在千米高的楼上，把楼下的物体用最小的力提上楼，画出滑轮组的示意图．

（第7题）第8题答案）（第9题）9．一人用如图滑轮组匀速提升物重为200牛的物体，此时人对绳的拉力为120牛，不计绳重和摩擦，则动滑轮重力为 40 牛；如人的体重为600牛，那么他用此滑轮组所提升物体的物重不能超过 1160 牛．