初二物理115改变世界的机械.pptx
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1、简单机械的家族简单机械的家族杠杆杠杆滑轮滑轮轮轴轮轴斜面斜面想想议议:想想议议:杠杆、滑轮等简单机械,有的省杠杆、滑轮等简单机械,有的省力有的不省力;使用它们时,有的可力有的不省力;使用它们时,有的可以移动较短的距离,有的却要移动更以移动较短的距离,有的却要移动更长的距离。通过这几种简单机械的学长的距离。通过这几种简单机械的学习,你认为省力或费力、省距离或费习,你认为省力或费力、省距离或费距离,它们之间有什么关系?距离,它们之间有什么关系?杠杆、滑轮都是简单机械,它们杠杆、滑轮都是简单机械,它们还可以变形为还可以变形为轮轴。轮轴。车把、方向盘、螺丝刀、扳手、卷扬机等车把、方向盘、螺丝刀、扳手、
2、卷扬机等轮轮轴轴一、轮轴:由两个半径不等的圆柱固定在一、轮轴:由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成,同一轴线上组成,大的称轮,小的称轴。大的称轮,小的称轴。轴轴轮轮像水龙头这样,轮子和轴像水龙头这样,轮子和轴固定在固定在一起转动一起转动的机械,叫做轮轴的机械,叫做轮轴 。轴轴轮轮轮轮轴轴轮轮轴轴你能说出生活中类似水龙头一样的轮轴吗?你能说出生活中类似水龙头一样的轮轴吗?轴轴轴轴轮轮轴轴轮轮轮轮轮轮轴轴轮轴的应用轮轴的应用轴轮古代人力起锚装置古代人力起锚装置轮轴的应用轮轴的应用轮轮轴轴轮轮轴轴轮轮轴轴轮轮轴轴扳手扳手1.井上的辘轳井上的辘轳 从右边看过去,可画成下图从右边看过去,可画成下图:
3、动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂 省力杠杆。省力杠杆。F2 l1=Rl2=rO F1 分析下面几种轮轴分析下面几种轮轴从上边看下去,也可画成下图从上边看下去,也可画成下图:动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。F2 l1=Rl2=rO F1 2.2.汽车的方向盘汽车的方向盘F2 l1=Rl2=rO F1 从上边看下去,也可画成下图从上边看下去,也可画成下图:动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。3.3.水龙头水龙头rF1RF 1 R=F2 rF2轮轴:是变形杠杆,轮轴:是变形杠杆,动力作用在轮上动力作用在轮上可可省力省力。因为因为R Rr r,所以有,所以有F F1
4、 1F F2 2,即省了力。,即省了力。轮轮轴轴:是是变变形形杠杠杆杆,动动力力作作用用在在轮上可省力。平衡时有轮上可省力。平衡时有F F1 1R=FR=F2 2r r 船舵船舵 门的把手门的把手 螺丝刀螺丝刀 单车的踏板单车的踏板 4.4.其他轮轴其他轮轴轮轴实质可看做是一个可轮轴实质可看做是一个可以以连续转动的杠杆连续转动的杠杆Rr=GF1F1R=GrF1GrR动力作用在动力作用在轮轮上,轮轴上,轮轴是一个是一个省力杠杆,但费距离省力杠杆,但费距离动力作用在动力作用在轴轴上,轮轴上,轮轴又将起到什么作用?又将起到什么作用?轮轴原理轮轴原理手摇钻手摇钻观察变速自行车的齿轮搭配,想一想,怎观察
5、变速自行车的齿轮搭配,想一想,怎样才能使自行车跑得更快?样才能使自行车跑得更快?作用:作用:1.1.改变物体的运动速度改变物体的运动速度,2.2.实现直线运动和圆周运动的相互转化实现直线运动和圆周运动的相互转化图中所示是自行车上两个典型的图中所示是自行车上两个典型的轮轴装置,从图中可知脚踏板与轮轴装置,从图中可知脚踏板与_组成了一个组成了一个_轮轴,轮轴,飞轮与飞轮与_组成了一个组成了一个_轮轴。轮轴。费力费力齿轮盘齿轮盘省力省力后车轮后车轮一是改变用力大小;一是改变用力大小;二是改变物体的运动速度。二是改变物体的运动速度。(轮轴不能省功。(轮轴不能省功。它实现它实现直线直线运动和圆周运动的相
6、互转化运动和圆周运动的相互转化,是,是机械传动的重要装置)机械传动的重要装置)轮轴主要功能:轮轴主要功能:二、斜面二、斜面是一个与水平面成一定夹角的的是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。倾斜平面。斜面可以省力,但费距离。斜面可以省力,但费距离。斜面也是一种省力机械斜面也是一种省力机械斜面省力原理斜面省力原理利用斜面这个机械所做利用斜面这个机械所做的功是:的功是:不利用机械直接把物体抬不利用机械直接把物体抬高高h,h,所做的功:所做的功:根据功的原理根据功的原理,如果不计斜面如果不计斜面和物体的摩擦:和物体的摩擦:FL=GhFLGh因因Lh,所以所以FG即,利用斜面可省力,但要费距离。即,利用
7、斜面可省力,但要费距离。斜面属于什么样的简单机械斜面属于什么样的简单机械?有什么特点?有什么特点?斜面长是斜面高的几倍,作用斜面长是斜面高的几倍,作用斜面上的力就是重力的几分之一:斜面上的力就是重力的几分之一:F=h/LG考虑摩擦阻力时,斜面的机械考虑摩擦阻力时,斜面的机械效率:效率:机械效率机械效率:=Gh/FLFL有用功是:有用功是:总功是:总功是:Gh此时此时FLGhFG斜面与平面的斜面与平面的倾角越小倾角越小,斜面越长斜面越长,则则省力省力,但费距离,机械效率低。,但费距离,机械效率低。斜面斜面与平面的倾角越大与平面的倾角越大,斜面较短,则,斜面较短,则费力费力,但省距离,机械效率高。
8、但省距离,机械效率高。FL=Gh(FL=Gh(不计摩擦不计摩擦)课余探究:课余探究:当人在骑自行车遇到上坡时,怎当人在骑自行车遇到上坡时,怎样骑会更省力?样骑会更省力?找找斜面,找找斜面,说说运用。说说运用。例例1.1.斜面高为斜面高为1m1m,长为,长为3m3m,工人,工人用用400N400N沿斜面方向的力将重为沿斜面方向的力将重为840N840N的箱子推到车上的箱子推到车上,在这过程中在这过程中推力做了推力做了 J J的功的功,机械机械效率为效率为 .例例2.2.将重物从长将重物从长4m4m、高、高1m1m的斜面的斜面底部匀速推上斜面的顶端。已知底部匀速推上斜面的顶端。已知沿斜面所用的推力
9、是沿斜面所用的推力是300N300N,斜面,斜面的机械效率是的机械效率是7575,则推力做的,则推力做的总功为总功为_J_J,推力做的有用功,推力做的有用功为为_J_J,物体所受的重力为,物体所受的重力为_N_N。盘山公路盘山公路螺旋螺旋-特殊的斜面特殊的斜面螺旋除了螺旋除了省力省力,还可以,还可以将螺旋运动将螺旋运动与沿轴向的运动进行相互转化与沿轴向的运动进行相互转化。各种形式的螺旋各种形式的螺旋螺旋千斤顶螺旋千斤顶是一种常用的起重装置(如图是一种常用的起重装置(如图5 5所示)所示),用手柄转动螺杆时,螺杆顶端的重物就随螺,用手柄转动螺杆时,螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升。若螺杆的直径为杆
10、一起上升。若螺杆的直径为D D ,螺距为,螺距为h h,手柄末端到转轴的距离为手柄末端到转轴的距离为L L,要举起,要举起重力重力为为G G 的的重物时,至少要给手柄顶端多大的力?重物时,至少要给手柄顶端多大的力?解析:解析:螺旋手柄转动螺旋手柄转动一周一周时,手时,手柄末端通过的距离为柄末端通过的距离为s=2L,垂,垂直于手柄的力直于手柄的力F所做的功为所做的功为W1=F2L,螺旋转动一周时重,螺旋转动一周时重物升高物升高h,克服重物所受重力做,克服重物所受重力做的功为的功为W 2=Gh。根据功的原理,。根据功的原理,在理想情况下,在理想情况下,Wl=W2,即,即F2LGh,FGh2L例题:
11、在厂房建设中,需要利用某机车把重为例题:在厂房建设中,需要利用某机车把重为1101105 5N N的材料沿与水平地面成的材料沿与水平地面成3030角的斜坡以角的斜坡以1 m/s1 m/s的速度匀速从底部拉上坡顶,如图所示。的速度匀速从底部拉上坡顶,如图所示。已知斜坡的长度为已知斜坡的长度为15 m15 m,机车的牵引功率为,机车的牵引功率为6106104 4 W W。(1 1)机车把材料从斜坡底部拉到顶端的时间)机车把材料从斜坡底部拉到顶端的时间是多少?是多少?(2 2)机车对材料做的总功是多少?)机车对材料做的总功是多少?(3 3)机车把材料拉上坡顶的过程中的机械效)机车把材料拉上坡顶的过程
12、中的机械效率率是多少是多少三、改变世界的机械三、改变世界的机械机械的发明,改变了整个世界机械的发明,改变了整个世界机械的大型化和微型化、精密化机械的大型化和微型化、精密化三峡截流大型装载机从陆地到海洋、天空直到太空从陆地到海洋、天空直到太空现代机械极大地扩大了人们的活动范围现代机械极大地扩大了人们的活动范围信息时代,人们将智慧赋予机械信息时代,人们将智慧赋予机械自动化、智能化机械进入到我们生活。自动化、智能化机械进入到我们生活。发展空间发展空间研究自行车的构造。研究自行车的构造。自行车是如何自行车是如何前进的?前进的?自行车是依靠自行车是依靠链链条和两个齿轮条和两个齿轮带带动车轮前进的。动车轮
13、前进的。自行车上的简单机械自行车上的简单机械把我们的发现写下来:把我们的发现写下来:脚蹬板脚蹬板大齿轮大齿轮链条链条小齿轮小齿轮后轮后轮轮轴轮轴滑轮滑轮滑轮滑轮轮轴轮轴车把车把刹车刹车装置装置脚踏板脚踏板大齿轮大齿轮小齿轮小齿轮 从蒸汽机的发明,到电力机械,到从蒸汽机的发明,到电力机械,到神七发明神七发明.天上飞的,海里游的,陆上行的,天上飞的,海里游的,陆上行的,无不与物理学的发展有关。无不与物理学的发展有关。人类正制造出各式各样的,庞大的,人类正制造出各式各样的,庞大的,精密的机械,机械的创新,形成先进生精密的机械,机械的创新,形成先进生产力,改变着我们的世界。产力,改变着我们的世界。改变
14、世界的机械改变世界的机械蒸汽火车蒸汽火车蒸汽火车是世界上第一代蒸汽火车是世界上第一代的火车,是利用煤为动力,的火车,是利用煤为动力,蒸汽机为核心的最初级最蒸汽机为核心的最初级最古老的火车。蒸汽火车通古老的火车。蒸汽火车通过用煤烧水,使水变成蒸过用煤烧水,使水变成蒸汽,从而推动活塞,使火汽,从而推动活塞,使火车运行。在人们的心目中,车运行。在人们的心目中,气势磅礴的蒸汽机车具有气势磅礴的蒸汽机车具有一种特殊的意味,因为它一种特殊的意味,因为它曾以无比的巨力开启过人曾以无比的巨力开启过人类历史上一个崭新的时代。类历史上一个崭新的时代。2020世纪初,美国的莱特兄世纪初,美国的莱特兄弟在世界的飞机发
15、展史上弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献。在做出了重大的贡献。在19031903年制造出了第一架依年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行靠自身动力进行载人飞行的飞机的飞机“飞行者飞行者”1 1号,并号,并且获得试飞成功。他们因且获得试飞成功。他们因此于此于19091909年获得美国国会年获得美国国会荣誉奖。自从飞机发明以荣誉奖。自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文后,飞机日益成为现代文明不可缺少的运载工具。明不可缺少的运载工具。它深刻的改变和影响着人它深刻的改变和影响着人们的生活。们的生活。莱特兄弟与历史上第一架飞机莱特兄弟与历史上第一架飞机20052005年年1111月初,中国月初,中
16、国铁道部与德国西门子铁道部与德国西门子公司在德国签下了公司在德国签下了63.563.5亿人民币购买亿人民币购买6060列高速列车的协议。列高速列车的协议。20082008年,这批列车首年,这批列车首先运行于北京先运行于北京-天津天津线路。该列车时速线路。该列车时速300300公里,行驶非常公里,行驶非常平稳,车门自动感应。平稳,车门自动感应。现代火车现代火车现代火车现代火车英国政府计划在未来十英国政府计划在未来十年内在全国推广时速可年内在全国推广时速可达达362362公里的列车。公里的列车。这款名叫这款名叫“水星水星”的铁的铁路交通工具不仅速度快、路交通工具不仅速度快、外型靓丽,而且可以给外型
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