資源簡介

(共25張PPT)
第九章 機(jī)械和功
第六節(jié)
制作簡易升降機(jī)
觀察與思考
生活中會有搬運(yùn)重物到高處的情景，同學(xué)們有什么辦法呢？
思考：
古代人們又是怎么解決的呢？
學(xué)習(xí)目標(biāo)
了解我國機(jī)械發(fā)展的歷史。
1
會利用簡單機(jī)械設(shè)計(jì)并制作簡易升降機(jī)。（重點(diǎn)）
2
會利用實(shí)驗(yàn)測量升降機(jī)的機(jī)械效率，知道如何提升升降機(jī)的效率。 （重難點(diǎn)）
3
我國是世界上發(fā)明機(jī)械較早的國家之一，機(jī)械技術(shù)歷史悠久，成就輝煌。
以下這些機(jī)械在動(dòng)力的利用和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上都各具特色：
用來舂米的碓
汲水的桔槔
天平
投石車
任務(wù)一 了解我國機(jī)械發(fā)展的歷史
隨著制作原料的種類和動(dòng)力的來源越來約豐富，機(jī)械發(fā)明和制造也越來越豐富，機(jī)械發(fā)明和制造也越來越復(fù)雜。
以下機(jī)械不僅在動(dòng)力使用上從人力轉(zhuǎn)向畜力、水力等，而且在結(jié)構(gòu)方面出現(xiàn)了齒輪、凸輪和曲柄連桿等復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：
記里鼓車
水力鼓風(fēng)系統(tǒng)
戰(zhàn)國云梯車
任務(wù)一 了解我國機(jī)械發(fā)展的歷史
隨著鑄造技術(shù)的出現(xiàn)，我國古代機(jī)械技術(shù)得到極大的發(fā)展。
水碾
水力機(jī)械：
舂車
機(jī)械介紹相關(guān)書籍：
機(jī)械制造家：
馬鈞
郭守敬
《農(nóng)書》
任務(wù)一 了解我國機(jī)械發(fā)展的歷史
任務(wù)一 了解我國機(jī)械發(fā)展的歷史
現(xiàn)代機(jī)械
2020年12月，我國自主研發(fā)的嫦娥五號探測器成功著陸月球表面，并順利完成我國首次月表采樣工作。
嫦娥五號機(jī)械臂
任務(wù)二 利用簡單機(jī)械設(shè)計(jì)并制作升降機(jī)
升降機(jī)的設(shè)計(jì)
我們要設(shè)計(jì)的升降機(jī)的功能需求有：
能豎直上下搬運(yùn)物體；
以0.3kg的重物作為搬運(yùn)的目標(biāo)物體；
豎直搬運(yùn)高度不小于10cm。
為了實(shí)現(xiàn)這些需求，升降
機(jī)需要包括哪幾部分？每部分應(yīng)如何設(shè)計(jì)？設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要注意什么？
制作簡易升降機(jī)可使用的簡單機(jī)械
任務(wù)二 利用簡單機(jī)械設(shè)計(jì)并制作升降機(jī)
升降機(jī)的設(shè)計(jì)
（1）升降機(jī)搬運(yùn)物體需要用到轎廂，我們可以結(jié)合自己的想法設(shè)計(jì)個(gè)性化的轎廂。
（2）升降機(jī)需要支架，我們可以選用鐵架臺作為支架，并在鐵架臺上固定滑輪，并將滑輪和轎廂組裝在一起。
（3）選用滑輪和細(xì)繩時(shí)，盡量選用密度小的材料做成的。
制作簡易升降機(jī)可使用的簡單機(jī)械
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn)原理：
η=
實(shí)驗(yàn)思路：
測量滑輪組的機(jī)械效率需要知道滑輪組工作時(shí)的有用功和總功,然后求出二者的比值。可以用彈簧測力計(jì)測量拉力和物體的重力,用刻度尺測出繩端和物體移動(dòng)的距離,再通過計(jì)算得出機(jī)械效率。
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn)過程：
步驟1：用彈簧測力計(jì)測量鉤碼所受的重力G 并填入表格。
步驟2：緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使鉤碼升高，讀出拉力 F 的數(shù)值，用刻度尺測出鉤碼提升的高度 h 和繩端移動(dòng)的 距離s,將這三個(gè)量填入表格。
步驟3：算出有用功 W有用、總功 W總、機(jī)械效率 η，并填入表格。 改變鉤碼的數(shù)量,重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn)表格：
次數(shù) 鉤碼所受 的重力G/N 提升高 度 h/m 有用功 W有用 /J 拉力 F/N 繩端移動(dòng)的 距離s/m 總功 W總/J 機(jī)械
效率η
1
2
3
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
演示：測量滑輪組機(jī)械效率
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
(1)①動(dòng)滑輪重一定，物重越大，機(jī)械效率越高；②物重一定，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低。
(2)提高滑輪組的機(jī)械效率的主要方法有：盡可能地增加物重；減小動(dòng)滑輪重；減輕繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦等。
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
影響滑輪組機(jī)械效率的因素
1.摩擦、繩重（輪與軸及輪與繩之間）
（減小摩擦可以減少額外功，提高機(jī)械效率）
如：加強(qiáng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位的潤滑、采用輕質(zhì)細(xì)繩
2.物重
（物重增加，機(jī)械效率提高）
3.動(dòng)滑輪重
（動(dòng)滑輪重減小，機(jī)械效率提高）
例
在探究“影響滑輪組機(jī)械效率的因素”時(shí)，小明同學(xué)用圖所示甲、乙兩個(gè)相同的滑輪組來驗(yàn)證的猜想是：滑輪組的機(jī)械效率可能與（　　）
A
甲
乙
A．被提升物體重力有關(guān)
B．動(dòng)滑輪重力有關(guān)
C．物體被提升的高度有關(guān)
D．承重繩子的段數(shù)有關(guān)
練一練
在如圖所示的滑輪組裝置中，所掛重物的重力G＝50 N，當(dāng)施加在繩子自由端的拉力為F＝30 N時(shí)，重物恰好勻速上升，繩重及一切摩擦均可忽略不計(jì)。由此可知（　　）
A．該裝置的機(jī)械效率為60%
B．該裝置的機(jī)械效率為55.6%
C．該裝置中動(dòng)滑輪重為5N
D．該裝置中動(dòng)滑輪重為10N
D
例
在“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
（1）此實(shí)驗(yàn)所用滑輪的個(gè)數(shù)至少是____個(gè)，其中動(dòng)滑輪有_____個(gè)。
（2）第一次實(shí)驗(yàn)測得滑輪組的機(jī)械效率為________，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率______（選填“大于”“小于”或“等于”）第一次的機(jī)械效率。
次數(shù) 鉤碼重/N 鉤碼上升高度/cm 彈簧測力計(jì)示數(shù)/N 彈簧測力計(jì)移動(dòng)距離/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
3
2
62.5%
大于
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
拓展：測量斜面的機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn)猜想
斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)
注意事項(xiàng)
要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)物體，拉力要與斜面平行。
實(shí)驗(yàn)器材
彈簧測力計(jì)、刻度尺、長木板、木塊
實(shí)驗(yàn)原理
W有用
W總
Gh
Fs
＝
η＝　　　　　　　　　　
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
拓展：測量斜面的機(jī)械效率
1.測量木塊的重力，記錄數(shù)據(jù)；
2.把木塊用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉；分別記錄拉力F、木塊沿斜面移動(dòng)的距離s、小車上升的高度h；
3.改變斜面的傾斜程度，重復(fù)步驟2。
實(shí)驗(yàn)過程
任務(wù)三 測量升降機(jī)的機(jī)械效率
拓展：測量斜面的機(jī)械效率
記錄數(shù)據(jù)：
斜面的傾斜程度 木塊重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面長 s/m 有用功 W有/J (Gh) 總功 W總/J (Fs) 機(jī)械效率η
較緩
較陡
最陡
0.06
1.7
1.7
1.7
0.1
0.14
0.4
0.5
0.6
0.82
0.82
0.82
0.1
0.17
0.24
0.33
0.41
0.49
30 ％
41％
49 ％
制作簡易升降機(jī)
課堂小結(jié)
測量升降機(jī)的機(jī)械效率
測量斜面的機(jī)械效率
動(dòng)滑輪重
摩擦、繩重等
物重
利用簡單機(jī)械設(shè)計(jì)并制作簡易升降機(jī)
了解我國機(jī)械發(fā)展的歷史
隨堂訓(xùn)練
1．某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)來探究“影響滑輪組的機(jī)械效率的因素”，如圖所示，并測算了各次實(shí)驗(yàn)裝置的機(jī)械效率。關(guān)于他的實(shí)驗(yàn)過程，下列說法中不正確的是（　　）
C
A．在①實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)勻速豎直向上拉動(dòng)繩子
B．由①②可知：滑輪組的機(jī)械效率與繩子
的繞法無關(guān)
C．由②③可知：同一滑輪組提起物重越大，
機(jī)械效率越低
D．為使實(shí)驗(yàn)的結(jié)論更具可靠性，應(yīng)換用不同的裝置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)歸納得出普遍規(guī)律
隨堂訓(xùn)練
2．如圖所示，將重為100N的物體勻速從斜面的底端拉到頂端。已知斜面的長是5m，高是2m，拉力F＝50N，則該裝置的機(jī)械效率為（　　）
A．40%
B．50%
C．80%
D．100%
A
隨堂訓(xùn)練
3．有一個(gè)螺旋形滑梯高為3m，螺旋軌道滑行的距離為5m（如圖）。把質(zhì)量為30kg的小孩從滑梯的底部沿著螺旋軌道勻速推上滑梯的頂端。如果小孩受到的摩擦力為30N，則小孩受到沿滑梯向上的推力為　 　N，滑梯的機(jī)械效率為　 　。（g取10N/kg）
210
85.7%

展開更多......

收起↑