A. 如何利用杠桿的原理繩子和長木棍 將重物 抬起來
一. 導入
講述:阿基米德的故事
問:要幫助阿基米德實現他的設想,我們要提供哪些最基本的條件?
二. 新授
1、杠桿三要素。
生討論回答:支點、長棍、用力點。
師:由此可見,要使木棍成為杠桿必須滿足三個要素:支點、動力點、阻力點。
1. 將重物抬起來
師:根據大家的討論結果,想辦法利用繩子和木棍製作一種簡單機械,將重物輕易的抬起來。
學生實驗製作,記錄。
匯報交流。
交流小結:實驗中能繞一個支點旋轉的棍子就成為杠桿。
認識杠桿的三個點:動力點、支點、阻力點。
在自己的記錄表中標明杠桿的三個點。
2、怎樣使杠桿保持平衡
出示杠桿尺,簡單介紹。
提出探究任務:怎樣使杠桿尺保持平衡?
小組討論,涉及探究的方法過程並簡單記錄。
匯報交流,完善研究方法。
B. 杠桿的作用實驗過程
杠桿作用的實驗
【設計】 杠桿是利用直桿或曲桿在外力作用下,圍繞桿上固定點———支點轉動的簡單機械。本實驗指導學生認識杠桿的以下幾種作用:
(1)傳遞力的作用;
(2)改變用力方向的作用;
(3)省力(但費距離)或省距離(但費力)的作用。為了使學生體會到這些作用,最好選用重一點的物體,讓學生親自用杠桿去撬或抬,此外還可以利用杠桿尺、測力計進行一些定量的實驗。
方法一
【器材】 裝滿學慣用具的書包、長1米左右的木棍(把木棍等分為8~10份,畫出等分線)、椅子。
【步驟】
(1)把木棍的中間架在小椅子背上,一端掛上重物———書包,用手握住另一端,慢慢往下壓,能把書包撬起。引導學生找出杠桿的支點、力點和重點。
(2)在力點處用力向下壓,力就通過杠桿傳遞到杠桿的另一端,把重物向上撬起。這說明杠桿有傳遞力的作用,還有改變用力方向的作用。
(3)使支點向重點靠近,支點每向前移動一格,撬動一二次,每次把物體撬起同樣高度,會感覺到支點距離重點越近(即支點距離力點越遠),越省力,但手(力點)移動的距離也越長,即越費距離。
(4)使支點向力點靠近,支點每向後移動一格,撬動一二次,每次把物體撬起同樣高度,會感覺到支點距離力點越近(即支點距離重點越遠),越費力,但手(力點)移動的距離也越短,即越省距離。
方法二
【器材】 杠桿尺兩把(把杠桿尺均分為十二格,在每個刻度處打一個孔)、直尺、測力計、鉤碼、鐵絲鉤。
【步驟】
(1)把支架的釘子從兩根杠桿尺的第6孔位(孔位從左往右數)處穿過,讓該處作為支點,使兩根杠桿尺保持水平。後面的杠桿尺不動,作為對照物,在前面的杠桿尺上懸掛重物和測力計。
(2)在杠桿尺第1孔位處,用鐵絲鉤懸掛一個50克重的鉤碼;把測力計鉤掛在杠桿尺的第11孔位處,手握測力計,向下用力拉,可以把重物(鉤碼)向上撬起。找出杠桿尺上的重點、支點和力點。(掛鉤碼的第1孔位為重點,中間第6孔位為支點,掛測力計的第11孔位為力點。)
(3)通過測力計向下用力,可以把重物向上撬起,這說明杠桿有傳遞力和改變用力方向的作用。觀察測力計的讀數,約在50克左右,說明這時既不省力,也不費力。用直尺測量重點上升的距離和力點下降的距離,可知上升、下降的距離大致相等,說明這時既不省距離也不費距離(圖1)。
(4)不改變重點和力點的位置,觀察將支點移至第5、4、3、2孔位時,把重物撬起來(每次撬起同樣的高度),測力計上的讀數和重點、力點升降的距離。通過以上實驗可以知道:支點越向重點靠近(同時也就使支點離力點越遠),測力計上的讀數越小,即越省力;力點下降的距離比重點上升的距離越大,即越費距離(圖2)。
(5)不改變重點和力點的位置,觀察將支點移至第7、8、9、10孔位時,把重物撬起來(每次撬起同樣的高度),測力計上的讀數和重點、力點升降的距離。通過以上實驗可以知道:支點越向力點靠近(同時也就使支點離重點越遠),測力計上的讀數越大,即越費力;力點下降的距離比重點上升的距離越小,即越省距離。
C. 螺旋和杠桿的實驗的製作是怎麼樣的
操作難度:★★
實驗方法:
本實驗需要的材料有:一張紙,剪子,鉛筆,桌子,兩塊木板(約跟桌子一樣高),彩色筆。
把紙剪成一個斜坡,用一個斜面緊密捲成圈,螺絲釘是一個一圈一圈捲起的斜面。當用杠桿時,只需用很小的力就能抬起桌子。
從一張紙上剪出一個直角三角形來做成一個傾斜面。把筆放在紙的三角形短邊位置,朝著三角形的頂尖處,把紙卷在鉛筆上。用彩筆沿著剪下的斜邊標出記號,這樣將會形成一個螺旋形支撐。當你在卷紙時,請保留三角形的底線或稱基本線。這個傾斜將會沿著鉛筆螺旋形上升,形成一個螺絲釘模型。這就說明,螺絲釘事實上是一個傾斜平面。
杠桿是由一個硬棒及這個硬棒的支撐點組成的,這個支撐點叫支點。杠桿得益於從重物點到支點的距離短,而從用力點到支點的距離長。
為了作一個杠桿,把一塊木板靠近桌子垂直立起,把另一塊木板放在上面。把放在上面的木板的一端放在桌邊的下面,按下木板的另一端,這個很重的桌子就很容易被抬起來。
知識延伸:
有很多杠桿原理的例子,如啟瓶蓋的動作、有輪的手推車、錘子等等。
D. 如圖所示是演示動能和重力勢能相互轉化的實驗裝置,小球從軌道上的E點滾落下來,在圓形軌道上運動了一周,
ABD
A.由於忽略外在因素,所以整個系統機械能守恆,即重力勢能與動能之和保持不變專,而E點高度最屬高,即重力勢能最大,所以動能最小。所以A對
B。由於忽略外在因素,所以整個系統機械能守恆,所以小球機械能始終不變,所以B對
C。F點高度最低,所以重力勢能最小,因為機械能守恆,所以動能最大,所以C錯。
D。因為小球在H點的重力勢能小於在E點的重力勢能,而在H和E點的機械能相同,所以小球在H點的動能大於在E點的動能
望採納
E. 某實驗小組利用如圖所示裝置研究杠桿的機械效率,實驗的主要步驟如下:①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支
(1)有用功為抄W 有 =Gh 1 ,總襲功W 總 =Fh 2 ,則機械效率的表達式η=
(2)有用功是提升鉤碼所做的功,額外功主要是克服杠桿重力做的功,影響機械效率的因素主要是有用功和總功所佔的比例;提升的鉤碼重一定說明有用功一定,所以影響杠桿機械效率的主要因素是杠桿自身的重力,因此要想提高該杠桿機械效率,需減小杠桿自重. (3)鉤碼的懸掛點在A點時,由杠杠的平衡條件得G?OA=F?OB;懸掛點移至C點時,由杠杠的平衡條件得G?OC=F?OB,經對比發現,由OA到OC力臂變大,所以拉力F也變大,杠桿提升的高度減小,額外功減小,因此杠桿的機械效率變大. 故答案為:(1)
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