資源簡介

(共31張PPT)
第九章　機械和功
第六節　制作簡易升降機
學習目標-新課導入-新知探究-課堂小結-課堂訓練
北師版-物理-八年級下冊
學習目標
1.了解我國機械發展的歷史，調查建筑工程機械的原理及應用。
2.選擇簡單機械及身邊的器材，設計并制作升降機。
3.利用自制升降機提升重物，測量升降機工作時的機械效率。
【重點】我國機械發展歷史中的關鍵節點與代表性發明，簡易升降機的制作步驟與調試，機械效率測量實驗的設計與實施。
【難點】確保簡易升降機制作的精準性與穩定性，對機械效率測量數據的分析與誤差探討。
新課導入
如圖所示是古代用于軍事瞭望的車輛——巢車。
中國古代一種設有望樓，用以登高觀察敵情的車輛。車上高懸望樓如鳥之巢，故名。又名樓車，樓車的名稱見于《左傳》。
其結構通常包括一個木制的車體，底部裝有輪子以便推動，車上豎立長柱，柱頂設有轆轤軸，通過繩索提升小板屋以便觀察。
新課導入
請你利用簡單機械設計并制作一個能搬運物體上下移動的升降機，從中體會簡單機械的原理在實際生產生活中的應用。
新知探究
任務 了解我國機械發展的歷史
一
我國是世界上發明機械較早的國家之一，機械技術歷史悠久，成就輝煌。
記里鼓車
桔槔
石碓
新知探究
筒車
投石機
立帆式大風車
這些機械在動力的利用和機械結構的設計上都各具特色。
新知探究
隨著制作原料的種類和動力的來源越來越豐富，機械發明和制造也越來越復雜。
牛轉翻車
水力鼓風系統
戰國云梯車
新知探究
這些機械不僅在動力使用上從人力轉向畜力、水力等，而且在結構方面出現了齒輪、凸輪和曲柄連桿等復雜的傳動機構。
水轉翻車
新知探究
隨著鑄造技術的出現，我國古代機械技術得到極大的發展。兩晉時期出現了自動磨車、舂車、水碾等水力機械。
舂車
水碾
新知探究
農耕器具也得到改進，如圖為元代《農書》中的“農器圖譜”部分。對當時的農業機械和許多生產工具進行了詳細的說明和論述。同時，紡織機械、造船技術也有了新的發展。
連機碓
新知探究
我國涌現出許多杰出的機械制造家。
馬鈞
祖沖之
郭守敬
王禎
他們為古代機械的發展做出了重要貢獻。不少機械還傳到了國外，對世界科學技術的發展產生了積極的影響。
新知探究
2020年12月，我國自主研發的嫦娥五號探測器成功著陸月面后，順利完成我國首次月球表面自動采樣，并將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。
新知探究
我國古代紡織機械與技術
我國古代有著當時世界上最完善和最先進的紡織機械和技術，這是我國長期保持絲綢大國地位的重要原因之一。
我國古代紡織技術最早可追溯到戰國時期，經歷了原始手工紡織時期和手工機器紡織時期兩個基本發展階段。
科學窗
新知探究
在原始手工紡織時期，人們利用紡墜紡紗，利用原始腰機織布。
織布時，織工席地而坐，以身體作機架，以兩腳蹬著經軸，腰上縛著卷布軸，用提綜桿提起經紗形成梭口，再投梭打緯，進行織布。原始腰機是人類最早發明和使用的織機。
新知探究
在手工機器紡織時期，我國古代勞動人民發明創造了踏板織機、斜織機、竹籠機、大花樓機、多錠大紡車等，大大提高了生產效率。
踏板織機是在原始腰機的基礎上，使用機架代替身體作為支架并加入踏板而成的，后來經由絲綢之路傳到中亞、西亞和歐洲各國。
新知探究
斜織機是在踏板織機的基礎上改進而成的，織物經面與水平機座成50°~60°，利用杠桿原理，用腳踏板來控制綜片的升降，以織造平紋織物。
新知探究
竹籠機是一種運用提花技術的織機，早在宋代即已存在。它能反復有規律地織造復雜花紋，在我國廣西少數民族地區應用較廣，一般用來織制壯錦等。提花技術是我國古代最為復雜的織造技術，是紡織史上的里程碑。
新知探究
實踐活動
近年來，我國經濟社會發展取得了舉世矚目的成就。發展經濟、改善人民生活質量，離不開基礎工程建設。
新知探究
請以小組為單位，上網查詢一下建筑工地或道路施工過程中使用的工程機械。
新知探究
了解它們的名稱和用途，以及它們在工作過程中涉及哪些物理知識。調研內容要包括以下幾個方面：
(1)該工程機械的結構特點與物理原理。
(2)除簡單機械外，該工程機械在設計中還應用了哪些與物理有關的知識。
(3)該工程機械在使用過程中有哪些操作規程，這其中有什么物理道理。
(4)關于該工程機械的使用安全，你還有哪些建議。
將調查結果形成調研報告，并與同學交流。
新知探究
任務 利用簡單機械設計并制作升降機
二
不同的機械有不同的功能，比如，利用定滑輪可以改變力的方向，利用動滑輪、輪軸可以省力，等等。因此，我們要根據功能需求選擇不同的簡單機械來設計升降機。
新知探究
思考
我們要設計的升降機的功能需求有:能豎直上下搬運物體，以0.3kg的重物作為搬運的目標物體，豎直搬運高度不小于10cm。
為了實現這些功能，升降機需要包括哪幾部分 每部分應如何設計 設計時，我們需要注意可使用的簡單機械什么
新知探究
基于上述功能需求，選擇簡單機械設計升降機。比如，可以選擇滑輪組實現目標物體的上下運動，也可以選擇輪軸或其他方式來實現目標物體的上下運動。
制作升降機可使用的簡單機械
新知探究
(1)升降機搬運物體需要用到轎廂，轎廂可以有個性化的設計。
(2)升降機需要有豎直支架，支撐轎廂上下運行。
(3)升降機在運送物體的過程中要能省力，且機械效率盡可能高。
設計時要注意以下幾點:
新知探究
將你的想法以示意圖的方式畫出來，與同學交流。結合同學們的分享和評估，進一步完善你的設計方案，并將你設計的升降機制作出來。
新知探究
任務 測量升降機的機械效率
三
測量開降機的機械效率，需要測出有用功和總功。有用功和總功又該如何測量呢 在動手測量之前，我們需要思考以下問題:
(1)在提升過程中，有用功和總功分別是哪個力做的功
(2)如何測量繩子自由端的拉力和繩子自由端移動的距離
彈簧測力計；卷尺等。
物體受到的重力做的功是有用功；繩子自由端的拉力做的功是總功。
新知探究
(3)如何測量物體上升的高度
(4)記錄數據的表格應該怎樣設計
實驗次數 物體重力 G/N 物體上升高度h/m 測力計示數F/N 繩子自由端移動的距離s/m 機械效率η
卷尺等。
新知探究
實踐活動
結合上述思考的問題，利用自制升降機將質量為0.3kg的物體提升不低于10cm，在此基礎上進行如下比較。
(1)比一比，看誰制作的升降機在提升物體的過程中更省力。
(2)比一比，看誰制作的升降機完成上述任務的機械效率更高。
例題 在如圖所示的滑輪組裝置中，所掛重物的重力G＝50 N，當施加在繩子自由端的拉力為F＝30 N時，重物恰好勻速上升，繩重及一切摩擦均可忽略不計。由此可知（　　）
A．該裝置的機械效率為60%
B．該裝置的機械效率為55.6%
C．該裝置中動滑輪重為5N
D．該裝置中動滑輪重為10N
新知探究
D
課堂訓練
1.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，則該裝置的機械效率為（　　）
A．40%
B．50%
C．80%
D．100%
A
課堂訓練
2.我國平移建筑物技術一直以來都是處于世界領先水平，它把建筑結構力學與巖土工程技術緊密結合起來，其基本原理與起重搬運中的重物水平移動相似。如圖所示，若某建筑物質量為10000t,首先被舉高1.1m,再水平移動24m,則建筑物被舉高的過程中克服其重力做功為 J，水平移動過程中，建筑物重力做功為 J。（g取10N/kg）
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