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(共19張PPT)
第11章 機械與功
改變世界的機械
5
01
知道輪軸和斜面等簡單機械的原理。
02
了解機械使用的歷史發展過程。
03
認識機械的使用對社會發展的作用。
一、簡單機械的家族
閱讀教材第104~105頁，完成以下內容。
(一)認識輪軸
1.簡單機械的家族：杠桿、滑輪、 、 、螺旋等。
2.輪軸由兩個半徑不等的圓柱固定在 上組成，大的稱為 ，小的稱為 。
斜面
輪軸
同一軸線
輪
軸
3.輪軸的實質：輪軸可看作是一個可以連續轉動的 ，如圖所示，輪軸作為杠桿的支點在 ，輪半徑R是 臂，軸半徑r是
臂。由杠桿的平衡條件可知：FR＝Gr。
軸心O
不等臂杠桿
動力
阻力
一、簡單機械的家族
4.輪軸的主要功能：一是改變力的 ；二是改變物體的運動 。輪軸將直線運動和 運動互相聯系起來，實現了二者的相互轉化。
大小
速度
圓周
一、簡單機械的家族
5.輪軸的實際應用
古代的轆轤是一種輪軸
汽車的方向盤是常見的輪軸
門的把手
自行車的踏板
齒輪是一種特殊輪軸
活扳手
一、簡單機械的家族
學以致用
(2024·無錫惠山區期末)圖甲是《天工開物》中記載的一種農業生產汲水裝置——轆轤，圖乙是它提水時的示意圖，為方便提水，應按照_______
(選填“省力”或“費力”)杠桿來設計，支點是 　 (選填“A”“B”或“C”)點；圖丙中水龍頭開關的設計也應用了同樣原理，開關選用_____
(選填“①”或“②”)效果更好。
省力
B
①
解析　轆轤的實質是輪軸，為方便提水，根據題圖可知，它是按照省力杠桿來設計的；由于輪圍繞B點進行旋轉，可知B點為其支點。水龍頭開關的設計也應用了輪軸，增大輪的半徑可以增大動力臂，在阻力和阻力臂一定時，可以減小動力，故選擇圖中的①可以更省力。
(二)認識斜面
1.斜面是與水平面成一定夾角的傾斜平面。
2.斜面的原理：如圖所示，如果不計物體與斜面之間的摩擦，根據功的原理，用力F沿斜面把物體勻速推(或拉)上去所做的功，應該等于直接將物體抬高所做的功，即Gh＝ 。因此，
如果不計摩擦，斜面長是斜面高的幾倍，
拉力或推力就是物體所受重力的幾分之一，
所以說斜面是一種 機械。
FL
省力
一、簡單機械的家族
(2)特點：可以將 運動與沿軸向的運動進
行互相轉化，螺旋的實質是 的變形，因此可以省力但費距離，是
機械。
3.特殊的斜面——螺旋
(1)定義：螺旋可以看成繞在 上的斜面，
例如：如圖所示，把三角形的紙片繞在圓柱上，
就把斜面變成了螺旋。
圓柱
旋轉
省力
斜面
一、簡單機械的家族
思考：你還能舉出生活和生產中利用斜面的例子嗎？
盤山公路
螺絲釘
旋轉樓梯
一、簡單機械的家族
學以致用
(2024·咸陽禮泉縣期中)我國是多山之國，修建了很多盤山公路，尤其在西南和中部地區。如圖所示，盤山公路修得彎彎曲曲，主要目的是(　　)
A.省距離 B.省力
C.省功 D.省力和省功
B
二、改變世界的機械
物理學的發展推動了蒸汽機、內燃機和 的發明與改進，吹響了兩次偉大的工業革命的號角，從此人類進入了 、電氣化時代。回望歷史，是科學的進步、機械的創新，形成了先進的生產力，改變了整個世界。
電力機械
機械化
1.(多選)(2024·蘇州姑蘇區月考)機械以各種
不同的形式展現在生活中，成為生活中不可
或缺的部分，如圖是自行車結構圖，關于其
機械的應用，正確的是(　　)
A.螺絲和螺帽：斜面類螺旋簡單機械，費距離
B.腳踏板：屬于等臂杠桿
C.剎車控制器：屬于杠桿，能省力
D.車龍頭：屬于輪軸，控制自行車的方向并節省距離
AC
解析　螺絲和螺帽相當于斜面，螺紋增加了斜面的長度，省力必然費距離，故A正確；
腳踏板屬于輪軸，相當于一個省力杠桿，省力費距離，故B錯誤；
剎車控制器動力臂大于阻力臂，是一個省力杠桿，省力費距離，故C正確；
車龍頭屬于輪軸，動力作用在輪上，故可以省力地控制自行車的方向，但是費距離，相當于一個省力杠桿，故D錯誤。
2.(2024·江蘇期中)如圖所示，螺絲刀實質是一個輪軸，手柄 　　(選填“粗”或“細”)一些的螺絲刀用起來更省力；螺絲釘是一種類似斜面的機械，螺絲釘上螺紋的展開長度相當于斜面的長度，螺紋 　　(選填“密”或“稀”)一些的螺絲釘擰起來更省力。
粗
密
解析　螺絲刀相當于輪軸，根據杠桿的平衡條件F1R＝F2r可知，手柄粗一些的螺絲刀用起來更省力；
螺絲釘上的一圈圈螺紋的長相當于斜面的長度，因此螺絲釘是被擰成圓柱形的類似斜面的機械；螺絲釘螺紋密、螺線長，相當于斜面較長，斜面高度一定時，斜面越長，使用起來越省力。
3.如圖所示，自行車的腳踏和牙盤構成一個輪軸，而輪軸實質上利用了杠桿原理。經測量，腳踏到軸心的距離R＝25 cm，帶動鏈條的牙盤半徑r＝15 cm，若作用在腳踏上的力F＝15 N，則鏈條所受的拉力FT 為 N。
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