机械材料Ⅱ教师手册第12章
机械工程材料第二版课后答案
1－3 现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；②进行热处理改性强化；③改变该支架的截面与结构形状尺寸。
答：选③，改变该支架的截面与结构形状尺寸。
因为金属材料的刚度决定于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。
1－4 对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？答：强度、弹性、疲劳极限。
1－9 传统的强度设计采用许用应力[σ]= σ0.2/n,为什么不能一定保证零件的安全性？有人说：“安全系数n越大，零件工作时便越安全可靠。
”，你怎样认识这句话？答：传统的强度设计采用[σ]= σ0.2/n ，都是假设材料是均匀无缺陷的，而实际上材料中存在着既存或后生的微小宏观裂纹，因此在实际的强度设计中还应考虑材料抵抗脆性断裂的力学性能指标—断裂韧度（KI），只考虑许用应力[σ]= σ0.2/n 是不能保证零件的安全性的。
“n越大，零件越安全”也是不对的，因为[σ]= σ0.2/n,n增大就会使[σ]降低而牺牲材料的强度，将塑性和韧性取大一些，导致[σ]偏低而零件的尺寸与重量增加，浪费了原材料。
1－11 一般认为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象的原因。
答：潮湿环境下铝与铜的接触面上会发生电化学腐蚀，因为这时铝与铜的接触面因电极电位不同存在着电极电位差而发生电化学腐蚀。
2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？答：常见晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方：Mg、Zn2-2 已知－Fe的晶格常数（a=3.6 ）要大于－Fe的晶格常数（a=2.89 ）,但为什么－Fe冷却到912℃转变为－Fe时体积反而增大？答：－Fe冷却到912℃转变为－Fe时体积增大，是因为转变之后面心立方的－Fe转变为体心立方的－Fe时致密度变小。
《机械基础第十二章》PPT课件
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§12－2 滑动轴承
一、滑动轴承的结构特点 二、滑动轴承的润滑
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一、滑动轴承的结构特点
径向滑动轴承（承受径向载荷） 止推滑动轴承（承受轴向载荷） 径向止推滑动轴承（承受径向载荷和轴线载荷）
优点：运转平稳可靠，径向尺寸小，承载能力大， 抗冲击能力强，能获得很高的旋转精度，可实现液体润 滑以及能在较恶劣的条件下工作。
在轴承代号中，轴承类型代 号和尺寸系列代号以组合代号的 形式表达。
在组合代号中，轴承类型代 号“0”省略不表示；除3类轴承 外，尺寸系列代号中的宽度系列 代号“0”省略不表示。
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直径系列示意图
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内径代号
一般由两位数字表示，并紧接在尺寸系列代号之后 标写。
内径d≥10 mm的滚置代号
轴承代号的补充，只有在轴承的结构形状、尺寸、公 差、技术要求等有所改变时才使用，一般情况下可部分或 全部省略，其详细内容请查阅《机械设计手册》中相关标 准规定。
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3．滚动轴承代号示例
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四、滚动轴承类型的选择
轴承所受载荷的大小 方向和性质 轴承的转速 调心性能要求 经济性因素
直径系列代号：表示内径相同而具有不同外径的轴 承系列。
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对于向心轴承用宽度系列代号，代号有8、0、1、 2、3、4、5和6，宽度尺寸依次递增；对于推力轴承 用高度系列代号，代号有7、9、1和2，高度尺寸依 次递增。
宽度系列示意图
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直径系列代号有7、8、9、0、 1、2、3、4和5，其外径尺寸按 序由小到大排列。
2020春八年级物理下册第十二章简单机械教案新版新人教版
第十二章简单机械本章概述一、杠杆1.定义:一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆.2.五要素:一点、二力、两力臂.(1)“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示.(2)“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上.动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示,阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示.(3)“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“l1”表示,阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“l2”表示.3.杠杆的平衡(杠杆在动力和阻力作用下静止不动或匀速转动叫杠杆平衡)条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂;公式:F1l1=F2l2.4.杠杆的应用(1)省力杠杆:l1>l2,F1<F2(省力费距离,如撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀).(2)费力杠杆:l1<l2,F1>F2(费力省距离,如人的前臂、理发剪刀、钓鱼竿).(3)等臂杠杆:l1=l2,F1=F2(不省力、不省距离,能改变力的方向.等臂杠杆的具体应用:天平.许多称质量的秤,如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的).二、滑轮1.滑轮是变形的杠杆.2.定滑轮(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮.(2)实质:等臂杠杆.(3)特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向.(4)对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G物.绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=重物移动的距离s G(或速度v G)3.动滑轮(1)定义:和重物一起移动的滑轮.(可上下移动,也可左右移动)(2)实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.(3)特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向.(4)理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则F=G物.只忽略轮轴间的摩擦则,拉力F=(G物+G动).绳子自由端移动距离s F(或v F)=2倍的重物移动的距离s G(或v G).4.滑轮组(1)定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组.(2)特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向.(3)理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=G物.只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=(G物+G动).绳子自由端移动距离s F(或v F)=n倍的重物移动的距离s G(或v G).(4)组装滑轮组方法:首先根据公式n=求出绳子的股数.然后根据“奇动偶定”的原则.结合题目的具体要求组装滑轮.三、机械效率1.有用功定义:对人们有用的功.公式:W有=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总.斜面:W有=Gh.2.额外功定义:并非我们需要但又不得不做的功.公式:W额=W总-W有=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)斜面:W额=fL.3.总功定义:有用功加额外功或动力所做的功.公式:W总=W有+W额=Fs=.斜面:W总=fL+Gh=FL.4.机械效率定义:有用功跟总功的比值.公式:η=斜面:η=定滑轮:η===动滑轮:η===滑轮组:η===5.有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.通常用百分数表示.某滑轮组机械效率为60%表示有用功占总功的60%.6.提高机械效率的方法减小机械自重、减小机件间的摩擦.7.机械效率的测量(1)原理:η==.(2)应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s.(3)器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计.(4)步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变.(5)结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多.②提升重物越重,做的有用功相对就多.③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多.8.绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率.第1节杠杆1.认识杠杆,知道杠杆的几个概念,会确认并画出力臂.2.知道杠杆平衡条件.3.了解杠杆的一些应用.【教学难点】引导学生通过探究得出杠杆平衡条件.【教学难点】(1)通过实验,理解力臂概念.(2)杠杆平衡条件的运用.一、情境导入拔图钉:让班内力气最大的一名男生和班内力气最小的一名女生上台分别拔图钉.男生:空手拔图钉,结果没拔出.女生:使用羊角锤拔图钉,结果图钉很容易拔出.二、新课教学讨论:下列工具工作时有什么共同特征?共同特征:有力作用在物体上、绕着固定点转动、硬棒.硬棒可以是直的,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状.1.杠杆定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆.提问:在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例呢?2.杠杆上的五个名词支点(O):杠杆绕着转动的点动力(F1):促使杠杆转动的力阻力(F2):阻碍杠杆转动的力动力臂(l1):从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂(l2):从支点到阻力作用线的垂直距离提问:什么是力臂?力臂是支点到力的作用线的垂直距离.(1)力臂是一定在杠杆上吗?答:不是.(2)杠杆是否都是直的?答:杠杆可以是直的,也可以是弯的.(3)若一力作用在杠杆上,作用点不变,但作用方向改变,力臂是否改变? 答:要改变.画力臂的方法是:(1)辨认杠杆,找出支点、动力和阻力;(2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线;(3)从支点作出到力的作用线的垂直线;(4)用大括号将力臂括上,并标上符号.画出图中杠杆各力的力臂3.杠杆的平衡条件讨论:体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来?杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时,我们就说杠杆平衡.问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡呢?探究杠杆的平衡条件:(1)提出问题:杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系?(2)猜想与假设:假设一:=.假设二:F1l1=F2l2.(3)测量的物理量:力、力臂.(4)实验器材:杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计.(5)实验操作①调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡(保证力臂沿杠杆,便于测量;消除杠杆自重对实验结果的影响).②杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆水平平衡.将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中.③改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验.④在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力,通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡.将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中.4.生活中的杠杆(1)省力杠杆:由F1l1=F2l2,因为l1>l2,所以F1<F2这是省力杠杆,省力杠杆的特点:省力、费距离.生活中的省力杠杆(2)费力杠杆:由F1l1=F2l2,l1<l2,得F1>F2,这是费力杠杆.费力杠杆的特点:费力、省距离.生活中的费力杠杆(3)等臂杠杆的特点:不省力、也不省距离.由F1l1=F2l2,l1=l2,得F1=F2,这是等臂杠杆.省力杠杆费力杠杆等臂杠杆概念动力臂大于阻力臂的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆特点省了力,但费了距离费了力,但省了距离不省力也不费力实例撬棒、铡刀、瓶起子、镊子、理发剪刀天平【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第1节杠杆一、杠杆及杠杆的五要素二、杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2三、生活中的杠杆四、杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是( A )2.下列杠杆平衡的是(杆重和摩擦均不计)( C )3.如图所示,在杠杆的a处悬挂两个相同的钩码,若要使杠杆在水平位置平衡,可以采取的措施是( D )A.只能在a处挂两个相同的钩码B.只能在b处挂两个相同的钩码C.只能在c处挂两个相同的钩码D.在b处挂四个钩码或在c处挂两个钩码4.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将( C )A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小5.某同学分别用如图所示的a,b两种方法挑着同一个物体行走,a图中肩受到的压力小于b图中肩受到的压力;a图中手施加的动力小于b图中手施加的动力.(均填“大于”“等于”或“小于”).1.筷子筷子,被外国人誉为“东方的文明”,是中华民族的国粹.它的使用,标志着中华民族文明的进步.美国哈佛大学一位人类学家认为,中国最古老的筷子的出现,大约是在公元前1 200多年以前,比西方人使用刀叉要早几百年.2.我国古代的简单机械(杠杆)我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的,因此简单机械的成就也是辉煌的,杠杆的应用非常广泛.对于杠杆,在《墨经》中科学地叙述了其平衡原理,“相衡,则本短标长”.这里的“本”是指靠近支点一边的杆,“标”是指靠近重锤一边的杆.如果两边平衡,杠杆一定是水平的,被测重物一边杆短,重锤一边杆长.又说:“两加焉,重相若,则标必下,标得权也”,这就是说杠杆平衡后,两边加相等的重物,平衡会破坏,标这一边必然下降,这叫做“标得权”.从以上论述可以看出,墨家用确切的语言阐述了不等臂杠杆的科学原理.第2节滑轮1.认识定滑轮和动滑轮.2.知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用.3.会根据要求使用和组装滑轮.4.了解其他简单机械(轮轴、斜面等)的一些应用.【教学重点】探究定滑轮、动滑轮的特点及实质,滑轮组省力情况的判断.【教学难点】理解定滑轮和动滑轮是变形的杠杆.一、新课导入这个故事中起到关键作用的是哪个部件?你见到过吗?我们用力向下拉绳子,国旗上升,你知道旗杆的顶部有什么装置吗?以此引入新课.二、新课教学1.定滑轮和动滑轮滑轮:主要部分是能绕轴转动的轮子.滑轮结构,如图所示.想想议议:(1)你知道为什么会这样吗?(2)下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?国旗上升时,旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动.货物上升时,电动机下面的滑轮随物体一起移动.滑轮的分类研究定滑轮和动滑轮的特点播放多媒体视频定滑轮特点:(1)可以改变用力方向.(2)既不省力也不费力,也不省距离.(3)本质上,相当于一个等臂杠杆.动滑轮特点:(1)可以省一半的力,但不改变力的方向.(2)力的关系:F=.(3)距离关系:s=2h.(4)实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.思考1:动滑轮中,若拉力F沿斜上方拉,F=G吗?因为动力臂l1减小,所以动力F增大要使动滑轮省一半的力(省力最多),必须使绳子沿竖直方向拉.思考2:使用定滑轮能改变力的方向,但不能省力;使用动滑轮能省力,但不能改变力的方向.那我们能不能把两者结合起来,组成滑轮组,使其既可以改变力的方向,又能省力?2.滑轮组用以下的动滑轮和定滑轮,可以组成怎样的滑轮组呢?播放滑轮组实验视频展示滑轮组动画(1)滑轮组用几段绳子吊起物体.将物体提升的力等于物重的几分之一,即F=.(2)手拉绳子通过的距离等于物体上升的距离的n倍,即s=nh.(忽略绳重与摩擦)滑轮组小结:①有几段绳子与动滑轮相连,n就为几;②重物上升h高度,绳子自由端要移动nh距离s=nh;③力的关系:F=G物(不计摩擦、绳重和动滑轮重).F=(G物+G动)(不计摩擦、绳重).(3)轮轴与斜面几种轮轴①井上的辘轳从右边看过去,可画成下图:动力臂大于阻力臂——省力杠杆.②汽车方向盘③水龙头动力臂大于阻力臂——省力杠杆.(4)其他轮轴轮轴:省力、费距离.(5)斜面也是一种省力机械斜面:省力、费距离.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题? 学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第2节滑轮1.定滑轮:转轴固定不动的滑轮.特点:不能省力,但可以改变力的方向.实质:等臂杠杆.2.动滑轮:转动轴与重物一起移动的滑轮.特点:能省力一半,但不能改变力的方向.实质:动力臂是阻力臂两倍的杠杆.3.滑轮组特点:使用滑轮组时,动滑轮被几股绳子吊起,所用力就是物重和动滑轮的几分之一.1.如图所示的是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法,所用拉力分别是F1,F2和F3,下列式子中正确的是( C )A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3C.F1=F2=F3D.F2>F1>F32.如图所示,不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800 N,而绳上吊着的静止的“绅士”重500 N,则米袋对地面的压力为( C )A.500 NB.250 NC.300 ND.800 N3.工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面),其中最省力的方案是( C )4.小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时,进行了正确操作,并记录数据如下表,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符.面对这一事实,下列做法中最不可取的是( B ) 实验次数物重G/N 拉力F/N1 1.0 0.652 1.5 0.903 2.0 1.15A.与同学分析可能原因B.实验失败,停止实验C.改进实验条件,重新实验D.查阅资料,了解结论的适用条件1.我国古代的简单机械——辘轳辘轳的制造和应用,在古代是和农业的发展紧密结合的,它广泛地应用在农业灌溉上.我国在公元前1100年以前就发明了辘轳,根据《物原》记载:“史佚始作辘轳”(史佚是周代初期的史官).辘轳的应用在我国时间较长,虽经改进,但大体保持了原形,说明在3 000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳.解放前在我国的北方缺水地区,仍在使用辘轳提水灌溉小片土地.2.汽车起重机汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机,其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置.这种起重机的优点是机动性好,转移迅速.缺点是工作时须支腿,不能负荷行驶,也不适合在松软或泥泞的场地上工作.汽车起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车,符合公路车辆的技术要求,因而可在各类公路上通行无阻.此种起重机一般备有上、下车两个操纵室,作业时必需伸出支腿保持稳定.起重量的范围很大,可从8吨~1 000吨,底盘的车轴数,可从2~10根.是产量最大,使用最广泛的起重机类型.在起重臂里面的下面有一个转动卷筒,上面绕钢丝绳,钢丝绳通过在下一节臂顶端上的滑轮,将上一节起重臂拉出去,依此类推.缩回时,卷筒倒转回收钢丝绳,起重臂在自重作用下回缩.这个转动卷筒采用液压马达驱动,因此能看到两根油管,但不是油缸.第3节机械效率1.了解什么是有用功、额外功和总功.2.理解什么是机械效率.【教学重点】知道有用功、额外功和总功,理解机械效率.测量滑轮组的机械效率.【教学难点】测量简单机械的机械效率.一、新课导入直接提升物体做功,与使用机械提升物体做功相同吗?二、新课教学1.有用功和额外功实验演示:使用动滑轮是否省功?(1)如图(甲),用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度,计算拉力所做的功.(2)如图(乙),用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度,再次计算拉力所做的功.这两次拉力所做的功一样吗?为什么?(甲)图中拉力所做的功:W甲=F甲s甲=2 N×h(乙)图中拉力所做的功:W乙=F乙s乙=1.2 N×2h所以W甲<W乙实验结果表明,虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度,但第二次拉力做功反而多一些.这说明,使用动滑轮省力,但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响,我们要多做功.有用功:对人们有用的功.额外功:人们不需要而又不得不做的功.总功:有用功与额外功之和.W总=W有+W额.思考一:用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功.思考二:如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?捞桶做的功是有用功,提水做的功是额外功.2.机械效率(1)定义:有用功跟总功的比值.(2)公式:η==.讨论:W额>0,W总>W有,所以η<1.W额=0,W总=W有所以η=1(理想状态).注:机械效率常用百分数来表示.【例题】起重机把质量为0.5 t的重物匀速提升了3 m,而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的机械效率是多少?g取10 N/kg.解析:重物的重力G=mg=0.5×103 kg×10 N/kg=5×103 N起重机提升重物所做的有用功W有=Gh=5×103 N×3 m=1.5×104J起重机的机械效率η===44%.答案:44%【巩固练习】一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m.如果额外功是9 600 J,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?解析:起重机做的有用功、总功为W有=Gh=3 600 N×4 m=1.44×104JW总=W有+W额=1.44×104J+9 600 J=2.4×104 J机械效率η===60%.答案:1.44×104 J 2.4×104 J 60%小资料起重机的机械效率一般为40%~50%;滑轮组的机械效率一般为50%~70%.抽水机的机械效率为60%~80%. 3.测量滑轮组的机械效率【实验目的】(1)学习安装滑轮组.(2)学习测滑轮组的机械效率.(3)分析得出提高滑轮组机械效率的方法.【实验原理】η==.讨论:为得出滑轮组的机械效率,需要求出有用功和总功,为此需要测出哪些物理量?钩码重G,拉力F,钩码上升的高度h,拉力通过的距离s.【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2 m的细绳.播放测量滑轮组实验视频,播放提高机械效率的方法视频.提高机械效率的方法(1)减小机械间的摩擦力.例如加强机械运动部位的润滑.(2)改进机械的结构,减小机械自重,例如动滑轮太重,使滑轮组机械效率很低,换用较轻滑轮就可提高其机械效率.(3)增加物重.【知识拓展】探究斜面的机械效率【提出猜想】斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关.【实验器材】长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺.【实验装置】【实验过程】(1)测量小车的重量,记录数据.(2)把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉;分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离s、小车上升的高度h.(3)改变斜面的倾斜程度,重复步骤(2).注意事项要匀速拉动物体;拉力要与斜面平行;及时记录数据.斜面倾斜程度小车质量G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η%较缓较陡很陡结论:光滑程度相同的斜面,斜面越倾斜,越费力,机械效率越高.分析:当斜面长度、高度、物重都相同时,斜面越粗糙,摩擦力越大,拉力越大,总功越大,有用功不变,机械效率越低.结论:斜面越粗糙,机械效率越低.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第3节机械效率一、有用功:对人们有用的功额外功:人们不需要而又不得不做的功.总功:有用功与额外功之和.二、机械效率:有用功跟总功的比值公式:η==三、测量滑轮组的机械效率四、测量斜面的机械效率1.某同学不小心把水桶掉进井里,当他把桶从井里捞上来时,桶里带了一些水,下列有关有用功、额外功、总功的说法中正确的是( C )A.克服桶的重力做的功是总功B.克服桶内水的重力做的功是有用功C.克服桶的重力做的功是有用功D.克服桶内水的重力做的功是总功2.小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是( C )A.甲种方法克服重力做功多B.乙种方法更省力C.两种情况下,小文做的有用功一样多D.两种方法机械效率相等3.如图所示,用拉力F使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是( D )A.对物体做的功是额外功B.拉力F做的功是有用功C.拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D.增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率4.如图所示,张伟同学通过斜面用平行于斜面F=200 N的推力,将质量为30 kg的物体在5 s时间内匀速推到1 m高的平台上,斜面长s=2 m.则(g取10 N/kg)( B )A.推力的功率为40 WB.斜面的机械效率为75%C.推力做的总功300 JD.斜面对物体的摩擦力为100 N5.一斜面长4.8 m、高1.2 m,把重为1 200 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,沿斜面的拉力为400 N,则总功为 1 920 J,有用功为 1 440 J,额外功为480 J.6.使用动滑轮能省力(填“力”“功”或“距离”).用重为2 N的动滑轮匀速提升一个重物时,动滑轮的机械效率为75%;若改用重为1.5 N的动滑轮匀速提升同一重物,此动滑轮的机械效率为80% .(不计绳重和摩擦)机械效率与机械效益的联系和区别机械效率与机械效益是两个比较类同的概念,使用时稍不留心就要混淆.经过以上分析,我们可以得出以下两点:(1)机械效率是描写机械做功本领程度的一个物理量,它研究机械做功情况时引出;机械效益是描述机械省力程度的一个物理量,它研究机械省力情况时引出.(2)机械效率与机械效益都是一个无单位的纯数,机械效率η总是小于1,而机械效益A可以小于1,也可以等于1或大于1.后记亲爱的朋友，你好！非常荣幸和你相遇，很乐意为您服务。
八年级物理下册第12章简单机械教案(新版)新人教版
第十二章简洁机械12．1.1 杠杆五要素【学习目标】1．熟记杠杆定义。
2．理解杠杆的五要素。
3．会画杠杆受力图。
重点难点：力臂的定义及画法。
学习内容：杠杆五要素及其画法。
学习指导：阅读课本P76至P77文字内容和插图，杠杆概念，五要素定义用红笔做上记号。
【自学检测】1．一根硬棒在力的作用下可以围绕_固定点_转动，这种硬棒就是_杠杆_，该硬棒围绕转动的点叫_支点_，用字母O_表示。
2．请依据几何学问画出下面点O到直线AB的距离。
3．填写杠杆五要素定义。
支点(O)：________________________________________________________________________；动力(F1)：________________________________________________________________________；阻力(F2)：________________________________________________________________________；动力臂(L1)：________________________________________________________________________；阻力臂(L2)：________________________________________________________________________。
【合作探究】教师巡察催促指导1．尝试在以下列图中画出各力的力臂：2．关于力臂以下说法中正确的选项是(D)A．力臂必需在杠杆上B．动力作用线到支点的距离叫动力臂C．阻力作用点到支点的距离叫阻力臂D．力臂过交点与力的作用线垂直【展示沟通】教师驾驭状况【精讲点拨】1．杠杆定义中的“硬棒”的“硬”是指杠杆不易发生形变。
2．画力臂口诀：找支点，画力线(力的作用线)，从点(支点)向线(力的作用线)引垂线，力臂就是此垂线段。
人教版八年级下册第十二章简单机械第1节杠杆教案1
教案1：人教版八年级下册第十二章简单机械第1节杠杆一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版八年级下册第十二章简单机械的第一节杠杆。
本节课的主要内容包括：1. 了解杠杆的定义、分类和特点。
2. 掌握杠杆的平衡条件及其应用。
3. 学会使用杠杆解决实际问题。
二、教学目标1. 能够说出杠杆的定义、分类和特点。
2. 能够运用杠杆的平衡条件解决实际问题。
3. 培养学生的观察能力、动手能力和解决问题的能力。
三、教学难点与重点重点：杠杆的平衡条件及其应用。
难点：如何运用杠杆的平衡条件解决实际问题。
四、教具与学具准备教具：杠杆模型、滑轮组、钩码等。
学具：笔记本、笔、三角板、直尺等。
五、教学过程1. 实践情景引入：教师展示一个杠杆模型，让学生观察并描述杠杆的特点。
学生可以发现，杠杆有一端是支点，另外两端分别是动力和阻力。
2. 知识点讲解：教师讲解杠杆的定义、分类和特点。
杠杆分为三类：一类是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂；二类是省力杠杆，动力臂小于阻力臂；三类是费力杠杆，动力臂大于阻力臂。
3. 例题讲解：教师出示一个例题，如：“一个物体挂在杠杆的一端，另一端挂上一个钩码，当钩码的重力为10N时，物体恰好平衡。
如果将钩码的重力增加到15N，求物体的重力。
”教师引导学生运用杠杆的平衡条件进行解答。
学生可以得出：物体和钩码的重力之比为1:1.5，因此物体的重力为7.5N。
4. 随堂练习：教师出示几个类似的题目，让学生独立解答。
如：“一个物体挂在杠杆的一端，另一端挂上一个钩码，当钩码的重力为8N时，物体恰好平衡。
如果将钩码的重力增加到12N，求物体的重力。
”5. 动手实践：教师让学生分组进行实验，使用杠杆模型和钩码进行实验。
学生可以发现，当钩码的重力增加时，物体的重力也会相应增加，杠杆仍然保持平衡。
六、板书设计板书内容如下：杠杆定义：有一端是支点，另外两端分别是动力和阻力。
分类：1. 等臂杠杆：动力臂 = 阻力臂2. 省力杠杆：动力臂 < 阻力臂3. 费力杠杆：动力臂 > 阻力臂平衡条件：动力× 动力臂 = 阻力× 阻力臂七、作业设计1. 题目：一个物体挂在杠杆的一端，另一端挂上一个钩码，当钩码的重力为6N时，物体恰好平衡。
八年物理下册第十二章简单机械教案
第十二章简单机械第2课时备课人闫永生第十二章第一节杠杆习题针对训练知识点1 杠杆1.下列关于杠杆的几种说法中不正确的是：（）A、杠杆可以是直的，也可以是弯的；B、杠杆的支点一定在杠杆上；C、支点可以在杠杆上的任何位置；D、动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆长度。
2.如图甲，请画出撬石块时动力F的力臂L．知识点23.杠杆的平衡条件是：4.如图是研究杠杆平衡条件的实验装置，要想使杠杆平衡，A处钩码应挂（）A．1个B．2个C．3个D．6个5.在探究杠杆的平衡条件实验中：（1）小军将杠杆安置在铁架台上，发现杠杆左端下倾．那么他应将杠杆右端螺母向____ （填“左”或“右”）调节一些，使杠杆在水平位置平衡．（2）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上画有均匀的格子，如图所示，当在A 点挂4个钩码时，则在____ （4或6）处挂____ （3或2）6. 在物理实验操作考试中，考评教师针对“探究杠杆平衡条件的实验”，记录了甲、乙同学的操作过程（如下表），他们的实验步骤中均因为存在错误而失分。
请你指出错误的步骤，并说明失分原因。
甲同学乙同学实验步骤1．调节杠杆在水平位置平衡如图a所示2．在带有滑道的杠杆两端挂上钩码后，杠杆的状态如图b所示．调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡 3．记录钩码重，并读取动力臂OA和阻力臂OB1．调节杠杆在如图c所在的位置保持静止状态 2．在带有滑道的杠杆两端挂上钩码，并调节钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，如图d所示 3．记录钩码重，并读取动力臂OA和阻力臂OB实验装置2题图4题图5题图甲同学：错误步骤________（填序号）；失分原因________；乙同学：错误步骤________（填序号）；失分原因________。
知识点3 生活中的杠杆7.下列说法中哪些是正确的（）A使用杠杆一定省力 B省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂C 动力臂是支点到动力作用点的距离D 等臂杠杆不省力也不省距离8.如图所示，使用中属于费力杠杆的工具是（）9.如图所示的生活用具中，使用时属于省力杠杆的是（）整合演练10. 如图所示是古代战争中的“大炮”——抛石机，用它把大石块抛出去，打击远处的敌人，它实际是一个（）A.费力杠杆B.等臂杠杆C.省力杠杆D.斜面11. 下列杠杆中属于费力杠杆的是（）12. 三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详，甲图中和尚们商量出新的挑水方案，胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶，以下说法中不正确的是（）A、乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离B、乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离A.剪刀B.起子 8题图C. 镊子D.钢丝A．核桃夹子 B．食品夹子 9题图 C．餐盘夹子 D．夹饺子10题图 A B 11题图 C DC、丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离D 、丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离13. 瓶盖起子有如图甲、乙两种用法，A、B是开盖时起子和瓶盖接触的两点．在瓶盖和瓶口的接触点中，D和E分别是离手最远和最近的两点．开盖时手对起子施加的力F作用在G点，瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C点（图中没有标出）．如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折，则（）A．甲图支点是A，乙图支点是B，乙种用法更省力B．甲图支点是A，乙图支点是B，甲种用法更省力C．甲、乙两图支点都是B，乙种用法更省力D．甲、乙两图支点都是A，甲种用法更省力14.筷子是我国古代劳动人民的伟大发明，用筷子夹菜时，筷子是杠杆，它的动力是 _______对 ___________的作用力，一般来说，筷子是动力臂___________（填“大于”“小于”或“等于”）阻力臂的____________杠杆．（填省力或费力）15.如图是人抬起独轮车车把式简化示意图,此时独轮车相当于一个（）杠杆（填：“省力”或“费力”）若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重为1200N，抬起车把的力F为（）N16.如图所示，在一次野外活动中，某同学先后用甲、乙两种方式扛着同样的包裹前进。
人教版八年级物理下册 第十二章 简单机械 第1节 杠杆 教案
第十二章简单机械第一节杠杆1 教学目标1.1 知识与技能：①通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取共同的特征，并能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置。
能准确地画出杠杆的动力臂和阻力臂。
②通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想和假设，并设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡的条件。
能应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题。
③能根据杠杆的特点，以及作用效果等进行分类1.2过程与方法：①通过观察和实验、感知杠杆，培养观察能力②通过实验探究，总结归纳出杠杆的平衡条件，培养初步的分析概括能力，收集信息和处理信息的能力。
③在对实例的调研、分析和解释中进一步理解和应用杠杆平衡条件，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。
1.3 情感态度与价值观：①使学生感受到杠杆在生活中有广泛的应用，提高探究的乐趣。
②运用学过的科学知识解释生活中的杠杆，进一步感受到生活和科学的关系。
2 教学重点/难点/易考点2.1 教学重点①杠杆平衡条件2.2 教学难点①力臂的引入和理解、杠杆平衡的应用3 专家建议抓住杠杆的五要素，分析出力臂，结合杠杆平衡条件，是解题的关键。
画力臂的时候，先找到支点，找到力的方向，最后画出力臂。
4 教学方法实验探究——归纳总结——补充讲解——练习提高5 教学用具多媒体，教学用直尺、杠杆6 教学过程6.1 引入新课【师】著名的物理学家阿基米德曾经有一句名言，说如果给他一根硬棒和一个支点他可以撬动整个地球。
经科学研究证明，他办不到这件事，但他讲的这个道理是正确的，只是他无法在他有限的生命里走完硬棒另一端的路程。
那么他所说的硬棒到底有多厉害！让我们一起来探究它的奥秘吧？观察图像中的这些日常生活用的工具，请同学说出这些工具的名称和用途？【生】撬石头时用的撬棒。
还有我们小时侯玩的跷跷板也是杠杆。
活塞式抽水机的手柄工作时也是杠杆【板书】杠杆概念：一根硬棒、在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
人教版部编版 八年级物理下册第12章简单机械【全章】PPT教学课件
等臂杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
生活中的剪刀
思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？ 使用费力杠杆有什么好处？ 当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。 使用费力杠杆会省距离，很方便。
例题：
l1=9 m
F1=200 N
l2=7 cm O
F2
54
自己 动手 做实验
思考：在研究杠杆的平衡时，我们为什么要使杠杆在水 平位置平衡呢？ 为了简单地得到力臂的值。
55
探究杠杆的平衡条件
实验次 数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
F1×l1
（N·cm）
F2×l2
（N·cm）
1
2
3
56
结 论： 杠杆平衡的条件是:_动__力__×__动__力__臂__＝__阻__力__×_阻__力__臂_____; 它的公式是__F_1_l1_=__F_2_l2__;或是__FF_12___ll12__; 也称作__________.
人教部编版八年级物理下册 第12章简单机械【全章】
PPT教学课件
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
它们工作时有什么共同特征？
认识杠杆 思考：杠杆有什么共同特征
有力的作用 绕固定点转动 硬棒
杠杆:在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒.
杠杆的五要素
O
L1
L2
F1 F2
支点：杠杆绕着
转动的点。（O）
G1
G2
F1×l1 ＝F2×l2 即G1×l1 ＝G2×l2 又l1＞l2 G1＜G2
机械设计课后习题答案 机械工业出版社(12章)
12-1.摩擦状态有哪几种？各有何特点？
答：按相对运动表面的润滑情况，摩擦可分为以下几种状态： （1）干摩擦：两摩擦表面间不加任何润滑剂而直接接触的摩擦。 摩擦功损耗大，磨损严重，温升很高，会导致轴瓦烧毁。 （2）边界摩擦：两摩擦表面间有润滑油存在，在金属表面间形成一层 薄的油膜，即边界油膜。 边界摩擦不能完全消除但能有效地减轻磨损。 （3）液体摩擦：两摩擦表面间有充足的润滑油，一定条件下能形成足 够厚的润滑油膜将两金属表面完全隔开。 理想的润滑状态，摩擦因数很小。 （4）混合摩擦：两摩擦表面间的摩擦状态介于边界摩擦和液体摩擦之间。 可有效地降低摩擦，降低磨损。
∴轴承的寿命为1717h。
C≤Cr=81800N ∴6312型轴承符合要求，可以选用。
习题复习
12-7. 图12-24b为一对反装的7207AC角接触球轴承，分 别受径向载荷：Fr1=1040N,Fr2=3390N,外加轴向载 荷Fa=870N,指向轴承1，转速n=1800r/min，有中等 冲击，常温下工作，试确定轴承的材料应满足哪些要求？ 答：轴瓦是滑动轴承的关键零件，根据轴瓦的失效形式分析， 对轴承材料的基本要求是：要有足够的强度；良好的减磨 性；良好的塑性、顺应性和嵌入性；良好的导热性和抗胶 合性。
习题复习
12-3.选择滚动轴承类型时应考虑哪些因素？ 答：选择滚动轴承的类型，应考虑轴承所承受载荷的大小、 方向和性质，转速的高低，调心性能要求，轴承的装拆以 及经济性等。
解： 7207AC角接触球轴承，ａ=25° （1）计算内部轴向力S 由表12-13查得 S=0.68Fr ∴S1=0.68Fr1=0.68*1040=707.2N S2=0.68Fr2=0.68*3390=2305.2N S1、S2的方向见下图
人教版8年级物理RJ下册名师新教案 第12章 简单机械 第1节 杠杆 第2课时 杠杆的分类与应用
第2课时杠杆的分类与应用
多媒体课件。
一、情景导入
古埃及人建造金字塔时利用简单机械搬动巨大石块；我国古代利用桔槔在井上汲水；在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动。
让学生找出它们的共同特点。
通过这些实例，有效地引起学生的注意，从而导入新课。
二、合作探究
省力杠杆
提出问题
同学们注意观察，分析瓶盖起子、撬棒的使用情况，看它们的动力臂与阻力臂大小是什么关系。
交流讨论
同学们交流讨论上述问题：瓶盖起子、撬棒在使用时动力臂l1大于阻力臂l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力F1小于阻力F2，即它们
在使用时可以省力。
归纳总结
省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力但费距离。
生活中常见的省力杠杆还有钳子、铡刀、羊角锤等。
费力杠杆
提出问题
同学们注意观察，分析钓鱼竿、筷子、缝纫机踏板的使用情况，看它们的动力臂与阻力臂大小是什么关系。
交流讨论
同学们交流讨论上述问题：钓鱼竿、筷子、缝纫机踏板在使用时动力臂l1小于阻力臂l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力F1大于阻力F2，即它们在使用时要费力。
归纳总结
费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，费力但省距离。
生活中常见的费力杠杆还有镊子、面包夹、理发剪刀等。
等臂杠杆
多媒体展示
多媒体展示图片：天平。
等臂杠杆的特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，不省力也不省距离。
等臂杠杆最重要的应用是天平。
第1节 杠杆
第2课时 杠杆的分类与应用
完成对应课时内容。
八年级物理下册 第12章 简单机械教案 (新版)新人教版
第十二章简单机械一、复习目标（1）知道杠杆的五要素。
知道杠杆的平衡条件。
能对杠杆进行分类。
（2）认识定滑轮和动滑轮。
知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。
知道滑轮组的特点。
（3）知道有用功、额外功和总功的含义及三者的关系。
理解并能计算机械效率。
二、课时安排2课时三、教学重难点杠杆的五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的分类；定滑轮和动滑轮；滑轮组；有用功、额外功；机械效率四、教学过程（一）知识梳理1．杠杆的五要素；杠杆的平衡条件；杠杆进行分类。
2. 定滑轮和动滑轮概念及作用；滑轮组的特点。
3. 有用功、额外功和总功的含义及关系；机械效率。
（二）题型、方法归纳选取经典选择题以及问答题形式，给学生讲解，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。
采用启发、诱思、讲解和讨论相结合的方法使学生充分掌握这一章节的知识。
（三）典例精讲例1、（2016•遂宁）如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（）A．不变 B．变小C．变大 D．先变大后变小【解析】在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂L却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F•OA=G•L，当OA、G不变时，L越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大．故选C．例2、下列几种说法中正确的是（）A．任何一个滑轮组都具备既省力又改变动力方向的优点B．滑轮组的省力情况决定于动滑轮的个数C．滑轮组的省力情况决定于承担物重的绳子段数D．任何滑轮组都具有既省力又省距离的优点【解析】将动滑轮和定滑轮结合在一起使用时组成滑轮组，根据滑轮组的省力特点，承担物重的绳子段数越多，越省力．与动滑轮的个数无关．且当承担物重的绳子段数是奇数时，并不能达到改变动力方向的优点，所以A、B错误，C正确．功的原理告诉我们使用任何机械都不省功．所以滑轮组使用时，一样不能既省力又省距离的，即D错误．故选C．例3、如图所示，小华用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用10s，在此过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（）A．绳子自由端下降了6mB．动滑轮重为10NC．滑轮组的机械效率是80%D．提升的重物变成500N时，此滑轮组的机械效率将变小【解析】A、由图知，n=2，s=2h=2×2m=4m，故A错；B、不计摩擦和绳重，拉力F=1/2（G+G轮），则动滑轮的重力G轮=2F-G=100N，故B错；C、有用功W有用=Gh=400N×2m=800J，总功W总=Fs=250N×4m=1000J，滑轮组的机械效率η=W 有/W总×100%=80%，故C正确．D、提升的重物变成500N时，物重变大，在额外功不变的情况下，有用功变大，机械效率变大，故D错误．故选C．（四）归纳小结1、一根硬棒在力的作用下如果能绕固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
部编版八年级物理下册第十二章简单机械基础知识手册
(名师选题)部编版八年级物理下册第十二章简单机械基础知识手册单选题1、用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m，拉力为200N。
这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（）A．66.7%，50WB．66.7%，100WC．75%，50WD．75%，100W答案：DAB．一个动滑轮提升重物，一共有两段绳子分担物重，故n=2，这个动滑轮的机械效率η=W有W总×100%=GℎFs×100%=GℎF×2ℎ×100%=300N2×200N×100%=75%故AB不符合题意；CD．绳子移动的距离为s 绳=2ℎ物=2×2m=4m拉力的功率分别是P=Wt=Fs绳t=200N×4m8=100W故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
2、如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（）A．拉力F大小为4NB．绳子自由端移动的速度为0.6m/sC．拉力F做功的功率为3WD．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J答案：AB．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离s绳=ns物=3×100×10-2m=3m 绳子自由端移动的速度v 绳=s绳t=3m5s=0.6m/s故B正确，不符合题意；AC．物体克服摩擦力做的有用功W有=fs物=12N×100×10-2m=12J拉力做的总功W总=W有η=12J80%=15J拉力F大小F=W总s绳=15J3m=5N拉力F做功的功率P=W总t=15J5s=3W故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功W额=W总-W有=15J-12J=3J故D正确，不符合题意。
故选A。
3、图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。
人教版物理八年级下册《第十二章 简单机械 第1节 杠杆》教学课件
（2）过支点作力的
作用线的垂线；
（3）在对应的垂线
旁标上L1或L2。本题 答案如图所示。
说明 力臂必须是从支点到力的作用线的垂直距离。
（二）杠杆的平衡条件
L1
L2
o
F2
F1
视频：杠杆平衡条件
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二、探究杠杆平衡的条件
1．杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止（或缓慢匀 速转动）时，我们就说杠杆平衡。
为此又引入了 力臂的概念。
力的作用线：过力的作用点，沿
力的方向的直线（正延长或反向 延长的虚线）
F1
l2
力臂是支点到力的作用
o
线的垂直距离。பைடு நூலகம்
l1
F2
动力臂：从支点O 到动力F1作用线的距离L1
阻力臂：从支点O 到阻力F2作用线的距离L2
2. 杠杆的五要素
动力和阻力使杠杆转动的方向 （转动效果）相反
复 杂 机 械 都 是 由 简 单 机 械 组 成 的
（抽油机）
认识杠杆
它们都是杠杆，有什么共同特点？
思考以下几个问题： 1、这些工具的材质在软硬程度上有什么共同特点？ 硬 2、在工作中它们发生了怎样的运动? 能绕一个固定点转动 3、在什么条件下它们才能这样运动? 有力作用
提问：总结上面图中杠杆有什么共同的特征呢？
也称作___杠__杆__原__理_______.
（三）生活中的杠杆
1、省力杠杆
F1
O
动力臂l1 阻力臂l2
F2
由 F1l1=F2l2 ∵l1>l2 ∴F1< F2
这是省力杠杆
省力杠杆的特点
F1 B’
A’
O
Ah
S=4h hB F1
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第12章機械應用之特殊材料
一 相關知識補充
1.陶瓷材料
無機非金屬、硬度高、耐磨耐高溫不導電、抗腐蝕等特性，又可分為：(1)傳統陶瓷：材料為陶土、長石、瓷土、釉藥等，經調製→成形→
乾燥→素燒→上釉→本燒→彩繪→燒成，常用於陶瓷器皿、建築磁磚、衛浴設備、絕熱器、隔熱片、藝術品等製品。
(2)精密陶瓷：材料為氧化鋯、碳化矽、氮化矽、氧化鋁等，經粉末
製造→粉體處理→加壓成形→加溫燒結→整行及檢驗，常用於刀具、精密塊規、渦輪引擎葉片、電阻電容器、IC基板、氧感測
器、人工關節、人工骨骼、人造齒根等製品。
(3)玻璃陶瓷：材料具結晶化結構，經粉末製造→模具加壓成形→燒
結→熱處理，常用於膨脹係數低、耐衝擊等製品。
2.高分子材料
易成形加工、電熱絕緣體、耐化學及藥品侵蝕等特性，其材料成形方式有射出、押出、擠壓、熱壓、吹製、發泡、塗布等成形。
如需再加工製程有複合、黏接、銲接、熱合等方式。
(1)熱塑性塑膠：材料加熱時軟化，冷卻後變硬，無化學反應，可重
複操作。
壓克力（PMMA）：燈具、窗戶、杯盤、招牌、光學儀器等。
纖維素塑膠：包裝薄膜、工具把手、頭盔、電器零件等。
聚醯胺（尼龍）：釣線、球拍網、牙刷、管子、齒輪、軸承等。
聚乙烯（PE）：家庭用具、塑膠袋、塑膠瓶、人造草皮、繩索等。
聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）：寶特瓶等。
聚氯乙烯（PVC）：家具、隔間板、水管、行李箱、雨衣鞋、汽車裝
潢等。
聚丙烯（PP）：人造纖維、包裝容器、置衣物籃、灑水器罩、玩具等。
聚碳酸酯（PC）：安全帽、器具外殼、線圈、光碟、電腦外殼等。
聚苯乙烯（PS）：包裝內襯、光學鏡片、電視機外殼、電腦週邊、玩具等。
丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三者共聚體（ABS塑膠）：音響耳機電話機外殼、冰箱門內襯、汽車儀表板、高跟鞋底等。
縮醛塑膠（PA）：拉鍊、螺絲、軸承、滾筒等。
(2)熱固性塑膠：材料加熱初期軟化，但當溫度升高會產生化學反應
而硬化，再加熱無法使其再軟化，不能回復。
尿素樹脂與三聚氰胺樹脂：黏著劑、餐具、鈕釦、瓶蓋等。
環氧樹脂（EP）：飛機汽車零件、飛彈油槽零件、封裝材料、黏著劑。
酚類樹脂（PF）：洗衣機轉盤、無聲齒輪軸承、汽車零件、電子零件等。
聚酯樹脂：玻璃纖維船身、安全帽、車體構件等。
矽酯類塑膠：矽利康、塗料泡棉、繼電器、飛機飛彈零件等。
強化塑膠：玻璃纖維、船殼、屋頂浪板、儲存槽、飛機飛彈零件等。
聚胺脂（PU）：鞋底、PU跑道、滾筒、傳送帶、電線纜護層、空壓管等。
3.複合材料
高強度剛性、高彈性係數、高硬度高疲勞限、高熔點、高溫性能佳、導電高、低密度、低膨脹係數、摩擦係數小、化學穩定性高等特性，又可分為：
(1)強化材料：顆粒、玻璃纖維、碳纖維、高分子纖維、陶瓷纖維、
金屬纖維等。
(2)基地材料：金屬基材、陶瓷基材、高分子基材等。
(3)其他：粒子複合材料（如碳化鎢刀具、超硬質合金、砂輪等）及
板狀複合材（如飛機機身板件、合板、安全玻璃等）。
4.電子材料
成本低、體積小、壽命長等特性，又可分為：
(1)本質半導體：純元素或純化合物半導體，如矽、鍺等。
(2)異質半導體：由於本質半導體中添加微量雜質，如添加微量五價
元素（氮、磷、砷、銻）等雜質形成N型半導體，添加微量三價
元素（硼、鋁、鎵、銦）等雜質形成P型半導體。
(3)化合物半導體：如砷化鎵、氮化鎵、磷化銦、磷化鎵、硒化鎘、
銻化銦等。
(4)非晶質半導體：如非晶矽具優良光電性，光感測器、光纖通訊、
太陽能電池、薄膜電晶體（TFT）、發光二極體等材料。
5.磁性材料
吸引、磁化特性，又可分為：
(1)硬磁體：銣鐵硼、釤鈷磁鐵等，如發電機或發動機鐵心、揚聲
器、指北針、磁座等。
(2)軟磁體：鋇系、鍶系磁鐵，如磁碟機讀寫頭、橡膠磁鐵等。
6.光電材料
發光、儲存、照明、傳導等特性，又可分為：
(1)介電材料：電容器和電的絕緣體。
(2)液晶材料：分子排列可藉由電場或磁場控制，如各式電子液晶顯
示螢幕等。
(3)光纖材料：玻璃或塑膠（PMMA）抽絲製程，如資訊傳輸、影像
傳送等。
7.其他材料
二 自我評量
一、選擇題
（ C ）1.下列何種陶瓷是由碳化物、氮化物、矽化物和硼化物等製造？ (A)氧化物 (B)矽酸鹽 (C)非氧化物 (D)非矽酸鹽
氧化物。
（ A ）2.下列何者為氧化物陶瓷？ (A)氧化鋁 (B)碳化矽 (C)
氮化矽 (D)石墨。
（ C ）3.一般建築物用瓷磚是以下列何者為主要原料？ (A)纖維 (B)高分子 (C)黏土 (D)樹脂。
（ C ）4.陶瓷製程中下列哪一種技術主要是去除內部孔隙？ (A)混練泥漿 (B)製胚 (C)乾燥 (D)燒結。
（ D ）5.下列何種氧化物陶瓷為構造用材料最佳選擇？ (A)二氧化鈾 (B)氧化鋁 (C)氧化鋯 (D)部分安定氧化鋯。
（ B ）6.酚醛樹脂又稱為 (A)電石 (B)電木 (C)電漿 (D)電氣。
（ D ）7.下列何者非聚合物？ (A)聚苯乙烯 (B)纖維素 (C)環氧樹脂 (D)陶瓷。
（ B ）8.下列何者非熱固性樹脂？ (A)環氧樹脂 (B)壓克力
(C)尿素樹脂 (D)酚甲醛樹脂。
（ A ）9. ABS塑膠原料為 (A)苯乙烯 (B)聚氯乙烯 (C)聚乙烯 (D)聚丙烯。
（ D ）10.壓克力的英文簡稱縮寫為 (A)PE (B)PVC (C)PP
(D)PMMA。
（ A ）11.聚氯乙烯薄膜製程為 (A)壓延加工 (B)射出成形 (C)擠製 (D)發泡成形。
（ A ）12.目前複合材料應用範圍最廣的材料為 (A)纖維複合材
(B)燒結強化複合材 (C)粒子複合材 (D)板狀複合材。
（ C ）13.汽車安全玻璃是屬於哪種複合材料？ (A)粒子強化複合材 (B)纖維強化複合材 (C)板狀複合材 (D)粒子分散強
化複合材。
（ A ）14.砂輪機砂輪屬於哪一種複合材料？ (A)粒子強化複合材 (B)粒子分散強化複合材 (C)纖維強化複合材 (D)燒
結強化複合材。
（ B ）15. LED 屬於下列何種特殊材料？ (A)陶瓷材料 (B)電子材料 (C)複合材料 (D)以上皆是。
（ A ）16.一般金屬溫度升高時電阻增加，半導體溫度上升，則電阻 (A)下降 (B)上升 (C)不變 (D)成絕緣體。
（ C ）17.材料磁性方向與外加磁場方向相同，則此類物質稱為
(A)反磁性體 (B)順磁性體 (C)鐵磁性體 (D)絕緣體。
（ D ）18.下列何者非陶瓷磁體之特性？ (A)自發性磁化 (B)電阻高 (C)渦流損失小 (D)以上皆非。
（ A ）19.下列何者非由電能轉換成光能之元件？ (A)白熾燈
(B)日光燈 (C)液晶 (D)LED。
（ D ）20.奈米的尺度是 (A)10－8cm (B)10－8m (C)10－9cm
(D)10－9m。
二、簡答題
1.陶瓷有哪些製程方式？
答：陶瓷可分傳統陶瓷及精密陶瓷二種。
(1)傳統陶瓷：一般常見之陶瓷器品材料，其主要原料有黏土、矽石及
長石等。
(2)精密陶瓷：其主要成分都是氧化物、碳化物、氮化物，以人工方式
合成。
2.請簡述高分子材料的分類及其製程方式。
答：高分子材料可分為熱塑性（加熱時材料會變軟易加工變形）及熱固性（加熱時材料變硬且有剛性）兩大類。
(1)熱塑性聚合物一般常見有聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙
烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、ABS 塑膠、壓克力（PMMA）等。
(2)熱固性聚合物一般常見有酚醛樹脂（電木）、聚胺酯（PU）、胺基
樹脂（尿素樹脂）、環氧樹脂（EP）等。
高分子材料成形方法：擠製、射出成形、吹製、壓模成形、滾軋成形、板成形、紡絲法、發泡成形及塗布方式。
3.試簡述複合材料的定義及其原理。
答：複合材料內部有2個基本相，基材與強化材。
(1)基材：主要將強化材相結合在一起或多種基材之一種，提供韌性及
保護強化。
(2)強化材：提供強度，其形式有纖維狀（玻璃纖維、碳纖維、塑膠纖
維、陶瓷纖維、金屬纖維）、顆粒狀或板狀。
4.試簡述潤滑劑與切削劑的目的及使用限制。
答：使用潤滑劑的目的及條件有：
(1)需減少刀具磨耗作用，避免摩擦面產生腐蝕。
(2)移除摩擦面產生的熱量，防止過熱。
(3)隔離摩擦面間有害氣體及雜質侵入。
(4)不變質、黏度及溫度變化穩定性高。
(5)不易揮發及不易壓縮。
使用切削劑的目的及條件有：
(1)冷卻刀具切削時產生之熱量，延長刀具壽命。
(2)具潤滑作用，減少切削阻力。
(3)防止工件熱變形，改善工件表面光度。
5.請舉例說明有哪些新材料？
答：新材料有形狀記憶合金、超導體材料、奈米材料等。