一、新課引入
日常生活中，人們經(jīng)常利用機(jī)械搬運(yùn)物體.在沒有電的時(shí)代，我國古代勞動(dòng)人民利用簡(jiǎn)單機(jī)械制作了升降機(jī)，以方便搬運(yùn)人和物品.教材P131圖 9.6-1是我國古代用于軍事瞭望的集車.
請(qǐng)同學(xué)們利用簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能搬運(yùn)物體上萬移動(dòng)的升降機(jī)，從中體會(huì)簡(jiǎn)單機(jī)械的原理在實(shí)際生產(chǎn)生活史的應(yīng)用.
二、進(jìn)行新課
我國機(jī)械發(fā)展的歷史
1. 了解我國機(jī)械發(fā)展的歷史
師：請(qǐng)同學(xué)們查閱資料，收集關(guān)于我機(jī)械發(fā)展歷史的信息.
２.實(shí)踐活動(dòng):調(diào)研建筑工地上的工程機(jī)械
師：在一些建筑工程的現(xiàn)場(chǎng)，我們經(jīng)常會(huì)看到如圖9.6-9所示的一些工程機(jī)械.你知道它們的用途嗎?
請(qǐng)以小組為單位，上網(wǎng)查詢一下建筑工地或道路施工過程中使用的工程機(jī)械，了解它們的名稱和用途，以及它們?cè)诠ぷ鬟^程中涉及哪些物理知識(shí).調(diào)研內(nèi)容要包括以下幾個(gè)方面.
(1)該工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與物理原理.
(2)除簡(jiǎn)單機(jī)械外，該工程機(jī)械在設(shè)對(duì)中還應(yīng)用了哪些與物理有關(guān)的知識(shí).
(3)該工程機(jī)械在使用過程中有哪些操作規(guī)程，這其中有什么物理道理.
(4)關(guān)于該工程機(jī)械的安全使用，你還有哪些建議.
將調(diào)查結(jié)果形成調(diào)研報(bào)告，并與向?qū)W交流.
建筑工地上的工程機(jī)械主要包括:
用于土方開挖的挖掘機(jī)，用于土壤鏟削的推土機(jī)，用于物料吊裝的塔式起重機(jī)，用于樁基施工的壓樁機(jī)，用于混凝土攪拌和輸送的混凝土以塔式起重機(jī)為例，其涉及的簡(jiǎn)單機(jī)械主要有杠桿和滑輪.吊臂的平衡主要涉及杠桿平衡的知識(shí)，吊鉤處有動(dòng)滑輪，與吊臂上的定滑輪組成滑輪組.攪拌機(jī)、混凝土攪拌輸送車、混凝土泵，用于高空作業(yè)的高空作業(yè)車.
利用簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)和制作升降機(jī)
1.設(shè)計(jì)要求:能豎直搬運(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.設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn).
(1)升降機(jī)搬運(yùn)物體需要用到轎廂，轎廂可以有個(gè)性化的設(shè)計(jì).
(2)升降機(jī)需要有堅(jiān)直支架，支撐轎廂上下運(yùn)行.
(3)升降機(jī)在運(yùn)送物體的過程中要能省力/縣機(jī)械效率盡可能高.
將你的想法以示意圖的方式畫出來，與同學(xué)交流.結(jié)合同學(xué)們的分享和評(píng)估，進(jìn)一步完善你的設(shè)計(jì)方案，并將你設(shè)計(jì)的升降機(jī)制作出來.
2.設(shè)計(jì)升降機(jī)
３.制作升降機(jī)器材選擇:
木板一塊(作底座)、厚紙板若干(制作轎廂)、直桿三根(５０ｃｍ左右，兩根作豎直支架，一根作橫梁)、細(xì)繩一根 (２ｍ左右)、滑輪兩個(gè)、剪裁刀、捆扎繩、膠水注意：
提升物體的重力為3N左右,轎廂的重力與之相近,考慮到彈簧測(cè)力計(jì)的量程0~5N,可選擇動(dòng)滑輪上有三根繩子承擔(dān)物重.若用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成滑輪組，則繞繩時(shí)應(yīng)從動(dòng)滑輪出發(fā).為使物體移動(dòng)的距離不小于10cm,則繩端移動(dòng)的距離不小于30cm,繩子總長為 1~2m 較為合適.
測(cè)量升降機(jī)的機(jī)械效率
1.實(shí)驗(yàn)探究:測(cè)量升降機(jī)的機(jī)械效率
師：測(cè)量升降機(jī)的機(jī)械效率，需要測(cè)出有用功和總功.有用功和總功又該如
何測(cè)量呢?在動(dòng)手測(cè)量之前，我們需要思考以下問題.
(1)在提升過程中，有用功稅動(dòng)分別是哪個(gè)力做的功?
(2)如何測(cè)量物體上升的高度?
(3)如何測(cè)量繩子自由端的拉力和繩子自由端移動(dòng)的距離?
(4)記錄數(shù)據(jù)的表格應(yīng)該怎祥設(shè)計(jì)?
生：小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).
生：完成實(shí)驗(yàn)，填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).
師：結(jié)合上述思考，利用升降機(jī)將質(zhì)量為0.3 kg的物體提升不低于10cm在此基礎(chǔ)上進(jìn)行如下比較.
(1)比一比，看誰制作的升降機(jī)在提升物體的過程中更省力.
(2)比一比，看誰制作的升降機(jī)完成上述任務(wù)的機(jī)械效率更高.
生：學(xué)生互相比較，得出結(jié)論：
(１)與其他同學(xué)制作的升降機(jī)的數(shù)據(jù)相比，發(fā)現(xiàn)不同升降機(jī)的省力情況不同，機(jī)械效率也不相同.通過與用滑輪組制作的升降機(jī)相比，發(fā)現(xiàn):
①滑輪組的組裝方式相同時(shí)，轎廂較輕的機(jī)械效率較高；
②在轎廂及物體總重力大致相同時(shí)，使用的動(dòng)滑輪較多的更省力，但機(jī)械效率較低.
[教師總結(jié)]
滑輪組的機(jī)械效率與物重動(dòng)滑輪重、繩重與摩擦有關(guān)用同一滑輪組提升不同重物
時(shí),提起的重物越重,滑輪組的機(jī)械效率越高:用不同滑輪組提升同一重物時(shí),動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低.滑輪組的機(jī)械效率與滑輪組的繞繩方法、重物被提升的高度、重物勻速運(yùn)動(dòng)的速度等因素?zé)o關(guān).
2.提高機(jī)械效率的方法
師：通過實(shí)驗(yàn)，大家知道如何提高機(jī)械效率嗎？
生：(１)增大有用功:在機(jī)械能承受的范圍內(nèi)盡可能增大有用功，如增大被提升物體受到的重力.(２)減小額外功:改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，使其更合理、更輕巧；按照技術(shù)規(guī)程操作，定時(shí)保養(yǎng)，及時(shí)潤滑，使機(jī)械始終處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài).

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初中物理北師大版（2024）八年級(jí)下冊(cè)（2024）電子課本 新教材

第六節(jié) 制作簡(jiǎn)易升降機(jī)

版本： 北師大版（2024）

年級(jí)： 八年級(jí)下冊(cè)（2024）

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