生活中的斜面与轮轴

来源 :初中生世界·八年级物理版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:holy1987
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  在人们的日常生活中,简单机械的使用非常广泛.使用不同的简单机械,可以省力、或者可以省距离,还可以改变力的方向.同学们在课堂上已经深入探讨了杠杆和滑轮两种常见的简单机械,明确了它们的原理和用途.本文向同学们讲解另外两种简单机械——斜面和轮轴,希望能拓宽同学们的视野.
  一、斜面的原理与应用
  在学习功的概念时,教材上以斜面为例,斜面长度为s、高度h,用大小为F的力、沿斜面方向匀速推重为G的物体,把它推上顶端,更换不同重量的木块多次测量、记录数据,我们发现Fs始终等于Gh,这个等式表达的意义是:在使用斜面提升物体时,力与在力的方向上移动距离的乘积是不变的,因此,引入功的概念W=Fs.如果我们把公式Gh=Fs进行简单变换,可以得出F=■.斜面组成的直角三角形中,斜边s总是大于直角边h,所以沿斜面向上的推力恒小于物体重力G,进而可得出斜面也是一种可以省力的机械,并且还可以推出斜面越长,所用的推力就越小.当然,省力的代价是移动更长的距离,而这与功的原理是相符合的.在生产和生活中斜面的使用还是比较常见的.
  1.简单斜面应用
  要把一大桶油从地面运到汽车上,可以有不同的方法,其中有一种既简单又省力的方法,就是从地面到车厢斜着搭一块木板,把油桶沿着倾斜的木板推上去,尽管推动了更长距离,但是可以省力.现代专用卡车装卸斜面,甚至可以承受铲车在上面行驶,使货物的装卸快捷又方便.在一些建筑物的入口处设置了供轮椅上下的斜坡,体现了社会对残疾人的关怀.将轮椅沿着这种斜坡推上去比垂直提上去要省力.生活中用于登高的梯子、楼梯都可以看做是斜面,都能起到省力的作用.
  2.S型引桥与盘山公路
  S型弯曲向上的引桥和盘上公路也是变形的斜面,引桥和斜面的路径都是曲线,每一小段曲线都可以近似看做直线,进而就形成了一段一段的折线图,而每一段折线都是斜面的模型,而斜面是省力的,因此,引桥和盘山公路都是省力的,同时也保证了行车的安全性.许多同学都有过骑自行车上坡的体验,沿S形路线向上骑车,比笔直向上骑车要轻松许多,实际上是增加了斜面s的长度,根据F=■,斜面高度h不变,沿s型路线上坡,会进一步减小骑车的牵引力,进而可以使上坡变得更加轻松.
  3.利用斜面增强动力——螺丝钉和劈
  把斜面中得出的公式Gh=Fs中的G换成字母F′,得出F′h=Fs,变换公式得出F′=■,其中F为人付出的动力,因为h小于s,进而得出F′大于F,所以斜面也可以用做增加力的一种工具,当然代价是需要移动更大距离,而且不可以省功.
  要把一根粗大的钉子钉进木头里,需要用很大的力.可是把一个同样大的螺丝钉拧进木头里,用的力就比较小.这是怎么回事?你注意过它那一圈圈的螺纹吗?这小小的螺纹就像是包裹在螺丝钉外面的斜面,当用较小的力去上紧螺丝钉时,虽然螺纹沿接触面所经过的距离比螺钉实际向前移动的距离要长,但却可以产生一个较大的力,这样很轻松地就把螺丝钉拧进它应在的位置,螺丝钉的省力原理与盘山公路是相似的.
  尖劈的运用在春秋战国以前就开始了,古人知道用它可以使小力发挥大力的作用,且两面的夹角越小,发挥力的作用越大.尖劈在我国的发展经过了漫长的岁月,从古猿人打猎用的石头尖劈,经长期的改进,发展到今天各式各样的金属尖劈,被广泛应用在生产、战争和日常生活中.斧头也是一个形如楔形的工具,它好像是由两个斜面背靠背放在一起做成的,这种斜面也叫联合斜面.挥动斧头劈木头时,由于斧头的纵向运动距离比木柴的横向运动距离大得多,所以斧头砍下去的力和木柴横向裂开所受到的力是不相等的,也就是说,木柴所受的横向力远大于斧头运动时的纵向外力.因此,刀刃便能穿过木头,使木头裂开.
  二、轮轴的原理与应用
  1.提水的辘轳
  在生产生活中,人们经常会用到轮轴.比如提水的辘轳,就是典型的轮轴.轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成.轮轴也可看成是变形的杠杆,轴心O为支点,人们提水时转动的轮半径R和绳子所系的轴半径r分别为动力臂和阻力臂.根据杠杆原理可得:F1R=F2r,由于R>r,F1<F2,所以轮轴是一种能省力的杠杆,用辘轳提水会十分轻松.
  2.扳手和门把手
  门把手和扳手也是轮轴的应用,开门和用扳手拧螺丝时,手抓的部位运动的路径是一段半径比较大的圆弧,而轴的位置转动半径比较小,因此,起到了省力的作用.有时我们还可以在扳手尾部加装一段钢管,用于增加轮的半径,可以更加轻松地把螺丝拧下来.
  3.自来水龙头
  自来水龙头也是轮轴,同学们可以思考哪部分是轮,哪部分是轴,轮有什么作用?冬天发生冰冻的时候拧不动水龙头,我们可以用什么办法来拧动它?
  4.螺丝刀
  徒手拧螺丝拧不动,用螺丝刀拧螺丝钉时就比较省力,手握住的螺丝刀把柄是轮,细小的金属杆部分是轴,轮的半径比轴的半径大很多,因此,在拧螺丝的时候很好地起到了省力的作用.
  如果你是生活的有心人,善于观察生活,会发现生活中斜面和轮轴的应用还有很多,比如游乐场的滑滑梯、自行车的车把手就分别属于斜面和轮轴,在观察和思考的过程中,你一定能增长见识,提升思维能力,让自己变得越来越聪明.
其他文献
随着现代信息技术的飞速发展,教育信息化成为教育改革的必然趋势.语文是义务教育阶段的主要学科,教学的实施应当实现与信息技术的深度融合.从课前预习、课中讲解和课后拓展这
学位
土壤肥力是土壤最重要的生态功能之一,土壤特性变异会引起作物生长的变异,实时掌握土壤养分的空间分布状况是管理好土壤养分和合理施肥的基础。而研究土壤养分空间变异,则需充分
随着社会发生变革,企业也必须做出的改变,并且主动对出现的问题引起高度关注.在这个过程中,最为突出的问题就是员工的思维、思想以及个人三观都发生变化,这就给企业思想政治
在中小学开设信息技术教育课程是新课程标准的要求之一,指导学生建立网站是该课程其中一项重点学习内容,笔者重点阐述了学科网站建立的方法步骤,论述了建立学科网站的重要意
一、功和功率概念分析  1.功的概念:在物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功.做功应具备的两个必要因素是:力和距离,在时间上要有同时性,方向上具有一致性.做功与我们平常所说的工作不同,工作是指付出一定的体力或脑力劳动完成的某一种日常实践活动.  2.功率概念:单位时间内所做的功叫做功率,它是表示做功的快慢程度的物理量.(功率是机器的主要技术性能指标之一)  3.功和功
学位
知识引擎  一、热量  1.热量:热量是指在热传递过程中转移能量的多少,即能量的变化量.热量跟热传递紧密相连,离开了热传递就无热量可言.对热量只能说“吸收多少”或“放出多少”,不能在热量名词前加“有”“没有”或“含有”.  2.热量的计算  (1)热量的计算公式:Q=cmΔt,其中Δt表示温度的变化量:物体吸热,t末>t始,温度的变化量为Δt=t末-t始;物体放热,t始>t末,温度的变化量为Δt=
能量的转化和转移虽然仅仅相差一个字,但却有着本质区别.能量的转化是指能量在不同形式之间的变化,能量的转移是指同种形式的能量从一个物体转移到另一个物体上或从物体的一个部分转移到另一部分,而能量的形式却没有变化.  下面通过几道典型例题的讲解,希望能帮助同学们很好地区分能量的转化和转移.  例1 某同学做“蹦蹦床”运动,试分析他从下落到接触蹦床到被弹起到上升过程中的能量变化情况.  解析 要想解决本题
作图题是物理中考的必考题型之一,而杠杆作图在其中出现的频率是比较高的.许多同学在作图时往往由于概念不清,或者审题不明,会出现一些无谓的失误,造成失分.实际上,杠杆作图题就那么