1、第十一章 機械與功第五節 改變世界的機械1.知道輪軸和斜面等簡單機械的原理。2.了解機械使用的歷史發展過程。 3.認識機械的使用對社會發展的作用從簡單機械到高度自動化、智能化的機器人，機械的創新、發展，改變了人們的生活、生產方式，改變了整個世界。桔槔汲水流水線上的組裝機器人一、簡單機械的家族除了前面我們學習過的杠桿和滑輪，簡單機械家族中還有輪軸、斜面、螺旋等。1.輪軸(1)輪軸：由兩個半徑不等的圓柱固定在同一軸線上組成，大的稱為輪，小的稱為軸。輪軸從杠桿到輪軸杠桿可以撬動重物,但杠桿只能轉動一個有限的角度.如果要想使一個重物移動較大的距離,如從井底下把一個物件搬上來,有什么辦法?既然杠桿可以轉

2、動,那么能否對杠桿加以改造,讓它連續的轉動起來,變成能連續轉動的杠桿呢?(2)輪軸的實質：輪軸實質可看做是一個可以連續轉動的杠桿如圖所示：輪軸作為杠桿的支點在軸心0，輪半徑R是動力臂，軸半徑r阻力臂.(3)輪軸的主要功能：根據杠桿的平衡條件：F1 R = F2 r當動力作用在輪上時，輪軸是一個省力杠桿，但費距離。改變用力大小由F2=G得：F1 R = G r當動力作用在軸上，輪軸又將起到什么作用？因為： R r所以：F1G改變物體的運動速度同一時間內輪和軸轉過的角度相同，因此當輪軸轉動時分別繞在輪和軸上的繩子運動速度不同。輪軸不能省功。 它實現直線運動和圓周運動的相互轉化，是機械傳動的重要裝置

3、。觀察變速自行車的齒輪搭配，想一想，怎樣才能使自行車跑得更快？（齒輪是一種特殊的輪軸）4.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 2.斜面(1)斜面：是一個與水平面成一定夾角的的傾斜平面。(2)使用斜面可以省力。通過斜面將一個大箱子推進車廂，通常要比把箱子直接從地面搬到車廂省勁多了斜面可以省力。徒手搬運利用斜面搬運(3)斜面的原理根據功的原理,如果不計斜面和物體的摩擦： Gh=FL F=Gh/L 所以，如果不計摩擦，斜面長是斜面高的幾倍，拉力就是物體重力的幾分之一。斜面是一種省力的機械。如圖所示：把重為G的物體，沿著長為L，

4、高為h的斜面，用大小為F的力推上去的過程中：斜面的分析螺旋特殊的斜面螺旋可以看做是繞在圓柱上的斜面。 把三角形的紙片繞在圓柱上,你可以體會到斜面變形成為螺旋的過程螺絲釘較容易被旋進木板,螺旋千斤頂能輕松把汽車頂起來,都是利用斜面的原理.除了省力,還可以將旋轉運動與沿軸向運動進行互相轉化。 螺桿木螺絲千斤頂各種形式的螺旋盤山公路螺旋式千斤頂阿基米德螺旋機杠桿、滑輪、輪軸、斜面、螺旋.簡單機械家族的成員可以進行變形和彼此合作，由此工程師們創造出了各種復雜機械，以滿足我們生產生活中的需要。二、改變世界的機械 物理學發展推動了蒸汽機、內燃機、和電力機械的發明與改進，吹響了兩次工業革命的號角。使人類進入

5、機械化、電氣現代化時代。科學技術的進步，機械的創新，形成先進的生產力，改變了整個世界。 (1)機械的發明，改變了整個世界(2)機械的大型化和微型化、精密化這是我國一艘建造中的超級油輪.其排水量300000t.甲板面積相當于三個標準足球場,總高度相當于層高2.6m的24層大廈,船艙總容量相當于80列15節車廂的列車.細微之處顯身手這是畫家筆下的一種納米仿生機器人.這種成為“游蕩者”的納米仿生物可以為人體傳送藥物,進行細胞修復工作.力大無窮山河動三峽截流實驗中，是機械巨人把滾滾長江分成兩截。(3)現代機械極大地擴大了人們的活動范圍從陸地到海洋、天空直到太空潛艇沖出海面，如破海蛟龍航天飛機沖向太空(

6、4)信息時代，人們將智慧賦予機械會打太極拳的類人機器人通過傳感器.小機器人可以與人進行簡單的交流大量自動化、智能化的機械進入我們的生活，改變著我們的生活，創造著越來越多的奇跡。自動化、智能化機械進入到我們生活。研究自行車的構造。車把剎車裝置腳踏板大齒輪小齒輪觀察自行車的構造，說說哪些部分是杠桿，哪些部分是輪軸。(1)自行車上的杠桿:剎車閘、車鈴鐺都是省力杠桿。(2)自行車上的輪軸:自行車把手、踏腳板與齒輪、大齒輪與小齒輪 .(3)自行車上的斜面:螺絲與螺帽 .輪軸是變形的杠桿，使用它時（ ）A不能改變力的方向，只能省一半的力 B能改變力的方向，但不能省力 C動力作用在輪上時，可以省力 D動力作用在軸上時，可以省力C如圖所示，物重為G的物體在不同