改变世界的机械教科版课件

车把、方向盘、螺丝刀、扳手、卷扬机等轮轴生活中的轮轴：车把、方向盘、螺丝刀、扳手、卷扬机等1轮轴结构轮轴结构轮轴轮轴由两个半径不相等圆柱固定在同一轴向上组成。轮轴结构轮轴轮轴由两个半径不相等圆柱固定在同一轴向上组成。2轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆Rr=GF1F1R=GrF1GrR动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，但费距离动力作用在轴上，轮轴又将起到什么作用？轮轴原理轮轴原理轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆Rr=GF13改变世界的机械教科版课件4改变世界的机械教科版课件5改变世界的机械教科版课件6改变世界的机械教科版课件7改变世界的机械教科版课件8羊眼钉羊眼钉羊眼钉9手摇钻手摇钻手摇钻10观察变速自行车的齿轮搭配，想一想，怎样才能观察变速自行车的齿轮搭配，想一想，怎样才能使自行车跑得更快？使自行车跑得更快？作用：作用：1.1.改变物体的运动速度改变物体的运动速度,2.2.实现直线运动和圆周运动的相互转化实现直线运动和圆周运动的相互转化观察变速自行车的齿轮搭配，想一想，怎样才能使自行车跑得更快？11图中所示是自行车上两个典型的轮轴图中所示是自行车上两个典型的轮轴装置，从图中可知脚踏板与装置，从图中可知脚踏板与_组组成了一个成了一个_轮轴，飞轮与轮轴，飞轮与_组成了一个组成了一个_轮轴。轮轴。费力费力齿轮盘齿轮盘省力省力后车轮后车轮图中所示是自行车上两个典型的轮轴装置，从图中可知脚踏板与_12轮轴主要功能：主要功能：一是改一是改变用力大小用力大小二是改二是改变物体的运物体的运动速度速度轮轴不能省功。它实现直线运动和圆周运动的相互转化，是机械传动的重要装置轮轴主要功能：轮轴不能省功。它实现直线运动和圆周运动的相互131以下生活中的装置属于轮轴的有（）A学校教室门的把手B螺丝刀C钳子D自行车车把2使用轮轴（）A只能省一半力B不能省力，但可以改变力的方向C动力作用在轴上时可以省力D动力作用在轮上时可以省力3.使用轮半径与轴半径之比为51的轮轴，若作用在轮上的动力是30N，则作用在轴上的阻力是_N1以下生活中的装置属于轮轴的有（）14一辘轳的轮半径是90cm，轴半径是15cm，要从井下匀速提起240N的水桶，加在轮边缘上的动力应是多少?若水桶升高3m，动力作用点通过的距离是多少?90cm=0.9m15cm=0.15mFR=GrF0.9m=240N0.15mF=40NS/h=R/rS/3m=0.9m/0.15S=18m一辘轳的轮半径是90cm，轴半径是15cm，要从井下匀速提起15斜面是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面斜面是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面162.斜面斜面斜面可以省力，但费距离。斜面可以省力，但费距离。2.斜面斜面可以省力，但费距离。17斜面省力原理利用斜面这个机械所做的功是：不利用机械直接把物体抬高h,所做的功：根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦：FL=Gh机械效率：=Gh/FLFLGh有用功是：总功是：GhFL斜面省力原理利用斜面这个机械所做的功是：不利用机械直接把物体181.斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上,在这过程中推力做了J的功,机械效率为.2.将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面的顶端。已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75，则推力做的总功为_J，推力做的有用功为_J，物体所受的重力为_N。1.斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重19盘山公路盘山公路盘山公路20改变世界的机械教科版课件21螺旋-特殊的斜面螺旋除了省力，还可以将螺旋运动与沿轴向的运动进行相互转化。螺旋-特殊的斜面螺旋除了省力，还可以将螺旋运动与沿轴向22各种形式的螺旋各种形式的螺旋各种形式的螺旋23螺旋千斤顶是一种常用的起重装置（如图5所示），用手柄转动螺杆时，螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升。若螺杆的直径为D，螺距为h，手柄末端到转轴的距离为L，要举起重力为G 的重物时，至少要给手柄顶端多大的力？解析：螺旋手柄转动一周时，手柄末端通过的距离为s=2L，垂直于手柄的力F所做的功为W1=F2L，螺旋转动一周时重物升高h，克服重物所受重力做的功为W 2=Gh。根据功的原理，在理想情况下，Wl=W2，即F2LGh，FGh2L螺旋千斤顶是一种常用的起重装置（如图5所示），用手柄转动螺杆24斜面的机械效率25下表是小明做“测算斜面的机械效率”的实验记录数据：将表格中数据补充填写完整；分析实验数据可知：同一斜面，倾斜程度越高，拉同一个物体所用的拉力越 ，机械效率越 。同步训练：102页 7题 能力测评 3题下表是小明做“测算斜面的机械效率”的实验记录数据：将表格中26如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据(1)此探究实验是采用了_的物理研究方法。(2)请将上表中空格补充完整(3)根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：结论一：_。结论二：_。如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度27在厂房建设中，需要利用某机车把重为1105N的材料沿与水平地面成30角的斜坡以1 m/s的速度匀速从底部拉上坡顶，如图所示。已知斜坡的长度为15 m，机车的牵引功率为6104 W。（1）机车把材料从斜坡底部拉到顶端的时间是多少？（2）机车对材料做的总功是多少？（3）机车把材料拉上坡顶的过程中的机械效率是多少在厂房建设中，需要利用某机车把重为1105N的材料沿与水平28改变世界的机械机械的发明，改变了整个世界改变世界的机械机械的发明，改变了整个世界29机械的大型化和微型化、精密化机械的大型化和微型化、精密化30三峡截流大型装载机三峡截流大型装载机31现代机械极大地扩大了人们的活动范围从陆地到海洋、天空直到太空现代机械极大地扩大了人们的活动范围从陆地到海洋、天空直到太空32信息时代，人们将智慧赋予机械自动化、智能化机械进入到我们生活。信息时代，人们将智慧赋予机械自动化、智能化机械进入到我们生活33发展空间研究自行车的构造。发展空间研究自行车的构造。34自行自行车上的上的简单机械机械自行车是如何自行车是如何前进的？前进的？自行车是依靠自行车是依靠链条和两个齿链条和两个齿轮轮带动车轮前带动车轮前进的。进的。自行车上的简单机械自行车是如何前进的？自行车是依靠链条和两个35把我们的发现写下来：把我们的发现写下来：脚蹬板脚蹬板 大齿轮大齿轮 链条链条 小齿轮小齿轮 后轮后轮轮轴轮轴滑轮滑轮滑轮滑轮轮轴轮轴把我们的发现写下来：脚蹬板大齿轮链条36车把车把刹车刹车装置装置脚踏板脚踏板大齿轮大齿轮小齿轮小齿轮车把刹车装置脚踏板大齿轮小齿轮37从蒸汽机的发明，到电力机械，到神七发明.天上飞的，海里游的，陆上行的，无不与物理学的发展有关。人类正制造出各式各样的，庞大的，精密的机械，机械的创新，形成先进生产力，改变着我们的世界。改变世界的机械从蒸汽机的发明，到电力机械，到神七发明.改变世界38蒸汽火车蒸汽火车是世界上第一代蒸汽火车是世界上第一代的火车，是利用煤为动力，的火车，是利用煤为动力，蒸汽机为核心的最初级最蒸汽机为核心的最初级最古老的火车。蒸汽火车通古老的火车。蒸汽火车通过用煤烧水，使水变成蒸过用煤烧水，使水变成蒸汽，从而推动活塞，使火汽，从而推动活塞，使火车运行。在人们的心目中，车运行。在人们的心目中，气势磅礴的蒸汽机车具有气势磅礴的蒸汽机车具有一种特殊的意味，因为它一种特殊的意味，因为它曾以无比的巨力开启过人曾以无比的巨力开启过人类历史上一个崭新的时代。类历史上一个崭新的时代。蒸汽火车蒸汽火车是世界上第一代的火车，是利用煤为动力，蒸汽机3920世纪初，美国的莱特兄世纪初，美国的莱特兄弟在世界的飞机发展史上弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献。在做出了重大的贡献。在1903年制造出了第一架依年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行靠自身动力进行载人飞行的飞机的飞机“飞行者飞行者”1号，并号，并且获得试飞成功。他们因且获得试飞成功。他们因此于此于1909年获得美国国会年获得美国国会荣誉奖。自从飞机发明以荣誉奖。自从飞机发明以后，飞机日益成为现代文后，飞机日益成为现代文明不可缺少的运载工具。明不可缺少的运载工具。它深刻的改变和影响着人它深刻的改变和影响着人们的生活。们的生活。莱特兄弟与历史上第一架飞机20世纪初，美国的莱特兄弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡4020052005年年1111月初，中国铁道月初，中国铁道部与德国西门子公司在德部与德国西门子公司在德国签下了国签下了63.563.5亿人民币购亿人民币购买买6060列高速列车的协议。列高速列车的协议。20082008年，这批列车首先运年，这批列车首先运行于北京行于北京-天津线路。该列天津线路。该列车时速车时速300300公里，行驶非常公里，行驶非常平稳，车门自动感应。平稳，车门自动感应。现代火车现代火车2005年11月初，中国铁道部与德国西门子公司在德国签下了641现代火车英国政府计划在未来十年内在英国政府计划在未来十年内在全国推广时速可达全国推广时速可达362公里的公里的列车。列车。这款名叫这款名叫“水星水星”的铁路交通的铁路交通工具不仅速度快、外型靓丽，工具不仅速度快、外型靓丽，而且可以给乘客带来更高品质而且可以给乘客带来更高品质的享受。它配备了多节视野开的享受。它配备了多节视野开阔的车厢，车厢内有两层高的阔的车厢，车厢内有两层高的观景台。还设计了可举行家庭观景台。还设计了可举行家庭聚会和商业会议的玻璃舱包间聚会和商业会议的玻璃舱包间及供儿童玩耍的游乐区。及供儿童玩耍的游乐区。现代火车英国政府计划在未来十年内在全国推广时速可达362公里42现代飞机现代飞机空客空客A380空客空客A380A380是欧洲空中客车工业公是欧洲空中客车工业公司研制生产的世界最大的客机。司研制生产的世界最大的客机。它在它在20052005年年4 4月进行了首航，在月进行了首航，在20072007年年1010月进行了第一次商业飞月进行了第一次商业飞行。行。A380A380在投入服务后，结束了在投入服务后，结束了波音波音747747在市场上在市场上3030年的垄断地年的垄断地位，成为载客量最大的民用客机。位，成为载客量最大的民用客机。20122012年年3 3月，南航第三架月，南航第三架A380A380正正式投入运营北京式投入运营北京-香港航线。香港航线。现代飞机空客A380空客A380是欧洲空中客车工业公司研43空客空客A380机舱内部机舱内部空客A380机舱内部44日本未来世界“水上巴士”2012年年1月，在日本月，在日本Sumidada河，由日本松元零河，由日本松元零士设计的水上巴士在水中正士设计的水上巴士在水中正式航行。鲜亮的金属线条以式航行。鲜亮的金属线条以及绿色的玻璃罩外表，使得及绿色的玻璃罩外表，使得这艘水上巴士看起来非常像这艘水上巴士看起来非常像很多科幻大片里面的未来太很多科幻大片里面的未来太空飞船。空飞船。这艘巴士总吨位这艘巴士总吨位114吨，全长吨，全长30.5米，全宽米，全宽8米，米，可搭载旅客可搭载旅客171名。这或许是名。这或许是未来人们乘坐交通工具的又未来人们乘坐交通工具的又一选择。一选择。日本未来世界“水上巴士”2012年1月，在日本Sumidad45“远大湖号远大湖号”油轮油轮“远大湖远大湖”号超级油轮是我号超级油轮是我国第一艘自行设计的油轮，国第一艘自行设计的油轮，船舱总容量相当于装载船舱总容量相当于装载200万桶原油。续航能力万桶原油。续航能力2万多万多海里，可实现一人驾驶操作海里，可实现一人驾驶操作和无人机舱，在空载情况下和无人机舱，在空载情况下能抵御能抵御9级大风。级大风。“远大湖远大湖”号超级油轮由南通中远川号超级油轮由南通中远川崎船舶工程有限公司建造，崎船舶工程有限公司建造，2002年年12月月20日投入使用。日投入使用。“远大湖号”油轮“远大湖”号超级油轮是我国第一艘自行设计的油46上海世博会日本馆内机器人上海世博会日本馆内机器人正在讲解的主持人正在讲解的主持人机器人机器人表演小提琴独奏的机器人表演小提琴独奏的机器人上海世博会日本馆内机器人正在讲解的主持人机器人表演小提琴独47纳米蜘蛛机器人20102010年年5 5月，美国哥伦比亚大学月，美国哥伦比亚大学的科学家成功研制出一种由的科学家成功研制出一种由DNADNA分子构成的纳米蜘蛛机器人，分子构成的纳米蜘蛛机器人，它们能够跟随它们能够跟随DNADNA的运行轨迹自的运行轨迹自由地行走、转向以及停止。这由地行走、转向以及停止。这种纳米蜘蛛机器人只有种纳米蜘蛛机器人只有4 4纳米长，纳米长，比人类头发直径的十万分之一比人类头发直径的十万分之一还小。这一进展的强大之处在还小。这一进展的强大之处在于：一旦被编程，纳米蜘蛛机于：一旦被编程，纳米蜘蛛机器人就能够自动完成任务。纳器人就能够自动完成任务。纳米蜘蛛机器人可以用于帮助人米蜘蛛机器人可以用于帮助人类识别并杀死癌细胞，还可以类识别并杀死癌细胞，还可以帮助人们完成外科手术，清理帮助人们完成外科手术，清理动脉血管垃圾等。动脉血管垃圾等。纳米蜘蛛机器人2010年5月，美国哥伦比亚大学的科学家成功研48未来10大必要科技发明 海洋殖民地海洋殖民地是理论上人类是理论上人类永久性在海洋永久性在海洋“居住居住”，可，可能漂浮在水面上、或固定在能漂浮在水面上、或固定在海底以及存在于海底与水面海底以及存在于海底与水面之间。之间。海洋殖民地的优势海洋殖民地的优势包括：扩展人类活动范围和包括：扩展人类活动范围和扩大地球资源使用，还可为扩大地球资源使用，还可为人类未来的太空殖民积累经人类未来的太空殖民积累经验。殖民地可以利用潮汐能验。殖民地可以利用潮汐能量制造电能输出，为海洋殖量制造电能输出，为海洋殖民地提供基础能源。民地提供基础能源。1、海洋殖民地未来10大必要科技发明海洋殖民地是理论上人49大西洋隧道是一种理论上的交通大西洋隧道是一种理论上的交通通道，它跨越大西洋、北美洲和通道，它跨越大西洋、北美洲和欧洲之间，能够承载火车等类型欧洲之间，能够承载火车等类型的交通工具，使用先进的技术，的交通工具，使用先进的技术，预计交通工具的速度可达到预计交通工具的速度可达到500-500-80008000公里公里/小时。这将如何实现小时。这将如何实现呢？计划建造这样的隧道实际上呢？计划建造这样的隧道实际上目前离设计概念还有很大的差距。目前离设计概念还有很大的差距。主要的碍障是建造这样隧道的成主要的碍障是建造这样隧道的成本，至少需要本，至少需要1212万亿美元，以及万亿美元，以及当前建筑材料的限制。当前建筑材料的限制。2、大西洋隧道大西洋隧道是一种理论上的交通通道，它跨越大西洋、北美洲和欧洲50地方性地方性Wi-Fi的概念是将整个城的概念是将整个城市成为一个无线网络访问区，市成为一个无线网络访问区，其最终目标是提供全球性无线其最终目标是提供全球性无线访问服务。访问服务。这将如何实现呢？这将如何实现呢？实际上，此项技术已在世界的实际上，此项技术已在世界的许多城市存在了，然而却并未许多城市存在了，然而却并未成为互联网服务的主流。通常，成为互联网服务的主流。通常，私人通信公司与当地政府合作私人通信公司与当地政府合作建立这样的网络并进行维护。建立这样的网络并进行维护。一旦该网络建成，将使人们的一旦该网络建成，将使人们的网络服务进入一个新纪元，使网络服务进入一个新纪元，使人们的上网更加便利。人们的上网更加便利。3、全球地方性Wi-Fi3、全球地方性Wi-Fi51仿生学是指从生物学向工程仿生学是指从生物学向工程学的延伸，也指工程学向生学的延伸，也指工程学向生物学的拓展。在医学领域，物学的拓展。在医学领域，仿生学意味着通过机械形式仿生学意味着通过机械形式更换或增强身体器官。在科更换或增强身体器官。在科学技术领域，仿生学引用了学技术领域，仿生学引用了模拟生物学适应环境的特殊模拟生物学适应环境的特殊技术，比如：船身外壳模拟技术，比如：船身外壳模拟了海豚的厚皮肤。了海豚的厚皮肤。目前已目前已生产出许多仿生学装置。医生产出许多仿生学装置。医学仿生学设计包括：人造心学仿生学设计包括：人造心脏和耳蜗植入。脏和耳蜗植入。4、仿生学仿生学是指从生物学向工程学的延伸，也指工程学向生物学的拓展。52 反重力器是反重力器是建立一个区域使建立一个区域使一个物体摆脱重力吸引作用。一个物体摆脱重力吸引作用。建造反重力器的意义在于使建造反重力器的意义在于使一些物体摆脱重力吸引抵达一些物体摆脱重力吸引抵达太空。这将如何实现呢？从太空。这将如何实现呢？从理论上显示反重力是可能实理论上显示反重力是可能实现的。简单来讲，数以千计现的。简单来讲，数以千计的碰撞发生在空气中带电离的碰撞发生在空气中带电离子和中性气体分子之间，导子和中性气体分子之间，导致两者之间发生迁移变化。致两者之间发生迁移变化。这将在电极上形成一个反方这将在电极上形成一个反方向作用力。向作用力。5、反重力器反重力器是建立一个区域使一个物体摆脱重力吸引作用。建造反53万能药万能药是可以治愈所有疾是可以治愈所有疾病，并且延长寿命的药物。病，并且延长寿命的药物。它能够治疗癌症、艾滋病以它能够治疗癌症、艾滋病以及任何病毒。这将如何实现及任何病毒。这将如何实现呢？从理论上讲，基因医疗呢？从理论上讲，基因医疗科学技术科学技术(尤其是遗传基因和尤其是遗传基因和环境基因环境基因)和免疫系统的逐年和免疫系统的逐年提高和改善对万能药的研制提高和改善对万能药的研制带来更多的可信性，很可能带来更多的可信性，很可能我们这一代人中能够实现万我们这一代人中能够实现万能药的成功研制。能药的成功研制。6、万能药万能药是可以治愈所有疾病，并且延长寿命的药物。它能够治疗54能量保护罩是力场形式，通能量保护罩是力场形式，通过偏移或吸收碰撞力量，可过偏移或吸收碰撞力量，可用于防护武器的攻击或暴风用于防护武器的攻击或暴风雨等自然力量的侵袭。这项雨等自然力量的侵袭。这项科学计划可适用于地球表面，科学计划可适用于地球表面，或是太空中保护一个物体。或是太空中保护一个物体。其工作原理是吸收或驱散前其工作原理是吸收或驱散前来攻击侵袭的能量，延长攻来攻击侵袭的能量，延长攻击的时间使攻击力逐渐削弱，击的时间使攻击力逐渐削弱，最终在保护罩的抵制下瓦解。最终在保护罩的抵制下瓦解。7、能量保护罩能量保护罩是力场形式，通过偏移或吸收碰撞力量，可用于防护武器558、太空电梯科学家提议建造太空电梯科学家提议建造太空电梯意在实现从地球表面向太意在实现从地球表面向太空传输物体。空传输物体。这将如何实现呢？最通常这将如何实现呢？最通常的方法是采用绳索，这可的方法是采用绳索，这可以是电缆或绳链，当地球以是电缆或绳链，当地球旋转时，在地面上的绳索旋转时，在地面上的绳索末端可抵消重力惯性，保末端可抵消重力惯性，保持绳索处于拉紧状态。人持绳索处于拉紧状态。人造卫星或宇宙飞船系在绳造卫星或宇宙飞船系在绳索上无需使用火箭推进装索上无需使用火箭推进装置即可升空。置即可升空。8、太空电梯科学家提议建造太空电梯意在实现从地球表面向太空传569、外星环境地球化外星环境地球化是指人类对某外星环境地球化是指人类对某个潜在适合人类居住的星体改个潜在适合人类居住的星体改造，改造成类似地球的大气层、造，改造成类似地球的大气层、温度、地貌或生态结构，以适温度、地貌或生态结构，以适合人类的居住。这将如何实现合人类的居住。这将如何实现呢？第一部分是生态合成性，呢？第一部分是生态合成性，将地球上的生物转移到被瓦解将地球上的生物转移到被瓦解的外星生态环境中，加速生态的外星生态环境中，加速生态环境的恢复；第二部分是地形环境的恢复；第二部分是地形适合性，在外星球上建造一个适合性，在外星球上建造一个可居住的场地，最终无数个这可居住的场地，最终无数个这样的生活基地遍布整个星球。样的生活基地遍布整个星球。9、外星环境地球化外星环境地球化是指人类对某个潜在适合人类居5710、星际航行星际航行是指有人或无人驾驶星际航行是指有人或无人驾驶在星际之间旅行。由于距离非在星际之间旅行。由于距离非常遥远，星际旅行要比太阳系常遥远，星际旅行要比太阳系间旅行更难以实现。这将如何间旅行更难以实现。这将如何实现呢？目前，美国宇航局实现呢？目前，美国宇航局“突破推进力物理学计划突破推进力物理学计划”明确明确指出星际旅行成为可能必须的指出星际旅行成为可能必须的两项技术突破：尽可能添加达两项技术突破：尽可能添加达到最大推进力速度的方法；新到最大推进力速度的方法；新型舰载能量生产以驱动星际航型舰载能量生产以驱动星际航行器上的装置。行器上的装置。10、星际航行星际58