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(共18张PPT)
15　设计与制作
周末，拉嘎喜欢陪着爷爷去河边钓鱼。爷爷坐在河岸上，挂好鱼饵后，拿起鱼竿往河里一抛，然后悠闲地等待鱼儿上钩。钓鱼竿是省力装置还是费力装置？
答案:钓鱼竿是费力装置。
科学实践
拓展与应用
达标训练
设计并制作省力装置
1　把建筑材料运到高处，通常使用哪些机械？调查并了解这些机械的特点。
把建筑材料运到高处的方法 使用的机械 机械的特点
起重机 滑轮 动滑轮省力，定滑轮改变方向
脚手架 斜面 省力
升降机 滑轮 动滑轮省力，定滑轮改变用力的方向
辘轳 轮轴 轮大于轴，以轮带轴可省力
2　设计一种能提升重物的省力装置。
(1)可选用的材料：长木条、短木条、木板、滑轮、胶带、细绳、线轴、记号笔、纸杯、细铁丝、胶水等。
(2)设计图及省力原理。
名称 设计图示 斜面用于省力的简单机械 原理解释
辘轳 轮轴 手柄摇动的轨迹可以看作是轮，轮比轴大很多，可以省力。
名称 设计图示 斜面用于省力的简单机械 原理解释
斜面 斜面 斜面可以省力，定滑轮可以改变用力的方向。
起重机 滑轮组 定滑轮可改变用力的方向，动滑轮可省力。
3　按照设计图选择材料和工具，制作模型。
(1)制作辘轳。
制作材料：木棍、线绳、纸杯、铁丝、线轴、毛线、胶带等。
制作过程：①按照设计图，用木棍搭一个支架[支架的底面是一个长方形(或正方形)，支架的侧面是三角形]，然后用胶带或绳子固定好。
②在搭好的支架相对应的侧面离顶端四分之一处加横梁，并用绳子固定好。
③把铁丝弯成“Z”字形，用铁丝的一端固定好线轴，使它可以转动，给铁丝的一端缠上毛线做成手柄。
④把制作完成的线轴固定在支架的横梁上。
⑤在纸杯的上端对称地扎四个小孔，将线绳按照图示做成
一个框，将线绳的另一端系在线轴上。这样辘轳就做好了，
如图所示。
(2)制作斜面。
制作材料：长木板、长方形(或正方形)塑料块、长木条(等长，6根)、滑轮、线绳等。
制作过程：①将长方形(或正方形)木板(或塑料块)搭在四根等长的木棍上；在木板(或塑料块)上固定两根木条(平行，对称)，间隔大小以能在两根木条中间固定一个滑轮为准。
②将一块长木板斜放在地面和木板(或塑料块)上(做成斜面)，装置如图所示。
③使用时，将线绳的一端系在重物上，将其另一端绕过定滑轮，拉动线绳即可使重物沿斜面上升。
詹天佑和“人”字形铁路的故事
詹天佑(1861—1919)是我国近代铁路工程专家。100多年前，他主持修建了我国第一条自主设计并建造的铁路——京张铁路。
按照当时的规划，连接北京和张家口两地的京张铁路要穿越层峦叠嶂、坡陡弯多的居庸关、八达岭等地，工程非常艰巨，就连当时经验丰富的外国铁路工程师都不敢轻易尝试。
然而，有决心、有毅力的中国铁路工作者在詹天佑的带领下，设计并建造出了史无前例的“人”字形铁路，成功地解决了火车在地势险峻的青龙桥附近安全爬坡的问题。
按照詹天佑的设计，火车快到青龙桥时要用两个车头——一个车头在前边拉，另一个车头在后边推；过了青龙桥之后，再让两个车头的作用互换——原先推的改成拉，原先拉的改成推。这样，火车就能安全地爬上陡坡了！
“人”字形铁路在当时是一项非常大胆的设计，在中国铁路建筑史上也是一个不小的创举。
一、选择题。
1　“人”字形铁路使火车安全爬上陡坡的原理是(　　)。
A．轮轴 B．滑轮
C．杠杆 D．斜面
2　设计省力装置时，首先要准备的是(　　)。
A．设计方案 B．设计图纸
C．制作材料 D．调查研究
D
A
3　下列工具属于费力杠杆的是(　　)。
A．电工用的手钳
B．医生用的镊子
C．订书机
D．开瓶子用的起子
B
二、填空题。
1　能省力的简单机械有________、________、________和________。
2　设计并建造出史无前例的“人”字形铁路的铁路工程专家是__________。
省力杠杆
斜面
轮轴
动滑轮
詹天佑
三、实验操作题。
利用轮轴的省力作用设计一个省力装置辘轳，请画出设计图。
Thank you

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