滑轮组教案(共20页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上第二讲 滑轮组适用学科物理适用年级初三适用区域浙江课时时长（分钟）60知识点动滑轮、定滑轮的实质与作用滑轮组的作用、绕线与组装学习目标 知识与技能1.认识定滑轮和动滑轮。2.知道使用滑轮的好处，理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。3.会根据滑轮的挂线判断省力情况，会根据要求正确组装滑轮组4.掌握滑轮组的规律及公式，能应用做题。 过程与方法1、经历“探究滑轮的使用方法及工作特点”过程，运用实验归纳法得出结论。2、通过将定滑轮抽象成等臂杠杆、将动滑轮抽象成省力杠杆的过程，感受建模的科学方法 情感、态度与价值观1.培养学生热爱科学,探索真理,实事求是的科学态度和严谨的思维习惯

2、2.通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用学习重点1.理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点。2.会根据滑轮的挂线判断省力情况，会根据要求正确组装滑轮组3.掌握滑轮组的规律及公式，能应用做题。学习难点会根据滑轮的挂线判断省力情况，会根据要求正确组装滑轮组掌握滑轮组的规律及公式，能应用做教学过程一、复习预习复习：1概念：一根_棒，在力的作用下能绕着_转动，这根硬棒叫做杠杆。（2）杠杆的五要素：_O：杠杆绕着转动的固定点。_F1：使杠杆转动的力。_F2：阻碍杠杆转动的力。_l1（L1）：从支点到动力的作用线的距离。_l2（L2）：从支点到阻力的作用线的距离。（力臂：从_到力的作用_

3、的距离叫做力臂。）（3）杠杆平衡条件（杠杆原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，公式表示：_。思考：定滑轮和动滑轮是否是特殊的杠杆？若是，各为什么杠杆？预习：（1）概念：滑轮是一个周边有槽的小轮，它可以绕着轴转动。（2）定滑轮和动滑轮：分类实质特点应用举例优点缺点定滑轮等臂杠杆改变力的方向不省力旗杆上的滑轮动滑轮L1=2L2的杠杆省一半力不能改变力的方向将重物通过动滑轮拉到二楼（3）滑轮组：滑轮组省力规律：使用滑轮组时，滑轮组用几股（段）绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重力的几分之一。公式F= 。特点：滑轮组虽然省力，但是费了距离。绳子自由端移动距离s和重物升

4、高距离h的关系为：s= nh。二、知识讲解考点/易错点1 定滑轮 定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆。特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。绳子自由端移动距离sF （或速度vF）=重物移动的距离sG（或速度vG）定滑轮在生产、生活中比较常见，比如每周一早上升旗时就要用到滑轮。目的就是要改变动力的方向，人站在地上就可以把国旗升到旗杆顶。  生活中的定滑轮：旗杆的顶端、起重机、打桩机等。  看上图：为什么会出现这个现象？因为定滑轮的实质是个等臂杠杆，动力=阻力。胖人受到的重力大于物体受到的重力，

5、所以胖人可以安然地站在地上。而瘦人受到的重力小于物体受到的重力，所以物体安然地在地上，瘦人却被升到空中。探究使用定滑轮的特点1按右图所示方式组装定滑轮。2在它的左侧挂钩码，右侧竖直向下拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）3改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。4改变钩码的个数，重做上述实验。实验次数钩码所受的重力F2/N弹簧测力计的示数F1/N1235分析表中的数据，得出的结论是：定滑轮实质是一个等臂的杠杆。定滑轮：FG，即不省力，也不费力；sh，即不省距离，也不费距离；作用：改变用力的方向。 考点/易错点2 动滑轮 定义：和重物一

6、起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）  实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则： F=1/2G；只忽略轮轴间的摩擦则：F=1/2（G物+G动）绳子自由端移动距离sF（或vF）=2倍的重物移动的距离sG（或vG）。生活中的动滑轮：起重机、打桩机等。探究使用定滑轮的特点1按右图所示方式组装动滑轮。2竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡态，读出弹簧测力计示数，并思考这个示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）3改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。实验次数钩

7、码所受的重力F2/N弹簧测力计的示数F1/N1234分析表中的数据，得出的结论是：动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂的二倍的省力的杠杆动滑轮：FG/2，即使用动滑轮省一半力；s2h，即动力移动的距离是物体移动距离的两倍，动滑轮是一种费距离的机械；不改变力的方向考点/易错点3 滑轮组 研究并讨论：我们已经学过了定滑轮与动滑轮，生活中的吊车（下左图）其实就是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，其示意图如下右图。 据图，在脑中构思这样的画面：用手拉绳子自由端，物体上升。使用动滑轮能省一半力。动滑轮由两根绳子共同承担重物，因此每根绳子各承担物重的一半。定滑轮的好处是可以改变动力的方向，动滑轮的好处是可以省一半

8、力。如果既想省力又想改变动力的方向，怎么办呢？把定滑轮和动滑轮组合在一起。我们把定滑轮和动滑轮组合在一起，称它们为滑轮组。定义：将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。 特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。1.确定承担物重的绳子的段数n的方法在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数。理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/nG。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n（G物+G动）。2.拉力通过的距离s与物体移动高度h的关系利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh（n表示承担物重的绳子股数）绳子

9、自由端移动速度vF =n倍的重物移动的速度vG。3.省力情况的确定方法1）滑轮竖放时，在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几根绳子吊着物体，提起物体所用的力就是重物的几分之一。2）滑轮组横放时，滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一。不计绳与滑轮之间的摩擦时，F=f物，此时绳子自由端移动的距离s与物体移动的距离s物的关系为：s=ns物4.组装和设计滑轮组由省力情况判定绳的固定端位置1. 利用F=G总，求出承担总重的绳子股数n，然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮2. 判定绳子固定端位置：n为偶数，则绳子固定在定滑

10、轮上；n为奇数，则绳子固定在动滑轮上3. 动滑轮个数为N,和动滑轮相连的绳子段数为n=2N或n=2N+1时，使用的动力最小，即最省力三、例题精析【例题1】【题干】使用如图所示的装置匀速提起重物G所有的拉力中（ ）AF1最大 BF2最大 CF3最大 D一样大 【答案】D【解析】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力故A、B、C错误【例题2】【题干】如图所示，不计滑轮及绳重，以及滑轮与绳之间的摩擦，水平拉力为F，物体的重力为G，且在水平面上匀速向右滑动，物体所受的摩擦力的大小等于（ ）A、F

11、 B、G C、G/2 D、F/2【答案】D【解析】通常我们使用动滑轮时，动力作用在绳子未端，阻力作用在轴上，此时使用动滑轮省一半力。此题中动力加在轴上，相当于前面的阻力，而此时作用在绳子上的力与地面对物体的摩擦力相等，这个力相当于一般情况下的动力，因此可得关系fF/2。【例题3】【题干】如图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为         ；        ；     &#

12、160;    。不计滑轮本身的重和摩擦。【答案】，【解析】判断使用滑轮组时所用的力F的大小，关键是看几段绳子通过滑轮组拉着物体，即有几段绳子承担物体的重，不能根据动滑轮的个数来判断省力的大小，也不能根据滑轮的总数来判断省力的大小。在图A中，有三段绳子拉着物体F1=G/3，在图B中，有四段绳子拉着物体F2=G/4，在图C中，有五段绳子拉着物体F3=G/5，。【例题4】【题干】图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法 【答案】【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起四、课堂运用【基础】1.【题干】

13、图1中A是_滑轮。利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向_（选 填“上”、“下”）。如果A重2牛，要提起50牛的物体，至少要用_牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动_米。 【答案】动、上、26、4【解析】此题考查的是动滑轮的特点和公式。使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则： F=1/2G；只忽略轮轴间的摩擦则：F=1/2（G物+G动）绳子自由端移动距离sF（或vF）=2倍的重物移动的距离sG（或vG）。2.【题干】如图2所示，重物G重40牛，若不计摩擦，匀速提起重物所用拉力为22牛，则动滑轮的重力是_牛，钩子1受到绳子的拉力为

14、_牛，钩子2受到重物G的拉力为_牛【答案】 4、22、40【解析】使用滑轮组可以省力，重物由几段绳子承担，所用拉力就是物重的几分之一；另外要考虑题目的条件，看是否考虑动滑轮本身的重力。明确滑轮组中承担重物的绳子段数，结合题目的条件，是解答此题的关键3.【题干】如图所示，小虎同学用滑轮组匀速提起重600N的物体如果不计摩擦力、动滑轮重力和绳子重力则小虎同学对绳子的拉力应为（） A600N B400N C300N D200N【答案】C【解析】从图可知，承担物重绳子的股数n=2，而不计摩擦力、动滑轮重力和绳子重力，而G=600N，小虎同学对绳子的拉力为：F=4.【题干】求在如图画出滑轮组绕绳的示意图

15、【答案】如图所示：【解析】动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一；根据“奇动偶定”的原则确定绳子的固定端（1）F=G，由3段绳子承担，因此需要从动滑轮上固定（2）F=G，由4段绳子承担，因此需要从动滑轮上固定5.【题干】如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计滑轮重要求用最小的力将相同的重物拉起，应选用滑轮组_；请在你选用的滑轮组上画出绳子的绕法；如果物重100N，则用你选用的滑轮组及绕法，最小拉力为_N【答案】甲；25【解析】甲、乙两个滑轮组最省力的绕法分别如图甲有4段绳子拉重物，乙有3段绳子拉重物，根据F=G知，甲更省力；则F=G=×100N=25N【巩固】1.【题干】

16、如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（）A20N；0.4m/s B20N；0.1m/s C5N；0.4m/s D5N；0.1m/s【答案】D【解析】根据题干中图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F=2G，则G=5N；F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s2.【题干】一条绳子最多能承受1000的拉力.请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物，画出滑轮组安装示意图（动

17、滑轮重及摩擦不计）【解析】在处理这类问题时，首先要计算出承担物重的绳子段数 ，即注意 取整数，若计算出 是小数，都采用“入”的办法绳子的股数，则 应取4，不能按四舍五入去处理然后，根据 的数值及所需的拉力方向去确定动滑轮与定滑轮个数及绕线方法如果不要求改变用力方向，则只需要用一个定滑轮，绕线如图（甲）；如果要改变用力方向，则需要两个定滑轮，绕线如图（乙）。3.【题干】如图所示，在水平拉力F的作用下使物体m沿水平地面匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知物体m与地面间的摩擦力为10N，物体m运动的速度为2m/s，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法中正确的是（） 拉力F的大

18、小为20N 拉力F的大小为10N 拉力的功率P的大小为20W 拉力的功率P的大小为10W【答案】C【解析】（1）已知摩擦力为10N，从图中可得有二段绳子在拉物体，故拉力F=F摩=×10N=5N（2）物体运动速度为2m/s，有两段绳子在拉物体，故绳端的移动速度为2×2m/s故功率P=Fv=5N×2×2m/s=20W【拔高】1.【题干】如图有两个滑轮，请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来【答案】如图所示：【解析】由图知，只有一个动滑轮，从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法，绳子绕法如图2.【题干】某同学用重为10

19、N的动滑轮匀速提升重为50N的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F(不是竖直向上)的可能值是（ ）A.20N B.25N C.30 D.35【答案】 D【解析】利用动滑轮提升物体时能省一半的力是有条件的，且自由端拉力的方向应与阻力方向相反，且相互平行，题中阻力方向竖直向下，拉力方向并不是竖直向上，故力的大小要大于动滑轮与重物总重的一半，所以选D。3如图11所示滑轮组装置处于平衡状态，物体A 重为2×103N，B 物体重为800N，则B 物体对支撑面的压力是 300 N。(滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计)4如图：7-26所示，重500N的人站在重300N的木板上，人匀速拉动整个装置时，不计

20、滑轮的重和摩擦，所用的拉力多大？200N 如图7-56所示的两图中，物体G重都是200N，滑轮重及摩擦不计，则F1=_400_N，F2= _100_N.课程小结1.定、动滑轮的特点分类实质特点应用举例优点缺点定滑轮等臂杠杆改变力的方向不省力旗杆上的滑轮动滑轮L1=2L2的杠杆省一半力不能改变力的方向将重物通过动滑轮拉到二楼2. 理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/nG。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n（G物+G动）。绳子自由端移动距离sF（或vF）=n倍的重物移动的距离sG（或vG）。 课后作业【基础】1.【题干】如图（1）物重G为500N，则拉力F为 N，如图（2）

21、A在水平桌面上匀速直线运动摩擦力为40N则拉力为 。【答案】500、40【解析】使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。绳子自由端移动距离sF （或速度vF）=重物移动的距离sG（或速度vG）2.【题干】如图所示的各滑轮组中，物体重力都是G，不计摩擦和滑轮重力，使物体匀速上升，拉力F最小的是图（）A B C D【答案】B【解析】不计滑轮重及摩擦：A和C、由2段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F=G，B、由3段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F=G，D、使用的是2个定滑轮，所以拉力F=G从而可知，拉力F最小的是图B3.【题干】如图所示，甲、乙、丙三种情

22、况的重物和接触面相同，下面结论正确的是（）AF1F2F3 BF1=F2F3 CF2F1F3 DF2F1F【答案】D【解析】（1）甲、乙、丙三种情况的重物和接触面相同，所以三个物体受到的摩擦力相等；甲图为定滑轮，所以F1=f；乙图为动滑轮，所以F2=f；丙图为动滑轮，但此时不省力，且F3=2f故F2F1F34.【题干】利用两只滑轮和一根绳子，组成滑轮组将一重物水平拉动，滑轮组的装配有如右图所示甲、乙所示的两种情况，则_省力【答案】乙【解析】甲图动滑轮上有二段绳子，拉力是物体所受阻力的一半，乙图动滑轮上有三段绳子，拉力是物体所受阻力的所以乙图更省力【巩固】5.【题干】如图所示的装置处于静止状态，不

23、计滑轮和绳重，如果物体重力分别是G1和G2，那么G1和G2的关系是（）AG1=G2 BG1=2G2 CG1=G2 D无法判断【答案】B【解析】如图所示：由公式F（G物+G动）/n可知滑轮组（2）中需要施加的力最小6.【题干】用某滑轮组提升重物，已知重物和动滑轮的总重由5段绳子承担，绳重和摩擦不计，动滑轮共重20N，若在匀速提升重物时，绳端的拉力是100N，则被提升的物重为（ ）A.400N B.480N C.500N D.520N【答案】B【解析】如图所示：由公式F（G物+G动）/n知F=100N，G动=20N，n=5，带入数据后得到G物=480N。7.【题干】用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑