沪科版八年级物理 （滑轮及其应用）机械与人课件

10.2

滑轮及其应用

沪科版八年级物理全一册课件

一只老鼠在被一只猫追得走投无路的时候，看见前面有一个滑轮吊着重物，它急中生智，迅速沿绳子爬上去，而猫也想沿绳子爬上去，但尝试多次也未能成功，你知道其中的道理吗？问题导入学习目标通过探究知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用及特点，能识别生活和生产中常见的滑轮。会根据要求使用和组装滑轮组，通过了解滑轮的应用，进一步认识科学技术对人类社会发展的作用。思考：物体通过什么机械上升的？这些机械有什么特点？轴轴轮轮滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮1.滑轮的构造一、定滑轮和定滑轮试一试：利用一个滑轮、一根绳子和支架组装起来，将重物(钩码)提升一定高度，你能想出几种办法？2.滑轮的分类展示一下你的提升方法。定滑轮：使用时，滑轮的轴固定不动动滑轮：使用时，滑轮的轴随物体一起运动常见的滑轮3.探究定滑轮和动滑轮的使用特点提出问题（1）使用滑轮能省力吗？（2）能改变力的方向吗？（3）滑轮是省距离还是费距离？（1）实验需要哪些器材？（2）注意：实验过程中

拉动弹簧测力计（3）实验需要测量哪些量？要测量几组数据？请设计记录数据的表格。铁架台、滑轮、细线、刻度尺、钩码、弹簧测力计要匀速直线滑轮及其应用实验设计进行实验①如图甲，用弹簧测力计直接提升物体，读取弹簧测力计的示数；②如图乙，用弹簧测力计通过一个定滑轮沿不同方向提升物体，读取弹簧测力计的示数；③如图丙，用弹簧测力计通过一个动滑轮沿竖直方向提升物体读取弹簧测力计的示数。实验次数操作重物移动的距离h/m绳子自由端移动的距离s/m拉力的方向弹簧测力计的示数/N1用弹簧测力计直接提升物体0.10.1竖直向上22用弹簧测力计通过一个定滑轮提升物体0.10.1竖直向下23用弹簧测力计通过一个动滑轮提升物体0.10.2竖直向上1.2实验数据1.使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。2.使用动滑轮的好处是省力，但不能改变力的方向，费距离。2N1.2N2N2N2N2N实验结论转轴固定不动，相当于支点O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。由图可知：l1和l2都是滑轮的半径，l1=l2，因为杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，所以F1=F2。定滑轮的实质——等臂杠杆l2l1OF2F14.定滑轮和动滑轮的实质斜着拉时，仍旧既不省力也不费力。L1=L2F1L1=F2L2F1=F2l1l2l2l1l2l1F2F1F2F1F2F1(1)物体匀速上升:F1=G物(2)绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大：F1＞G物假如摩擦忽略不计使用定滑轮，既不省力也不费力。F1F1G物定滑轮受力分析S=h

特点:使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向。力的关系：距离关系：实质：等臂杠杆定滑轮不计摩擦时，F=G支点O在轮的左边缘，拉力作用在轮的边缘相当于动力，物体对绳子的拉力作用在轴上相当于阻力。杠杆的支点在O

点处OAFl2=rl1=2rOGFG由图可知：l1是滑轮的直径，l2是滑轮的半径，l1=2l2，因为杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，所以动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。因此能省一半力。2F2=G动

+F物

=G动

+G物

F2=(G动

+G物)/2G物＞＞G动一般情况下，忽略动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。F2F2G动F物为什么实验中的拉力比重力的一半大?S=2h

特点:使用动滑轮可以省力，费距离；不能可以改变力的方向。力的关系：不计摩擦、绳重与动滑轮重时距离关系：实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆动滑轮1.2N2N为什么不是1N？①动滑轮重力②摩擦③绳子重力评估与反思定滑轮不能省力，但可以改变力的方向动滑轮能省力，但不能改变力的方向问题：我们能否用定滑轮、动滑轮组成既可以省力又能改变用力方向的机械呢？二、滑轮组试一试：把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，来提升重物。讨论一下，你能设计出几种组合方式？把你的方案画出来。从定滑轮挂钩开始绕线从动滑轮挂钩开始绕线1.定义：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组。2.探究滑轮组的省力情况

拉力F

的大小与承担物重的绳子段数n

有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即:

拉力F(绳子自由端)移动距离s

是物体上升高度h的n

倍，即:s=nh实验结论：3段绳子承担2段绳子承担5段绳子承担4段绳子承担绳子的开始端挂在定滑轮上，物重由偶数段绳子承担。绳子的开始端挂在动滑轮上，物重由奇数段绳子承担。滑轮组的连接规律FGFG滑轮组的连接方法FGFGn=2n=3n=4n=5GG+G动FF

匀速提升物体时：2F=G+G动

若不计滑轮与轴间的摩擦及绳重。GFFG+G动F3F=G+G动使用滑轮组拉重物时，若动滑轮重和绳与滑轮间的摩擦不计，动滑轮被几股绳子拉住，所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一。AF使用滑轮组拉重物定滑轮轴不随物体一起运动的滑轮不省力，也不费距离，但可以改变力的方向实质：等臂杠杆轴随物体一起运动的滑轮实质：省力杠杆动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，费距离滑轮组

拉力F

的大小与承担物重的绳子段数n

有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即:定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组。新课导入课堂小结B新课导入课堂测试1.关于滑轮，下列说法错误的是A．使用定滑轮不省力，但是能改变动力的方向B．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向C．定滑轮实质是个等臂杠杆D．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆DB3.如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（）A．400N

B．450N

C．500N

D．600N

40402滑轮及其应用

第十章机械与人庄严的一刻大家对这一现象有没有疑问？五星红旗是向什么方向运动的？旗手施加给五星红旗的力向什么方向？为什么力的方向与运动方向相反红旗还可以顺利升起呢？奥妙在哪？向上向下旗杆的顶部安装了一种简单的机械，滑轮滑轮轴带凹槽的轮．滑轮主要部分是能绕轴转动的轮子尝试采用绳，一个滑轮，铁架台将勾码提到高处，你有什么方法？细线滑轮钩码铁架台动滑轮和定滑轮你使用的哪种方法？这两种方法有什么不同呢？动滑轮定滑轮

方案一方案二实物图定滑轮轴固定不动的滑轮动滑轮轴随物体一起运动的滑轮滑轮的分类下列各图中利用了动滑轮的是（）D

思考这两种方案有什么共同点和区别共同点

区别

都使物体向上运动通过实验科学探究提出问题：研究使用定，动滑轮将物体竖直向上提升过程中，用力大小、方向，移动距离与物重、物体上升距离之间的关系。猜想与假设制定计划设计实验弹簧测力计测量物重和力的大小尺子测量力移动的距离和物体移动的距离使用定滑轮提升物体

（匀速）进行实验收集数据物重G拉力F物体上升距离h

（cm)绳端（拉力作用点）移动距离s

(cm)大小方向实验结论：定滑轮不省力、不省距离，但能改变力的方向。定滑轮F拉=G物S=h绳子端移动的距离物体上升的距离使用动滑轮提升物体

（匀速）物重拉力F物体上升距离h

（cm)绳端（拉力作用点）移动距离s

(cm)大小方向实验结论：动滑轮可以省一半力，但费一倍距离，不能改变力的方向。经行实验收集数据动滑轮F拉=1／2G物S=2h绳子端移动的距离物体上升的距离忽略动滑轮的重力和绳子与动滑轮，定滑轮之间的摩擦力动滑轮F拉=1／2（G物+G动滑轮）S=2h绳子端移动的距离物体上升的距离忽略绳子与动滑轮，定滑轮之间的摩擦力，考虑动滑轮的重力实验结论1，使用定滑轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向F拉=G物S绳=h物2，使用动滑轮可以省一半的力，但浪费一倍的距离，不可以改变力的方向F=G物F=（G物+G动）S=2hOrrFFG定滑轮实质是一个等臂杠杆（l1=l2）使用定滑轮为什么不省力？寻找支点2rrFGO动滑轮实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆使用动滑轮为什么可以省力？不能省力可以改变力的方向可以省力不能改变力的方向定滑轮动滑轮如何既省力又能改变力的方向把定滑轮和动滑轮一起来用，不就行了吗？

定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作方便，但不能省力；

于是人们就把定滑轮和动滑轮组合起来使用，把它们各自的优点结合起来，这样就组成了滑轮组．

而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的方向，使用时经常感觉不便．由一个定滑轮和一个动滑轮绕成滑轮组有几种绕法?G小组讨论1：滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成。FFFGGG实验结果：12F＝G13F＝G12F＝G拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。n=2n=2n=3使用滑轮组提升物体

（匀速）物重拉力F物体上升距离h

（cm)绳端（拉力作用点）移动距离s

(cm)大小方向实验结论：滑轮组可以省力，但费n倍距离经行实验收集数据与动滑轮相连的绳子段数滑轮组F拉=1／nG物S=nh绳子端移动的距离物体上升的距离与动滑轮相连的绳子段数h物体升高h相当于绳子少了3h，则绳子端在相等的时间移动的距离为3h实验结论滑轮组中拉力的大小和承担物体重力的绳子段数（即与动滑轮相连的绳子段数）有关在不考虑绳子与滑轮组的摩擦力，动滑轮重力的情况下在不考虑绳子与滑轮组摩擦力，而考虑动滑轮重力的情况下S=nhS=nh滑轮组滑轮组的特点在不计摩擦时，所用动力是物体和动滑轮总重的n分之一，动力通过的距离s是阻力通过距离h的n倍FG物+G动n绳子根数（n）：与动滑轮直接接触的绳子根数snh1.如图所示，物重100N，不计摩擦、绳重及动滑轮重，求拉力F的大小。例题反馈：解：F=—=50NG2判断依据：看是否直接与动滑轮相连一条规律：

当股数n为奇数时，绳子的一端从动滑轮开始连；当股数n为偶数时，绳子的一端从定滑轮开始连奇动、偶定从里向外2、如下图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中用力最小的是（）

A．F1 B．F2C．F3 D．F4

B例题反馈：中考连接（09山东淄博）如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为

N，如果不计滑轮重和摩擦，物体A的重力为

N。5.416.2中考连接（09山东临沂）.如图所示，用滑轮组将重为900N的物体匀速提升2m，不计摩擦和滑轮重，所施加的拉力F=_______N，绳子移动的距离S=___m3006F：作用在绳子自由端的拉力G：被提升的物体的重力G动：动滑轮自身的重力分析探究F与G及G动关系：FGG动FGG动对动滑轮受力分析①不计动滑轮重、绳重、摩擦（即最理想的情况）②不计绳重、摩擦，但考虑动滑轮重FGF向上=G3FF向下=因为动滑轮处于平衡状态，所以受的是力所以F向上=F向下即3F=G即F=G13对动滑轮受力分析不计动滑轮重平衡FGF向上=G+G动3FF向下=因为动滑轮处于平衡状态，所以受的是平衡力所以F向上=F向下即3F=G+

G动即F=（G+

G动）13对动滑轮受力分析考虑动滑轮重G动FFG对于滑轮组，同学们一定要理解并熟记下面的几个关系式：⑴绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间的关系：⑵作用在绳子自由端的拉力F与被提升的物体的重力G之间的关系(不计滑轮重、绳重和摩擦)S=

hF=

1∕n

G⑶作用在绳子自由端的拉力F与被提升的物体的重力G、动滑轮重G动之间的关系(不计绳重和摩擦但考虑滑轮重)F=

1∕n(G+G动)n总结：很显然：吊起动滑轮的绳子的股数越多，就越省力S=nh不计动滑轮重时：不计绳重、摩擦考虑动滑轮重时：

F=G1n

F=（G+

G动）1n设吊起动滑轮的绳子的股数为n，则关系式：V绳=nV物怎样判断滑轮组能省多少力?F=____G1/6WWW第2题：很轻松地就可将两木棍拉合拢说明使用滑轮组可以省力变形的滑轮组F.2：滑轮组实验表明，使用滑轮组拉重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子拉住，所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即13F＝ffNGT如图所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。1nF＝f巩固练习：1：如下图(a)所示，物体B重100N，在力F作用下匀速上升时，F应等于＿＿＿N。（不计摩擦）图(a)F2:如上图(b)所示，物体A重为100N，挂重物的钩子承受的拉力是＿＿＿＿N