滬科版八年級(jí)物理 （滑輪及其應(yīng)用）機(jī)械與人課件

10.2

滑輪及其應(yīng)用

滬科版八年級(jí)物理全一冊(cè)課件

一只老鼠在被一只貓追得走投無路的時(shí)候，看見前面有一個(gè)滑輪吊著重物，它急中生智，迅速沿繩子爬上去，而貓也想沿繩子爬上去，但嘗試多次也未能成功，你知道其中的道理嗎？問題導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)通過探究知道定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用及特點(diǎn)，能識(shí)別生活和生產(chǎn)中常見的滑輪。會(huì)根據(jù)要求使用和組裝滑輪組，通過了解滑輪的應(yīng)用，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的作用。思考：物體通過什么機(jī)械上升的？這些機(jī)械有什么特點(diǎn)？軸軸輪輪滑輪是一個(gè)周邊有槽，能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪1.滑輪的構(gòu)造一、定滑輪和定滑輪試一試：利用一個(gè)滑輪、一根繩子和支架組裝起來，將重物(鉤碼)提升一定高度，你能想出幾種辦法？2.滑輪的分類展示一下你的提升方法。定滑輪：使用時(shí)，滑輪的軸固定不動(dòng)動(dòng)滑輪：使用時(shí)，滑輪的軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)常見的滑輪3.探究定滑輪和動(dòng)滑輪的使用特點(diǎn)提出問題（1）使用滑輪能省力嗎？（2）能改變力的方向嗎？（3）滑輪是省距離還是費(fèi)距離？（1）實(shí)驗(yàn)需要哪些器材？（2）注意：實(shí)驗(yàn)過程中

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)（3）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量哪些量？要測(cè)量幾組數(shù)據(jù)？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格。鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、刻度尺、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)要?jiǎng)蛩僦本€滑輪及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①如圖甲，用彈簧測(cè)力計(jì)直接提升物體，讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；②如圖乙，用彈簧測(cè)力計(jì)通過一個(gè)定滑輪沿不同方向提升物體，讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；③如圖丙，用彈簧測(cè)力計(jì)通過一個(gè)動(dòng)滑輪沿豎直方向提升物體讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)操作重物移動(dòng)的距離h/m繩子自由端移動(dòng)的距離s/m拉力的方向彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N1用彈簧測(cè)力計(jì)直接提升物體0.10.1豎直向上22用彈簧測(cè)力計(jì)通過一個(gè)定滑輪提升物體0.10.1豎直向下23用彈簧測(cè)力計(jì)通過一個(gè)動(dòng)滑輪提升物體0.10.2豎直向上1.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.使用定滑輪不能省力，但可以改變力的方向。2.使用動(dòng)滑輪的好處是省力，但不能改變力的方向，費(fèi)距離。2N1.2N2N2N2N2N實(shí)驗(yàn)結(jié)論轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)，相當(dāng)于支點(diǎn)O，拉力相當(dāng)于動(dòng)力，物體對(duì)繩子的拉力相當(dāng)于阻力。由圖可知：l1和l2都是滑輪的半徑，l1=l2，因?yàn)楦軛U的平衡條件F1l1=F2l2，所以F1=F2。定滑輪的實(shí)質(zhì)——等臂杠桿l2l1OF2F14.定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)斜著拉時(shí)，仍舊既不省力也不費(fèi)力。L1=L2F1L1=F2L2F1=F2l1l2l2l1l2l1F2F1F2F1F2F1(1)物體勻速上升:F1=G物(2)繩子與定滑輪之間有摩擦，拉力略大：F1＞G物假如摩擦忽略不計(jì)使用定滑輪，既不省力也不費(fèi)力。F1F1G物定滑輪受力分析S=h

特點(diǎn):使用定滑輪不省力，不省距離；但可以改變力的方向。力的關(guān)系：距離關(guān)系：實(shí)質(zhì)：等臂杠桿定滑輪不計(jì)摩擦?xí)r，F(xiàn)=G支點(diǎn)O在輪的左邊緣，拉力作用在輪的邊緣相當(dāng)于動(dòng)力，物體對(duì)繩子的拉力作用在軸上相當(dāng)于阻力。杠桿的支點(diǎn)在O

點(diǎn)處OAFl2=rl1=2rOGFG由圖可知：l1是滑輪的直徑，l2是滑輪的半徑，l1=2l2，因?yàn)楦軛U的平衡條件F1l1=F2l2，所以動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。因此能省一半力。2F2=G動(dòng)

+F物

=G動(dòng)

+G物

F2=(G動(dòng)

+G物)/2G物＞＞G動(dòng)一般情況下，忽略動(dòng)滑輪重及繩子與動(dòng)滑輪之間的摩擦。F2F2G動(dòng)F物為什么實(shí)驗(yàn)中的拉力比重力的一半大?S=2h

特點(diǎn):使用動(dòng)滑輪可以省力，費(fèi)距離；不能可以改變力的方向。力的關(guān)系：不計(jì)摩擦、繩重與動(dòng)滑輪重時(shí)距離關(guān)系：實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿動(dòng)滑輪1.2N2N為什么不是1N？①動(dòng)滑輪重力②摩擦③繩子重力評(píng)估與反思定滑輪不能省力，但可以改變力的方向動(dòng)滑輪能省力，但不能改變力的方向問題：我們能否用定滑輪、動(dòng)滑輪組成既可以省力又能改變用力方向的機(jī)械呢？二、滑輪組試一試：把一個(gè)定滑輪與一個(gè)動(dòng)滑輪組合成滑輪組，來提升重物。討論一下，你能設(shè)計(jì)出幾種組合方式？把你的方案畫出來。從定滑輪掛鉤開始繞線從動(dòng)滑輪掛鉤開始繞線1.定義：定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫滑輪組。2.探究滑輪組的省力情況

拉力F

的大小與承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n

有關(guān)。動(dòng)滑輪被幾段繩子吊起，所用的力就是物重的幾分之一即:

拉力F(繩子自由端)移動(dòng)距離s

是物體上升高度h的n

倍，即:s=nh實(shí)驗(yàn)結(jié)論：3段繩子承擔(dān)2段繩子承擔(dān)5段繩子承擔(dān)4段繩子承擔(dān)繩子的開始端掛在定滑輪上，物重由偶數(shù)段繩子承擔(dān)。繩子的開始端掛在動(dòng)滑輪上，物重由奇數(shù)段繩子承擔(dān)?；喗M的連接規(guī)律FGFG滑輪組的連接方法FGFGn=2n=3n=4n=5GG+G動(dòng)FF

勻速提升物體時(shí)：2F=G+G動(dòng)

若不計(jì)滑輪與軸間的摩擦及繩重。GFFG+G動(dòng)F3F=G+G動(dòng)使用滑輪組拉重物時(shí)，若動(dòng)滑輪重和繩與滑輪間的摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪被幾股繩子拉住，所用的力就是物體與接觸面摩擦力的幾分之一。AF使用滑輪組拉重物定滑輪軸不隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪不省力，也不費(fèi)距離，但可以改變力的方向?qū)嵸|(zhì)：等臂杠桿軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪實(shí)質(zhì)：省力杠桿動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變力的方向，費(fèi)距離滑輪組

拉力F

的大小與承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n

有關(guān)。動(dòng)滑輪被幾段繩子吊起，所用的力就是物重的幾分之一即:定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫滑輪組。新課導(dǎo)入課堂小結(jié)B新課導(dǎo)入課堂測(cè)試1.關(guān)于滑輪，下列說法錯(cuò)誤的是A．使用定滑輪不省力，但是能改變動(dòng)力的方向B．使用動(dòng)滑輪能省一半力，還能改變動(dòng)力的方向C．定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿D．動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂兩倍的杠桿DB3.如圖所示，小華用滑輪組豎直勻速提升一個(gè)重為600N的物體，人拉繩的力F為250N（不計(jì)繩重和摩擦）。若用這個(gè)滑輪組豎直勻速提升1200N的物體時(shí)，人的拉力F為（）A．400N

B．450N

C．500N

D．600N

40402滑輪及其應(yīng)用

第十章機(jī)械與人莊嚴(yán)的一刻大家對(duì)這一現(xiàn)象有沒有疑問？五星紅旗是向什么方向運(yùn)動(dòng)的？旗手施加給五星紅旗的力向什么方向？為什么力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反紅旗還可以順利升起呢？奧妙在哪？向上向下旗桿的頂部安裝了一種簡(jiǎn)單的機(jī)械，滑輪滑輪軸帶凹槽的輪．滑輪主要部分是能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子嘗試采用繩，一個(gè)滑輪，鐵架臺(tái)將勾碼提到高處，你有什么方法？細(xì)線滑輪鉤碼鐵架臺(tái)動(dòng)滑輪和定滑輪你使用的哪種方法？這兩種方法有什么不同呢？動(dòng)滑輪定滑輪

方案一方案二實(shí)物圖定滑輪軸固定不動(dòng)的滑輪動(dòng)滑輪軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪滑輪的分類下列各圖中利用了動(dòng)滑輪的是（）D

思考這兩種方案有什么共同點(diǎn)和區(qū)別共同點(diǎn)

區(qū)別

都使物體向上運(yùn)動(dòng)通過實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究提出問題：研究使用定，動(dòng)滑輪將物體豎直向上提升過程中，用力大小、方向，移動(dòng)距離與物重、物體上升距離之間的關(guān)系。猜想與假設(shè)制定計(jì)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物重和力的大小尺子測(cè)量力移動(dòng)的距離和物體移動(dòng)的距離使用定滑輪提升物體

（勻速）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)物重G拉力F物體上升距離h

（cm)繩端（拉力作用點(diǎn)）移動(dòng)距離s

(cm)大小方向?qū)嶒?yàn)結(jié)論：定滑輪不省力、不省距離，但能改變力的方向。定滑輪F拉=G物S=h繩子端移動(dòng)的距離物體上升的距離使用動(dòng)滑輪提升物體

（勻速）物重拉力F物體上升距離h

（cm)繩端（拉力作用點(diǎn)）移動(dòng)距離s

(cm)大小方向?qū)嶒?yàn)結(jié)論：動(dòng)滑輪可以省一半力，但費(fèi)一倍距離，不能改變力的方向。經(jīng)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)動(dòng)滑輪F拉=1／2G物S=2h繩子端移動(dòng)的距離物體上升的距離忽略動(dòng)滑輪的重力和繩子與動(dòng)滑輪，定滑輪之間的摩擦力動(dòng)滑輪F拉=1／2（G物+G動(dòng)滑輪）S=2h繩子端移動(dòng)的距離物體上升的距離忽略繩子與動(dòng)滑輪，定滑輪之間的摩擦力，考慮動(dòng)滑輪的重力實(shí)驗(yàn)結(jié)論1，使用定滑輪不省力，不省距離，但可以改變力的方向F拉=G物S繩=h物2，使用動(dòng)滑輪可以省一半的力，但浪費(fèi)一倍的距離，不可以改變力的方向F=G物F=（G物+G動(dòng)）S=2hOrrFFG定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿（l1=l2）使用定滑輪為什么不省力？尋找支點(diǎn)2rrFGO動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿使用動(dòng)滑輪為什么可以省力？不能省力可以改變力的方向可以省力不能改變力的方向定滑輪動(dòng)滑輪如何既省力又能改變力的方向把定滑輪和動(dòng)滑輪一起來用，不就行了嗎？

定滑輪雖然能改變力的方向，使我們工作方便，但不能省力；

于是人們就把定滑輪和動(dòng)滑輪組合起來使用，把它們各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，這樣就組成了滑輪組．

而動(dòng)滑輪雖然能省一半力，但不能改變力的方向，使用時(shí)經(jīng)常感覺不便．由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪繞成滑輪組有幾種繞法?G小組討論1：滑輪組由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成。FFFGGG實(shí)驗(yàn)結(jié)果：12F＝G13F＝G12F＝G拉力F的大小與吊起動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)n有關(guān)。n=2n=2n=3使用滑輪組提升物體

（勻速）物重拉力F物體上升距離h

（cm)繩端（拉力作用點(diǎn)）移動(dòng)距離s

(cm)大小方向?qū)嶒?yàn)結(jié)論：滑輪組可以省力，但費(fèi)n倍距離經(jīng)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)滑輪組F拉=1／nG物S=nh繩子端移動(dòng)的距離物體上升的距離與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)h物體升高h(yuǎn)相當(dāng)于繩子少了3h，則繩子端在相等的時(shí)間移動(dòng)的距離為3h實(shí)驗(yàn)結(jié)論滑輪組中拉力的大小和承擔(dān)物體重力的繩子段數(shù)（即與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)）有關(guān)在不考慮繩子與滑輪組的摩擦力，動(dòng)滑輪重力的情況下在不考慮繩子與滑輪組摩擦力，而考慮動(dòng)滑輪重力的情況下S=nhS=nh滑輪組滑輪組的特點(diǎn)在不計(jì)摩擦?xí)r，所用動(dòng)力是物體和動(dòng)滑輪總重的n分之一，動(dòng)力通過的距離s是阻力通過距離h的n倍FG物+G動(dòng)n繩子根數(shù)（n）：與動(dòng)滑輪直接接觸的繩子根數(shù)snh1.如圖所示，物重100N，不計(jì)摩擦、繩重及動(dòng)滑輪重，求拉力F的大小。例題反饋：解：F=—=50NG2判斷依據(jù)：看是否直接與動(dòng)滑輪相連一條規(guī)律：

當(dāng)股數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的一端從動(dòng)滑輪開始連；當(dāng)股數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的一端從定滑輪開始連奇動(dòng)、偶定從里向外2、如下圖所示，用四個(gè)滑輪組分別勻速提升重力相同的物體，若不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦，其中用力最小的是（）

A．F1 B．F2C．F3 D．F4

B例題反饋：中考連接（09山東淄博）如圖所示，用滑輪組勻速提升物體A時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為

N，如果不計(jì)滑輪重和摩擦，物體A的重力為

N。5.416.2中考連接（09山東臨沂）.如圖所示，用滑輪組將重為900N的物體勻速提升2m，不計(jì)摩擦和滑輪重，所施加的拉力F=_______N，繩子移動(dòng)的距離S=___m3006F：作用在繩子自由端的拉力G：被提升的物體的重力G動(dòng)：動(dòng)滑輪自身的重力分析探究F與G及G動(dòng)關(guān)系：FGG動(dòng)FGG動(dòng)對(duì)動(dòng)滑輪受力分析①不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重、摩擦（即最理想的情況）②不計(jì)繩重、摩擦，但考慮動(dòng)滑輪重FGF向上=G3FF向下=因?yàn)閯?dòng)滑輪處于平衡狀態(tài)，所以受的是力所以F向上=F向下即3F=G即F=G13對(duì)動(dòng)滑輪受力分析不計(jì)動(dòng)滑輪重平衡FGF向上=G+G動(dòng)3FF向下=因?yàn)閯?dòng)滑輪處于平衡狀態(tài)，所以受的是平衡力所以F向上=F向下即3F=G+

G動(dòng)即F=（G+

G動(dòng)）13對(duì)動(dòng)滑輪受力分析考慮動(dòng)滑輪重G動(dòng)FFG對(duì)于滑輪組，同學(xué)們一定要理解并熟記下面的幾個(gè)關(guān)系式：⑴繩子自由端移動(dòng)的距離s與物體被提升的高度h之間的關(guān)系：⑵作用在繩子自由端的拉力F與被提升的物體的重力G之間的關(guān)系(不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦)S=

hF=

1∕n

G⑶作用在繩子自由端的拉力F與被提升的物體的重力G、動(dòng)滑輪重G動(dòng)之間的關(guān)系(不計(jì)繩重和摩擦但考慮滑輪重)F=

1∕n(G+G動(dòng))n總結(jié)：很顯然：吊起動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)越多，就越省力S=nh不計(jì)動(dòng)滑輪重時(shí)：不計(jì)繩重、摩擦考慮動(dòng)滑輪重時(shí)：

F=G1n

F=（G+

G動(dòng)）1n設(shè)吊起動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)為n，則關(guān)系式：V繩=nV物怎樣判斷滑輪組能省多少力?F=____G1/6WWW第2題：很輕松地就可將兩木棍拉合攏說明使用滑輪組可以省力變形的滑輪組F.2：滑輪組實(shí)驗(yàn)表明，使用滑輪組拉重物時(shí)，若動(dòng)滑輪重和摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪被幾股繩子拉住，所用的力就是物體與接觸面摩擦力的幾分之一。即13F＝ffNGT如圖所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。1nF＝f鞏固練習(xí)：1：如下圖(a)所示，物體B重100N，在力F作用下勻速上升時(shí)，F(xiàn)應(yīng)等于＿＿＿N。（不計(jì)摩擦）圖(a)F2:如上圖(b)所示，物體A重為100N，掛重物的鉤子承受的拉力是＿＿＿＿N