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(共35张PPT)
12.2 滑轮
【课程标准】 第十二章 简单机械
课程内容要求 学生必做实验
2011版 3. 2. 3 知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。 例2 测量某种简单机械的机械效率。 3. 2. 4 了解人类使用机械的历程。了解机械的使用对社会发展的作用。 活动建议： 查找资料，了解人类利用机械的历程，写一篇调查报告。 探究
杠杆的平衡条件
2022版 3. 2. 3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 例3 测量某种简单机械的机械效率。 3. 2. 4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。 活动建议： （1）查阅资料，了解人类利用机械的大致历程，并与同学进行交流。 （2）查阅资料，了解我国古代水磨、水碓等机械，写一篇弘扬中华优秀传统文化的调查报告。 探究
杠杆的平衡条件
【学习目标】
1. 认识什么是定滑轮和动滑轮；
2. 知道定滑轮和动滑轮的特点；（重点）
3. 知道滑轮组的使用及特点；（重点）
4. 了解轮轴和斜面的简单应用。
除了杠杆之外，滑轮也是一种简单机械，它在日常生活中的应用非常广泛。
大家在生活中见过滑轮吗？使用滑轮有什么特点呢？
装卸设备
有个重要部件（滑轮）
旗杆的顶端
有一个滑轮
窗帘盒上有一个滑轮
【课堂导入·观察与思考】
滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮。
轴
轮
槽
认识滑轮
定滑轮
动滑轮
认识滑轮
滑轮有两种基本的使用方法
如图所示，大人利用滑轮
将重物吊到二楼，
孩子想帮忙，
却把自己吊了上去。
想想看，
为什么会出现这样的笑话？
你能解释其中的道理吗？
【想想议议】
问题：用绳和一个滑轮，将砝码提到高处，你有什么方法？
1. 定滑轮：使用滑轮时，轴固定不动的滑轮。
2. 使用定滑轮时，有什么特点？
定滑轮
旗杆顶的定滑轮
提出问题：
（1）使用定滑轮是否省力（或更费力）？
（2）使用定滑轮是否省了距离（或需要移动更大的距离）？
一、定滑轮
进行实验：
① 用弹簧测力计直接测出钩码的重力。
② 使用定滑轮缓缓提升同一物体，记录整个过程中用力大小、
物体移动距离及动力移动的距离、动力的方向。
③ 竖直拉升、斜着拉升，改变拉力的方向，观察拉力大小。
研究定滑轮的特点
实验
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力方向 拉力移动距离s/m
1. 5 竖直向上 0. 3 1. 6 竖直向下 0. 3
1. 5 竖直向上 0. 3 1. 4 斜向下 0. 3
1 竖直向上 0. 4 1. 1 竖直向下 0. 4
实验结论：
定滑轮的特点：
使用定滑轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向。
（1）力的关系：F 与 G 一样大，不省力 。
（2）施力的方向：改变。
（3）绳端移动距离S与物体上升高度h的关系：相等。
研究定滑轮的特点
实验
3. 定滑轮的实质
定滑轮实质上是等臂杠杆
支点在轴心O处；拉力F1是动力，重物的拉力是阻力F2；
两个力臂 L1、L2 都等于轮半径。
改变拉力方向，还是等臂杠杆，
所以使用定滑轮，无论拉力方向怎么样，F＝G
绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h相等：S绳=h物
L1＝ L2　； F1＝F2 ＝ G （不计摩擦）
根据杠杆的平衡条件：F1·L1=F2·L2
一、定滑轮
l2
l1
O
F2
F1
1. 动滑轮：使用滑轮时，物体和滑轮一起被提高。
还可以像下图一样，使用滑轮把物体提到高处。
提出问题：
（1）使用动滑轮是否省力（或更费力）？
（2）用动滑轮提重物有什么优越性？通过实验探究。
动滑轮
电动起重机的动滑轮
二、动滑轮
2. 使用动滑轮时，有什么特点？
① 用弹簧测力计直接测出钩码的重力；
② 竖直向上匀速拉动弹簧测力计，记录弹簧测力计的示数，
重物移动的距离和拉力作用点移动的距离。
③ 将测量结果填入表格。改变钩码的个数，重复上述实验过程。
注意：
单独使用动滑轮时，拉力的方向为竖直向上
即：物体运动的方向与拉力的方向朝向一致。
研究动滑轮的特点
实验
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力方向 拉力移动距离s/m
2 竖直向上 0. 4 1. 1 竖直向下 0. 8
2 竖直向上 0. 3 1. 2 竖直向下 0. 6
1 竖直向上 0. 2 0. 6 竖直向下 0. 4
实验结论：
（1）使用动滑轮能省一半的力：F= G。但不能改变力的方向。
（2）绳端移动距离：S=2h
研究动滑轮的特点
实验
使用动滑轮的特点：
能省一半的力，但要多移动一倍的距离，且不能改变动力的方向。
3. 动滑轮的实质：
支点在绳和轮相切的 O 处；
拉力 F1 是动力，重物的拉力是阻力 F2；
动力臂 l1 是轮直径；
阻力臂 l2 是轮半径。
动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆
根据杠杆的平衡条件：F1. L1=F2. L2
L1＝ 2L2　； F1＝F2 ＝ G （不计摩擦和动滑轮重）
1
2
绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h：
S绳=2h物
二、动滑轮
杠杆的支点在 O 点处
O
A
F
l2 = R
l1= 2R
O
G
F
G
图中滑轮为定滑轮，
大人对绳子的拉力与重物的重力
大小相等，且小于大人自身重力，
因此大人可将重物通过定滑轮吊到二楼。
而孩子对绳子的拉力小于重物的重力，
且重物的重力大于孩子的重力，
因此孩子被吊到二楼。
小孩用什么办法能在地面上把这袋东西拉上去？
【想想议议】
1. 滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。
三、滑轮组
定滑轮能改变拉力的方向，动滑轮能省力。
把两者结合在一起，小孩能在地面上把这袋东西拉上去。
由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合？
这样的组合各有什么特点？
讨论
2. 滑轮的组合
n：承担重的绳子段数
S：绳子末端移动的距离
在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时：
使用滑轮组
省了力，
但是费距离。
三、滑轮组
n=3
S=3h
n=2
S=2h
3. 使用滑轮组的特点：
（1）拉力 F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 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：
（2）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
F= （G + G动）
1
n
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：
F =
1
n
G
不计动滑轮重、绳重和摩擦：
（3）绳子自由端的速度与被物体的速度的关系：
v绳=n·v物
三、滑轮组
用n= — 或 n= — 来求，当 n 不是整数时，
要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。
G
F
s
h
4. 滑轮组的组装
（1）确定绳子的段数
（2）滑轮组的绕绳方法
当承重绳子的段数 n 为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；
当承重绳子的段数 n 为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上；
概括为“奇动偶定”。
三、滑轮组
除了杠杆和滑轮，简单机械家族中还有轮轴、斜面、螺旋等。
1. 轮轴
（1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，
大的称为轮，小的称为轴。
轮轴
各种轮轴
四、其他简单机械
（2）轮轴的实质：
轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆。
如图所示：轮轴作为杠杆的支点在轴心 O ，
轮半径 R 是动力臂，轴半径 r 阻力臂。
四、其他简单机械
（3）轮轴的原理
根据杠杆的平衡条件：F1· R = F2 · r
当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，
但费距离。
由 F2=G
得：F1· R = G · r
当动力作用在轴上，轮轴又将起到什么作用？
因为： R >r
所以：F1四、其他简单机械
2. 斜面
（1）斜面：是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
（2）使用斜面可以省力。
通过斜面将一个大箱子推进车厢，
通常要比把箱子直接从地面搬到车厢省劲多了斜面可以省力。
徒手搬运
利用斜面搬运
四、其他简单机械
（3）斜面的原理
如果不计斜面和物体的摩擦：Gh=FL
F=Gh/L
如图所示：把重为G的物体，沿着长为L，高为h的斜面，
用大小为F的力推上去的过程中：
斜面的分析
如果不计摩擦，
斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一。
斜面是一种省力的机械。
盘山公路
四、其他简单机械
3. 螺旋——特殊的斜面
螺丝钉较容易被旋进木板，螺旋千斤顶能轻松把汽车顶起来，
都是利用斜面的原理。
除了省力，还可以将旋转运动与沿轴向运动进行互相转化。
螺旋可以看做是绕在圆柱上的斜面。
螺杆
木螺丝
千斤顶
把三角形的纸片绕在
铅笔上，你可以体会
到斜面变形成为螺旋
的过程
四、其他简单机械
【本课小结】
【典例精析】知识点1：定滑轮
如图所示是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法，
所用拉力分别是F1，F2和F3，
下列式子中正确的是
A．F1＞F2＞F3
B．F1＜F2＜F3
C．F1=F2=F3
D．F2＞F1＞F3
【典例精析】知识点2：动滑轮
小可在 A 端用如图所示的动滑轮匀速提起 200N 的水桶，若不计绳重、
滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为_______N；
实际测量A端的拉力为110N，
不计绳重及摩擦，则滑轮重为_______N。
100
20
【典例精析】知识点2：动滑轮
如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度
移动相同的距离，所用拉力分别是 F1、F2、F3，这三个力作用点移动距离分别是 S1、S2、S3，
移动速度分别为 v1、v2、v3，不计滑轮摩擦，则
A ． F1：F2：F3=2：1：4 S1：S2：S3=2：1：4
B ． F1：F2：F3=2：1：4 S1：S2：S3=2：4：1
C ． F1：F2：F3=2：4：1 v1：v2：v3=2：1：4
D ． F1：F2：F3=2：1：4 v1：v2：v3=2：4：1
【典例精析】知识点3：滑轮组
如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，
则最省力的是
A B C D
【典例精析】知识点3：滑轮组
如图所示，物体 A 在水平拉力 F 的作用下，沿水平面以 0.2m/s 的速度匀速
运动了 5s，弹簧测力计的示数为的8N，（不计滑轮和绳子之间的摩擦），
拉力 F 做功的功率为
A．1.6W
B．8W
C．3.2W
D．16W
【典例精析】知识点3：滑轮组
一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，
要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力
的绕绳方法。
【典例精析】知识点4：轮轴和斜面
如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，
当提起同一重物时，最省力的是
A B C D

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