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滑 轮
6.6
第六章 力和机械
（沪粤版）八年级
下
定滑轮和动滑轮
探究两类滑轮的作用
a、什么是滑轮
b、定滑轮的特点
a、定滑轮的作用
b、动滑轮的作用
滑轮组
a、什么是滑轮组
b、滑轮组的特点
一
二
三
01
学习目标
轮轴
四
c、动滑轮的特点
02
激趣导入
从身边的问题出发……
生活中滑轮处处可见，这些滑轮的作用是什么呢？
知识点1——定滑轮和动滑轮
a、什么是滑轮
b、定滑轮的特点
一
c、定滑轮的特点
阅读活动1内容，观察滑轮的特点……
1. 观察滑轮，说出它的结构。
2. 用下图所示的滑轮、细线、钩码、铁架台等实验器材设计两种实验方案，要求利用滑轮把钩码提起来，并在方框中画出实验装置的示意图。
用滑轮把钩码提起来
滑轮
细线
钩码
铁架台
什么是滑轮？
滑轮：周边有槽并可以绕轴转动的轮子
轴
轮子
使用滑轮工作时，根据滑轮的轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
将滑轮固定在铁架台，尝试用绳子拉钩码……
定滑轮：轴不随物体一起移动的滑轮
将绳子固定在铁架台，尝试用利用滑轮用绳子拉钩码……
动滑轮：轴随物体一起移动的滑轮
知识点2——探究两类滑轮的作用
a、定滑轮的作用
b、动滑轮的作用
二
在活动1的两种实验方案中，同学们对分别用定滑轮和动滑轮提起质量相等的钩码所用拉力的大小进行了不同猜想。
用定滑轮或动滑轮提起质量相等的钩码，所用的力的大小可能不同。
滑轮的轴的位置运动与否，可能会影响拉力的大小。
用动滑轮可能更费力，因为提起动滑轮也要用力。
两类滑轮的比较
根据猜想，进行活动2实验……
1. 定滑轮的作用
先用弹簧测力计直接测出每一个钩码的重力
再按右图所示用弹簧测力计测量拉力
改变钩码的数量或拉力的方向，比较每次拉力和钩码重力的大小关系。
G
F1
4G
F2
F3
F4
结论
使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，既不费也不省距离
G
F1
4G
F2
F3
F4
F1=G F2=4G
F3=4G F4=4G
可以通过下拉侧拉等等方式让物体向上运动
绳子拉动的距离和物体上升的距离一样
（忽略绳重及摩擦）
通过实验视频的演示，及老师的实验操作分析可得……
两类滑轮的比较
用同一套实验器材，再进行动滑轮的作用实验……
2. 动滑轮的作用
先用弹簧测力计直接测出每一个钩码的重力
按右图所示的方法，通过动滑轮来提起钩码
读出弹簧测力计的示数F，并与钩码的总重力2G比较，分析得出结论
G
F
2G
F
结论
使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向也费距离
G
F
2G
F
F=G,拉力的大小比重物实际的重力示数小
（忽略动轮重、绳重及摩擦）
拉力向上，物体也向上运动
绳子拉动的距离比物体上升的距离长
通过实验视频的演示，及老师的实验操作分析可得……
省力
or
不省力
省距离
or
费距离
省力
or
不省力
省距离
or
费距离
滑轮本质上属于杠杆类机械
联想前面杠杆的学习内容，也有相似的分析内容
定滑轮的本质……
F1
F2
O
L1
L2
L1=L2，F1=F2
（忽略绳重及摩擦）
定滑轮相当于一个
等臂杠杆
动滑轮的本质……
F1
F2
O
L1
L2
L1=2L2，F1= F2
动滑轮相当于一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
（忽略动轮重、绳重及摩擦）
知识点3——滑轮组
a、什么是滑轮组
b、滑轮组的特点
三
生活中，定滑轮和动滑轮往往是结合一起使用，满足人们的生产生活需求……
使用定滑轮能改变力的方向
使用动滑轮能省力
把它们组合起来使用
就可以既省力又改变力的方向
这种动滑轮与定滑轮的组合就是滑轮组
使用滑轮组时拉力与物重的关系
阅读活动3内容，进行实验……
请用两个滑轮组成如图所示的滑轮组，并测出不同情况下拉力 F和钩码的重力 G，填入表中。
实验序号 钩码的重力 G/N 弹簧测力计的拉力 F/N 吊起动滑轮的绳子段数 n
1
2
3
请根据表中的数据找出 F、 G 和 n 之间的关系。
在实验当中，需要了解几个滑轮组相关的概念……
s：绳子自由端移动的距离
h：重物被提升的高度
n：吊起动滑轮的绳子段数
G：被提升物体的重力大小
G动：被提升动滑轮的重力大小
F：拉力大小
G
G动
F
n=2
h
s
根据实验表明，使用滑轮组时拉力与物重的关系，与吊起动滑轮的绳子段数n有关。
判断实验所示各滑轮组中n是多少……
n=2
n=2
n=3
根据实验表明，使用滑轮组吊重物时，绳重和摩擦不计，动滑轮被几段子吊起，所用的力就是物重的几分之一。即：
F=
n
G物+G动
若不考虑动滑轮自重，则：
F=
n
G物
G
G动
F
n=2
由此可知n越大，越省力
绳端移动的距离与物体提升高度的关系,也与吊起动滑轮的绳子段数n有关。即：
h
s
h=
n
s
n=2
若考虑重物提升的速度v物与绳端移动的速度v绳的关系：
v物=
h
t
n
s
=
t
s
t
=
×
1
n
即：
v物=
v绳
n
工人利用如图所示的滑轮组将800N的建材从地面匀速提升到距地面高h=8m的三楼，用时20秒，动滑轮重50N，工人的质量为70kg（忽略机械摩擦和绳重，绳子能承受的拉力足够大，g取10N/kg）。求：
（1）该滑轮组有几段绳子吊着动滑轮？
（2）提升过程中工人拉动绳子的拉力F为多大？
由图可知，拉着动滑轮绳子的段数n=2；
提升过程中工人拉动绳子的拉力为：
F= = =425N
n 2
（G1+G动） （800N+50N）
例
（3）绳子自由端移动的距离s？
（4）建材匀速上升的速度v物？
（5）绳子自由端移动的速度v绳？
绳子自由端移动的距离：s=nh=2×8m=16m
货箱在20s内匀速提升8m,货箱上升的速度：
v物 = = =0.4m/s
t 20s
h 8m
绳子自由端移动的速度：v绳=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s；
工人利用如图所示的滑轮组将800N的建材从地面匀速提升到距地面高h=8m的三楼，用时20秒，动滑轮重50N，工人的质量为70kg（忽略机械摩擦和绳重，绳子能承受的拉力足够大，g取10N/kg）。求：
例
既然拉力的大小和滑轮组的绕线方式有关，那么应该怎么绕线？
绳子互不交叉，一个滑轮只能经绳子绕过一次，一定一动
从动滑轮开始绕
从定滑轮开始绕
分析下列的滑轮组滑轮组，不同的绕线方式呈现什么规律？
奇动偶定
从动滑轮出发，绳子股数为奇数
从定滑轮出发，绳子股数为偶数
n=3
n=3
n=5
n=2
n=4
n=4
知识点4——轮轴
四
杠杆除了可以变形为滑轮，还可以变形为轮轴。
由轮和轴组成的能绕共同轴心转动的简单机械就是轮轴
轴
轮
F
G
轴心
轴半径
轮半径
轮
轴心
轴
若动力作用在轮上，阻力作用在轴上，就省力
汽车方向盘
井上的辘轳
水龙头
球形门把手
若动力作用在轴上，阻力作用在轮上，就费力……
汽车前窗上的雨刮器
自行车通过链条带动车轮转动
手摇式卷线器
陀螺
风扇
04
课堂小结
滑轮
滑轮
滑轮组
(不考虑绳重、滑轮自重与摩擦)
定义：周边有槽并可以绕轴转动的轮子
分类
定滑轮
定义：动滑轮与定滑轮的组合
作用特点：
特点：不省力，但可以改变力的方向，既不费也不省距离
本质：等臂杠杆
定滑轮
特点：可以省力，但不改变力的方向也费距离
本质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
F=
n
G物+G动
F=
n
G动
h=
n
s
绕线特点：一定一动，奇动偶定
v绳=
n
v物
/
轮轴
05
随堂练习
1、国庆期间，小华到北京旅游，观看了天安门广场升旗仪式。关于旗杆顶部安装的滑轮，下列说法正确的是（　　）
A．使用定滑轮，因为可以省力
B．使用动滑轮，因为可以省力
C．使用定滑轮，因为可以改变力的方向
D．使用动滑轮，因为可以改变力的方向
C
2、如图所示，分别用力F 、F 、F 匀速提起同一重物。若不计滑轮重与摩擦，则（ ）
A．F =F ＞F B．F ＜F =F
C．F =F =F D．F =F ＜F
A
05
随堂练习
3、如图所示，每个滑轮自重相等，不计绳重和轮、轴间摩擦，分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物时，甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知，则每个滑轮的重为（　　）
A．3N B．6N
C．11N D．22N
B
4、把质量相等的A、B两物体挂在如图所示滑轮组下面，不计绳重、滑轮重和摩擦，放手后（　　）
A．A、B均静止 B．无法确定A、B的运动情况
C．A上升 D．A下降
D
05
随堂练习
5、如图所示，分别用力F1、F2和F3，使用三个滑轮匀速提起同样的重物，不计绳重、滑轮重和摩擦，则F1、F2和F3的大小关系是（　　）
A．F1C．F1=F36、古代的汲水装置——辘轳，由具有共同转轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。用辘轳提水的某时刻的示意图如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．正常使用时，图甲中辘轳可视为费力杠杆
B．使用辘轳提水，不仅可以省力，也可以省距离
C．图丙中水龙头开关，②比①更省力
D．家中房门的门把手与辘轳的原理相同
D
D
7、如图所示是工人往高处运送货物的两种方法，（甲）中滑轮的作用是 ，（乙）中用滑轮拉动 100 牛的重物上升 1 米时，不计滑轮重及摩擦，工人的拉力为 牛，绳子的自由端上升 米。
05
随堂练习
改变力的方向
50
2
05
随堂练习
8、一辆汽车不小心陷进了泥潭中，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出，如果汽车发动机产生的牵引力比阻力小1000N，则甲图人匀速拉动汽车的拉力至少为 ，乙图人匀速拉动汽车的拉力至少为 。（绳与滑轮间的摩擦不计）
1000N
500N
05
随堂练习
9、工人站在地面上用如图的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。
05
随堂练习
10、如图所示，小亮用滑轮组将物体运上楼，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
11、如图所示，汽车陷入淤泥中，要用滑轮组将汽车拉出来，请在图中画出最省力的绕绳方式。
05
随堂练习
12、如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮工作特点”的实验装置。
（1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是 　 　。
A.随意拉动钩码 B.拉着钩码保持静 C.匀速向下拉动钩码
（2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析：
①比较甲和丙实验测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 　 　。
②把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 　 　。
05
随堂练习
C
能省力
费距离
（3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得校准弹簧测力计操作麻烦，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，如图丁所示，读得的测力计示数会 　 　（变大/变小/不变），其理由是 　 　。
05
随堂练习
变小
测力计本身受重力的作用
13、某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，绳子自由端被拉下2m，在此过程中，不计摩擦和绳重，求：
（1）物体被提升的高度；
（2）滑轮组中动滑轮的重力；
（4）如果用此滑轮组以0.2m/s速度匀速提升800N的重物，拉力应为多大？
05
随堂练习
解：（1）由图所知，滑轮组绳子的股数n=2
物体被提升的高度h= = =1m
s
n
2m
2
（2）不计摩擦和绳重，拉力F= ，则动滑轮重G重=nF-G=2x300N-500N=100N
（3）当提起800N的重物时，不计摩擦和绳重
所用拉力F’= = =450N
G+G重
n
G’+G重
n
800N+100N
2
答：（1）物体被提升的高度为1m；（2）滑轮组中动滑轮的重力为100N；（3）如果用此滑轮组匀速提升800N的重物，拉力应为450N。
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