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(共37张PPT)
物理 人教版（2024）
八年级下册
第十二章　简单机械
第3节　滑轮
预习清单
1.滑轮有_________和_________两种。使用滑轮时,轴固定不动的滑轮叫作_______滑轮;轴与物体一起运动的滑轮叫作_______滑轮。
2.定滑轮_______省力，_______省距离，但是可以改变力的_______，定滑轮的实质是一个_______杠杆。(前两空均选填“能”或“不能”)
定滑轮
动滑轮
定
动
不能
不能
方向
等臂
预习清单
3.用动滑轮的好处是___________，缺点是不能改变力的________，且______距离。动滑轮的实质是______力臂为 ______力臂2倍的杠杆。
4.用滑轮组的特点是：使用滑轮组既能________，又能_____________。
可以省力
方向
费
动
阻
省力
改变力的方向
任务一：定滑轮和动滑轮
1.滑轮
滑轮也是一种常用的简单机械,它的主要部分是一个能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。
2.滑轮的分类
(1)轴固定不动的滑轮称为定滑轮。
(2)轴随物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
任务一：定滑轮和动滑轮
思考：
定滑轮和动滑轮在工作过程中有什么不同
实验1:探究定滑轮的特点。
【提出问题】
(1)使用定滑轮是否省力(或更费力)
(2)使用定滑轮是否省距离(或费距离)
(3)什么情况下使用定滑轮
任务一：定滑轮和动滑轮
【设计实验】
分别使不同重量的物体在使用定滑轮时匀速运动,记录整个过程需要用力的大小、物体移动的距离及动力移动的距离、动力的方向,然后由数据分析得出结论。
【实验器材】
铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计。
任务一：定滑轮和动滑轮
【进行实验】
如图所示。
任务一：定滑轮和动滑轮
(1)用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。
(2)使用定滑轮缓缓提升钩码,记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离h物 、拉力移动的距离s绳 及拉力的方向。
(3)改变拉力的方向,分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码,观察拉力F1、F2、F3的大小。把实验数据记入表格中。
(4)改变钩码的重力,重复上述实验。
任务一：定滑轮和动滑轮
(5)数据记录。
任务一：定滑轮和动滑轮
【分析论证】
(1)拉力与重力的大小关系:F=G,即使用定滑轮不省力。
(2)拉力的方向:改变了力的方向。
(3)拉力(绳末端)移动的距离与钩码上升的高度之间的关系为s绳 =h物 。
任务一：定滑轮和动滑轮
(4)定滑轮在实质上相当于一个等臂杠杆。
实验结论:使用定滑轮不省力,不省距离,但可以改变力的方向。
任务一：定滑轮和动滑轮
实验2:探究动滑轮的特点。
【提出问题】
(1)使用动滑轮是否省力(或更费力)
(2)使用动滑轮是否省距离(或费距离)
(3)什么情况下使用动滑轮
任务一：定滑轮和动滑轮
【设计实验】
分别使同不同重量的物体在使用动滑轮时匀速运动,记录整个过程需要用力的大小、物体移动的距离及动力移动的距离、动力的方向,然后由数据分析得出结论。
【实验器材】
铁架台、动滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计。
任务一：定滑轮和动滑轮
【进行实验】
如图所示。
任务一：定滑轮和动滑轮
(1)用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。
(2)使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码,记录整个过程中用力大小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。
(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。
任务一：定滑轮和动滑轮
(4)实验数据。
任务一：定滑轮和动滑轮
【分析论证】
(1)拉力与重力的关系:F(2)拉力的方向:不能改变力的方向。
(3)拉力(绳末端)移动的距离s与钩码上升的高度h之间的关系为s绳 =2h物 。
任务一：定滑轮和动滑轮
(4)动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
实验结论:使用动滑轮可以省力,但不改变力的方向,且费距离。
任务一：定滑轮和动滑轮
讨论分析:动滑轮中,不计摩擦,若拉力F 沿斜上方拉 吗？
因为动力臂l1减小,所以动力F 增大,故要使动滑轮省一半的力(省力最多),必须使绳子沿竖直方向拉。
任务二：滑轮组
1.什么是滑轮组。
【提出问题】定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。能否得到一种既可以省力,又可以改变力的方向的机械呢
(1)滑轮组:将定滑轮与动滑轮组合起来使用,这种装置叫作滑轮组。
任务二：滑轮组
(2)认识两种简单的滑轮组。
【提出问题】由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合
【分析】如图所示,可以组成甲、乙所示的两种滑轮组。
任务二：滑轮组
这两种绕线方法的不同之处:
(1)绳端的固定点不同:甲固定在定滑轮的轴上,乙固定在动滑轮的轴上。
(2)拉力的方向不同:甲通过定滑轮向下,乙通过动滑轮向上。
任务二：滑轮组
2.滑轮组的特点。
【提出问题】用如图甲、乙所示的滑轮组分别把重力为G 的物体提高h,在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时,所用拉力F 多大 拉力移动的距离s与物体升高的距离h之间有什么关系
任务二：滑轮组
(1)分析甲滑轮组的特点。
①用力情况:如图甲所示,重物由二段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子都要承担物重,因为同一根绳子上的力相等,所以拉力的大小为 (忽略动滑轮的自重、绳重与摩擦)。
任务二：滑轮组
②距离情况:图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要上升h,两段绳子上升的总距离都要被拉力拉走,所以拉力(绳子自由端)移动的距离为2h。
③力的方向:可以改变。
结论:拉力 ，拉力移动的距离s=2h,可知使用该滑轮组省力费距离,可以改变力的方向。
任务二：滑轮组
(2)分析乙滑轮组的特点。
①用力情况:动滑轮上有三段绳子,每段绳子都要承担物重,因为同一根绳子上的力相等,所以拉力的大小为 (忽略动滑轮的自重、绳重与摩擦)。
任务二：滑轮组
②距离情况：重物由三段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要上升h，三段绳子上升的总距离都要被拉力拉走，所以拉力(绳子自由端)移动的距离为s=3h。
③力的方向:不能改变。
结论:拉力 拉力移动的距离s=3h,使用该滑轮组省力费距离,但不能改变力的方向。
任务二：滑轮组
(3)确定承担物重绳子段数n的方法。
分离法:在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线,只考虑与动滑轮相连的绳子段数,如图甲所示的滑轮组中,绳子段数为n =4,则 ，
s=4h。如图乙所示的滑轮组中,与动滑轮相连的绳子段数为n =5,则
，s=5h。
温馨提示:n是连接动滑轮的绳子段数。
任务二：滑轮组
3.滑轮组的组装。
绕绳方式的判断———“奇动偶定”。
当承重的绳子段数n为偶数时,绳的起始端系在定滑轮的挂钩上;当n 为奇数时,绳的起始端系在动滑轮的挂钩上。简称“奇动偶定”。
核心总结
课堂评价
1.如图所示，甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上，不计滑轮重力、绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( )
A.甲、乙两人用力一样大
B.甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离
C.乙用力比甲小
D.甲乙使绳索移动的距离相等
C
课堂评价
2.如图所示，用20 N的拉力向上拉动绳子，使重为50 N的物体5 s内匀速升高5 m(不计绳重和摩擦)。则下列说法中不正确的是 ( )
A.绳子自由端移动的距离为15 m
B.动滑轮重为10 N
C.物体上升的速度为1 m/s
D.绳子自由端拉动的速度为6 m/s
D
课堂评价
3.在图中用线代表绳子，将三个滑轮连成省力的滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起，且绕线符合图中要求。
课堂评价
4.如图所示,在绳子自由端拉力F 作用下重为20 N 的物体沿水平面以0.01 m/s的速度匀速行驶20 s,受到的摩擦力为30 N。拉力F=_______N，绳子自由端拉动的速度是_______m/s。(忽略绳子和滑轮的重力及轮与轴、绳子与滑轮间的摩擦)
10
0.03
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