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(共34张PPT)
第11章 机械与功
第2节 滑轮
1.通过观察与实验，了解定滑轮和动滑轮的结构，认识定滑轮和动滑轮的特点。
2.实验探究定滑轮和动滑轮的特点。
3.认识定滑轮和动滑轮与杠杆的联系。
4.了解滑轮组的省力和距离的特点。
港口的起重机一次就能把几吨重的货物吊起，你知道起重机是怎样把它们拉上去的吗？
滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的轮子。
凹槽
轮子
轴
知识点一：滑轮及其分类
动滑轮：使用滑轮时，滑轮的轴能随物体一起运动。
定滑轮：使用滑轮时，其轴固定不动的滑轮。
仔细观察这两个滑轮有什么特点
思考
那么定滑轮有怎样的特点呢
知识点二：定滑轮及其特点
探究定滑轮的特点
用弹簧测力计钩住绳子的一端，然后竖直向下拉动，使绳子另一端的钩码缓慢上升（或保持静止），读取弹簧测力计的示数，比较钩码所受重力大小和弹簧测力计示数的关系。
改变钩码个数，重复上述操作，你可得出什么结论 改变弹簧测力计拉力的方向，重复上述操作，你又可得出什么结论
次数 钩码所受重力G/N 钩码移动的方向 钩码上升的距离 h/m 测力计读数 F/N 拉力的方向 测力计移动的距离 s/m
1 2 竖直向上 0.1 2 竖直向下 0.1
2 2 竖直向上 0.1 2 水平 0.1
3 1 竖直向上 0.1 1 竖直向下 0.1
4 2 竖直向上 0.1 2.2 竖直向下 0.1
5 4 竖直向上 0.1 4.3 竖直向下 0.1
使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
F1
F2
O
L1=L2
F2
F1
O
L1=L2
L1
L2
L1
L2
等臂杠杆 L1=L2 ，F1=F2
使用定滑轮为什么不省力？
F=G
不 省力
s=h
不 省距离
改变拉力方向，拉力大小 不变 。
定滑轮的实质
使用定滑轮
在右图中，小明用力将物体提到高处。
和同学讨论，你们都在哪些场合见过小明使用的这种滑轮，它能带来哪些方便？
虽说不能省力，但可以把上提改为下拉
如升旗时旗杆顶端滑轮是定滑轮
动滑轮：
滑轮的位置随被拉物体一起改变
根据力的平衡条件，重物所受重力G的大小与来自两段绳子的拉力F1、F2的合力相等。
思考：动滑轮有什么特点？
知识点三：动滑轮及其特点
1. 动滑轮两端绳子的拉力是否相等？
2. 使用动滑轮提重物有什么优越性？
【提出问题】
使用动滑轮
动滑轮、钩码若干、弹簧测力计2个、细绳、铁架台、刻度尺
【实验材料】
1. 按图组装实验装置。
【设计实验】
2. 在动滑轮下方悬挂所受重力为G的钩码，读出弹簧测力计实数F1和F2，看看是否相等。用F2竖直向上匀速拉弹簧测力计，分别测出钩码升高的高度H1和手拉弹簧测力计将动滑轮上绳子的自由端提起的高度H2。
3. 将测量的物理量填入下表并完善下列表格。改变钩码个数，重复上述实验过程。
【设计实验】
次数 直接测量的物理量 计算物理量 GH1 F2H2
1
2
3
G/N
F1/N
F2/N
H1/m
H2/m
获得多组数据，使结论更具有普遍性
【实验结论】
通过实验，可以得到以下关系：
F1_____F2，G=_____；H1_____H2。
相对于定滑轮，用动滑轮提起重物，如果忽略滑轮的自重、绳重及摩擦，可以省一半的力，但要多移动一倍的距离。
=
F1+F2
F1
F2
O
L1
L2
L1 =2L2
F1
F2
O
省力杠杆：动力臂是阻力臂二倍的杠杆 F1=F2
省力
s=2h
费 距离
力的方向 改变 。
F1
L2
O
L1
动滑轮的实质
拉力方向改变，拉力大小 改变
定滑轮 动滑轮
拉力端移动距离 等于物体移动的距离 等于物体移动
距离的2倍
省力情况 不省力 省一半力
能否改变力的方向 能 不能
实质 等臂杠杆 省力杠杆
归纳小结
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。
能否有这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？
滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置。
滑轮组特点：既能省力又能改变作用力的方向，但要费距离。
想一想：还有别的绕线方法吗
知识点四：滑轮组
滑轮的组合
如图分别是两种形式的滑轮的组合。
分析：这样的组合各有什么特点？
【实验步骤】
a. 如图甲，匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，将拉力方向和示数记录在实验表格中；
b. 分别按照图乙、丙所示方式组装滑轮组，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数,测出钩码受到的重力、钩码上升的高度、绳子自由端移动的距离，并记录在实验表格中。
甲
乙
丙
探究滑轮组的特点
实验序号 重物移动的距离h/m 拉力作用点移动的距离s/m 拉力的方向 弹簧测力计的示数F/N
甲
乙
丙
0.1
0.1
向上
2
0.1
0.2
向下
1
0.1
0.3
向上
0.67
乙
丙
n = 2
s=2h
F= G
n = 3
s =3h
F= G
滑轮组的特点:
(1)动滑轮被几段绳子承重，所用的力就是物重的几分之一；
①n为动滑轮上承重的绳子股数；
②此时未计滑轮自重和绳子与滑轮的摩擦。
若不计摩擦但要考虑滑轮自重，则
(2)绳子自由端移动的距离等于物体上升的距离的n倍:
s绳=nh
v绳=nv物
确定承担物重的绳子段数n
在定、动滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，绕在动滑轮上的绳子段数 n 即为承担物重的绳子段数。
分割法
1 2
1 2 3
1 2 3 4
n = 2
n = 3
n = 4
练一练： 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。
F
思路分析：反绕法
1. 竖直方向滑轮组的计算
滑轮组的计算中等量关系的归纳
2. 水平方向滑轮组的计算
滑轮
使用时，轴固定不动
不省力，但可以改变力的方向，实质是等臂杠杆
滑轮组
定滑轮
动滑轮
使用时，轴跟物体一起运动
省力但费距离，实质是动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆
省力，也可以改变力的方向，但费距离
1．定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为：F1、F2、F3，则 （ ）。
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三个力一样大
D
F2
F1
F3
2. 如图所示，工人用动滑轮匀速提升总重为 250 N 的水桶。若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人对绳子A端的拉力大小为______N；若实际测得A端的拉力大小为 135 N，不计绳重及摩擦，则动滑轮重______N。
125
20
3.一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为_____N，乙图中人拉动汽车的拉力至少为 N，其中比较省力的是 图。（绳与滑轮间的摩擦不计）
800
400
乙
甲
乙
4.如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为 40 kg 的重物在2s内匀速提升 2m。不计绳重和摩擦，g取10 N/kg，下列说法中不正确的是（ ）
A.作用在绳子自由端的拉力F为 150 N
B.重物上升的速度是1m/s
C.绳子自由端移动的距离为6m
D.绳子自由端移动的速度是2 m/s
D

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