资源简介

(共34张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：11.2.2 滑轮组
副标题：探究滑轮组的省力规律与应用
学科：物理
适用年级：八年级
教材版本：人教版
幻灯片 2：学习目标
知道滑轮组的概念，能说出滑轮组的组成（定滑轮和动滑轮的组合）。
掌握滑轮组的绕线方法，能根据需求正确组装滑轮组。
理解滑轮组的省力规律，明确拉力与物重、承担物重的绳子段数的关系。
能计算滑轮组中绳子自由端移动的距离与物体上升高度的关系。
了解滑轮组在生产生活中的应用，体会其综合优势。
幻灯片 3：引入 - 滑轮组的优势
复习回顾：定滑轮能改变力的方向但不省力，动滑轮能省力但不改变力的方向。
情景问题：如何既省力又改变力的方向？建筑工地上需要将沉重的建材既省力又方便地提升到高处，单独使用定滑轮或动滑轮无法满足需求，这时需要将两者组合起来使用。
展示图片：起重机吊臂上的滑轮组、建筑工地上的滑轮组装置。
提问：这些组合起来的滑轮有什么特点？它们如何实现既省力又改变力的方向？本节课我们将学习滑轮组的相关知识。
幻灯片 4：滑轮组的概念与组成
定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起使用，就构成了滑轮组。
组成：至少包含一个定滑轮和一个动滑轮，通过绳子按一定方式绕制连接。
作用：既能省力，又能改变力的方向，是实际应用中最广泛的滑轮装置。
展示图片：滑轮组的结构示意图，标注定滑轮、动滑轮、绳子、物体等部分。
幻灯片 5：滑轮组的绕线方法
核心概念：承担物重的绳子段数（\(n\)），即与动滑轮相连的绳子段数，是决定滑轮组省力程度的关键。
绕线原则：
当需要改变力的方向时，绳子的自由端从定滑轮绕出。
当不需要改变力的方向时，绳子的自由端从动滑轮绕出。
绕线步骤（以 “一定一动” 滑轮组为例）：
确定绳子的起始端：若从定滑轮开始绕，\(n\)为偶数；若从动滑轮开始绕，\(n\)为奇数。
按顺序绕线：绳子依次绕过定滑轮和动滑轮，确保绳子不交叉、不重叠，与滑轮槽紧密贴合。
固定绳子末端：将绳子的一端固定在定滑轮或动滑轮的挂钩上。
图示示例：
\(n=2\)（绳子从定滑轮绕出，改变方向）：绳子固定在定滑轮挂钩，依次绕过动滑轮、定滑轮。
\(n=3\)（绳子从动滑轮绕出，不改变方向）：绳子固定在动滑轮挂钩，依次绕过定滑轮、动滑轮。
展示图片：不同绕线方式的滑轮组示意图，标注承担物重的绳子段数\(n\)。
幻灯片 6：实验探究 - 滑轮组的省力规律
实验目的：探究滑轮组拉力与物重、承担物重的绳子段数的关系。
实验器材：滑轮组（定滑轮、动滑轮）、绳子、钩码、弹簧测力计、刻度尺。
实验步骤：
组装 “一定一动” 滑轮组，使承担物重的绳子段数\(n=2\)。
用弹簧测力计测出钩码总重\(G\)，记录数据。
用滑轮组匀速提升钩码，读出弹簧测力计的拉力\(F\)，记录数据。
改变钩码数量，重复步骤 2、3，记录多组数据。
重新组装滑轮组，使\(n=3\)，重复上述实验。
实验数据记录表格：
实验次数
承担物重的绳子段数\(n\)
钩码总重\(G/N\)
拉力\(F/N\)
\(F\)与\(G/n\)的关系
1
2
2
2
3
3
4
3
展示图片：实验装置图和数据记录表格。
幻灯片 7：滑轮组的省力规律
实验结论：在不计动滑轮自重和摩擦的理想情况下，滑轮组的拉力\(F\)与物重\(G\)、承担物重的绳子段数\(n\)的关系为：\(F = \frac{1}{n} G\)。
实际情况：考虑动滑轮自重\(G_动\)和摩擦时，拉力\(F = \frac{1}{n} (G + G_动)\)（摩擦较小时可忽略，主要考虑动滑轮自重）。
规律说明：
承担物重的绳子段数\(n\)越大，拉力\(F\)越小，越省力。
\(n\)的判断方法：数与动滑轮相连的绳子段数，有几段绳子直接拉着动滑轮，\(n\)就等于几。
示例：若滑轮组\(n=3\)，物重\(G=300N\)，动滑轮自重\(30N\)，则实际拉力\(F = \frac{1}{3} (300N + 30N) = 110N\)。
幻灯片 8：绳子移动距离与物体上升高度的关系
规律推导：在滑轮组中，绳子自由端移动的距离\(s\)与物体上升的高度\(h\)的关系为：\(s = n h\)。
原理说明：每段绳子都要承担物体上升的高度，\(n\)段绳子共同拉动物体，因此绳子自由端移动的距离是物体上升高度的\(n\)倍。
示例：用\(n=2\)的滑轮组提升物体，物体上升\(0.5m\)，则绳子自由端移动的距离\(s = 2 \times 0.5m = 1m\)。
展示图片：滑轮组中绳子移动距离与物体上升高度的关系示意图。
幻灯片 9：滑轮组的特点总结
项目
理想情况（不计动滑轮自重和摩擦）
实际情况（考虑动滑轮自重）
拉力与物重关系
\(F = \frac{1}{n} G\)
\(F = \frac{1}{n} (G + G_动)\)
绳子移动距离与物体上升高度关系
\(s = n h\)
\(s = n h\)
是否改变力的方向
取决于绕线方式（从定滑轮绕出则改变方向）
同左
省力情况
\(n\)越大，越省力
同左
核心优势：滑轮组结合了定滑轮和动滑轮的优点，既能省力，又能根据需要改变力的方向，是机械效率较高的简单机械。
幻灯片 10：生活中的滑轮组应用
实例 1：起重机
应用原理：起重机吊臂上的滑轮组通过多段绳子承担物重（\(n\)较大），能省力地吊起几吨甚至几十吨的重物，同时通过定滑轮改变力的方向，便于操作。
优势：大幅降低起重所需的拉力，提高起重能力。
实例 2：电梯
应用原理：电梯顶部的滑轮组由多个定滑轮和动滑轮组成，通过电机拉动绳子，带动轿厢升降，既省力又能稳定控制升降方向。
优势：承载能力强，运行稳定安全。
实例 3：建筑塔吊
应用原理：塔吊的起重机构采用滑轮组，通过调整承担物重的绳子段数，适应不同重量货物的吊装需求，既能吊轻物快速移动，又能吊重物缓慢提升。
优势：灵活调节省力程度，满足多样化施工需求。
展示图片：起重机、电梯、建筑塔吊的滑轮组工作示意图。
幻灯片 11：课堂小练习 1 - 承担物重的绳子段数判断
题目：如图所示的滑轮组，承担物重的绳子段数\(n\)是（ ）
（图示：一定两动滑轮组，绳子从定滑轮绕出，与动滑轮相连的绳子有 3 段）
答案：3
解析：数与动滑轮相连的绳子段数，图中有 3 段绳子直接拉着动滑轮，因此\(n=3\)。
幻灯片 12：课堂小练习 2 - 拉力计算
题目：用如图所示的滑轮组（\(n=2\)）提升重为 400N 的物体，不计动滑轮自重和摩擦，所需的拉力是多少？若物体被提升 1m，绳子自由端移动的距离是多少？
答案：拉力 200N，绳子自由端移动距离 2m。
解析：理想情况下，\(F = \frac{1}{n} G = \frac{1}{2} \times 400N = 200N\)；绳子移动距离\(s = n h = 2 \times 1m = 2m\)。
幻灯片 13：课堂小练习 3 - 实际拉力计算
题目：一个滑轮组由 2 个定滑轮和 2 个动滑轮组成，承担物重的绳子段数\(n=4\)，动滑轮总重为 100N，用它匀速提升重 800N 的物体，所需的实际拉力是多少？
答案：225N
解析：考虑动滑轮自重，\(F = \frac{1}{n} (G + G_动) = \frac{1}{4} (800N + 100N) = 225N\)。
幻灯片 14：滑轮组的组装与设计
组装原则：
根据省力需求确定承担物重的绳子段数\(n\)（\(n\)至少为 2，\(n\)越大越省力）。
若需要改变力的方向，绳子自由端从定滑轮绕出；若不需要，从动滑轮绕出。
绕线时从内向外、从左到右依次缠绕，确保绳子不打滑、不交叉。
设计示例：要提升重 600N 的物体，现有最大拉力为 200N 的绳子，不计动滑轮自重，应设计\(n\)至少为多少的滑轮组？
解：由\(F = \frac{1}{n} G\)得\(n = \frac{G}{F} = \frac{600N}{200N} = 3\)，因此\(n\)至少为 3。
展示图片：不同\(n\)值的滑轮组组装示意图。
幻灯片 15：课堂总结
滑轮组概念：定滑轮和动滑轮的组合，既能省力又能改变力的方向。
绕线方式：决定承担物重的绳子段数\(n\)，\(n\)越大越省力，绕线方向决定是否改变力的方向。
核心规律：
理想拉力：\(F = \frac{1}{n} G\)。
实际拉力：\(F = \frac{1}{n} (G + G_动)\)。
绳子移动距离：\(s = n h\)。
应用价值：广泛应用于起重、运输等领域，通过合理设计\(n\)值，平衡省力程度和操作便利性。
幻灯片 16：课后作业布置
完成课本上关于滑轮组的练习题。
用 2 个定滑轮和 2 个动滑轮设计一个滑轮组，要求既能省力又能改变力的方向，画出绕线示意图并标明\(n\)值。
测量家中或学校中滑轮组（如晾衣架的滑轮组）的\(n\)值，计算用它提升物体时的实际拉力（需测量物重和动滑轮自重）。
思考：为什么滑轮组的\(n\)值不是越大越好？（提示：考虑绳子自重、摩擦和操作便利性）
2024沪科版物理八年级全册
11.2.2滑轮组
第十一章 简单机械
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
知道定滑轮和动滑轮的特点。(重点）
02
认识什么是定滑轮和动滑轮。
01
了解滑轮组的结构。
03
知道滑轮组中拉力与被提物体重力间的关系。(难点）
04
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。
滑轮组的定义
知识点一
想一想：还有别的绕线方法吗
这两种绕线方法有什么不同？
1.绳子的起点
2.拉力的方向
3.拉力的大小
4.移动的距离
滑轮组的组装
知识点二
1 2
1 2 3
n = 2
n = 3
奇动偶定
分割法
与动滑轮相连的绳子段数 n 就是承担物重的绳子段数。
例1 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
滑轮组的特点
知识点三
【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
【实验记录】
【实验分析】
乙
丙
n = 2
s=2h
F= G
n = 3
s =3h
F= G
滑轮组的特点:
【实验结论】
(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
例2 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
例3 小明同学利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动物体A，已知物体 A受到的重力为2000 N，受到地面的摩擦力为 600 N，则作用在绳端的拉力为_______N。绳子自由端在2s内移动了6m，则物体的移动速度为_______m/s。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
200
1
拓 展
斜 面
点击图片观看
斜面上推力做功
不计摩擦克服重力做功
W =Gh
W =Fl
Fl=Gh
斜面的省力情况：斜面长是斜面高的几倍，不计摩擦的情况下，所用的推力就是物重的几分之一。
用公式表示为：
在斜面高度一定时，斜面越长越省力。
1星题 知识过关
滑轮组的特点和应用
1.使用滑轮或滑轮组肯定做不到的是( )
B
A.既省力又改变用力的方向
B.既省力又省距离
C.省力，但没有改变用力的方向
D.不省力，但改变用力的方向
2.用下列装置来提升物体，其中最省力的装置是( )
D
A. B. C. D.
3.使用如图滑轮组匀速提起重物，在不计摩
擦时，工人师傅拉绳子的力为 ，则( )
B
A.吊起动滑轮的绳子股数是3股
B.的大小为重物和动滑轮总重力的
C.绳子自由端移动，物体移动
D.为重物重力的
4.如图所示，已知物体重 ，不计滑
轮重、绳重及摩擦，将物体匀速提升
，人需用的拉力为____ ，绳子自
由端移动的距离为___ 。
60
1
5.用如图所示滑轮组提起重 的物体，整个装
置静止时，作用在绳自由端的拉力 ，则
动滑轮自身重力是(绳重及摩擦不计)( )
B
A. B.
C. D.无法计算
由题图可知， ，由题知，
， ，不考虑绳重和摩擦，
，即 ，
动滑轮重力 。
滑轮组的设计与组装
6.如图所示，人站在地面上，通过这个滑轮组把重物提升到
楼上，请画出这个滑轮组最省力的绳子绕法。
解：如图所示。
2星题 情境应用
(第7题)
7.［中考能力点·构建物理模型］系鞋带是
一项常用的生活基本技能。如图，这与简
单机械中________(填“杠杆”“滑轮组”或
“定滑轮”)的原理相同，将穿好的鞋带两端
向两边拉扯，鞋帮就会收紧，达到______
(填“省力”或“省距离”)的效果。
滑轮组
省力
(第8题)
8.[2024·开封一模] 一辆质量是
的汽车不慎陷入泥泞地面，
用如图的滑轮组将汽车拖出。已知整个
过程中，水平拉力是 ，汽车沿
6
水平方向匀速移动了 ，不计滑轮组自重和摩擦，汽车受
到的阻力大小为_______，绳端移动的距离为___ 。
(第8题)
，不计滑轮组自重和摩
擦，汽车受到的阻力
，
绳端移动的距离
。
9.[2024·马鞍山期中] 在水平桌面上放
一物体，如图所示，若不考虑滑轮重、
绳重和滑轮组的摩擦，在水平拉力
15
的作用下使物体向右匀速运动，绳子自由端在 内移动
，已知物体与桌面间的摩擦力为，则水平拉力
大小为____，物体移动的速度是_____ 。
(第10题)
10.如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成
甲、乙两个滑轮组，用它们提起相同的重物，
重物都被提升相同高度(忽略滑轮重、绳重及
摩擦)，甲、乙两滑轮组所用的拉力分别为
和，绳子自由端移动的距离分别为和 ，
下列关系式正确的是( )
B
A. B.
C. D.
11. 高速铁路的输电线，采用坠砣牵引自动
补偿线的张紧，无论冬、夏输电线都绷得直直的，以保障列
车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置工作
原理图，钢绳通过滑轮组悬挂配重为的坠砣，若
内坠砣下降了 ，不计滑轮和钢绳自重、摩擦。则( )
(第11题)
A.、 都是动滑轮
B.输电线端向左移动了
C.输电线向左移动的速度是
D.输电线端受到的拉力为
B
12.[2024·安庆模拟] 如图所示，该装置处于静止
状态。若不计滑轮重、绳重及一切摩擦，物体的
重力分别为和，则 等于( )
A
A. B.
C. D.无法判断
13.[2024·亳州期末] 王师傅重 ，他利用
如图所示的滑轮组用时 将工件匀速提升
，已知每个滑轮均重 ，不计绳重及
轮与轴的摩擦。求：取
(1)绳子自由端移动的速度；
解：由图可知， ，绳子自由端移动的距离
，绳子自由端移动的速度
。
(2)若绳子能承受的拉力最大为 ，王师
傅用此滑轮组最大能够提起多重的物体。
绳子自由端最大的拉力 ，
由 可知，王师傅用此滑轮组
最大能够提起物体的重力
。
3星题 思维提升
14.如图所示，质量为 的人，站在质量为
的吊篮内，其中每个滑轮重 ，不计
绳重和摩擦。他至少用_____ 的拉力拉住绳子，
才能使自己和吊篮在空中保持静止状态。
取
200
如图所示，
由滑轮组的特点可知，
篮
, 。
且 ，得
。
竖直方向滑轮组
力的计算
距离计算
速度计算
s绳=nh
v绳=nv物
滑轮组
定义：定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置
特点：省力和能改变作用力的方向，但费距离
组装：奇动偶定
谢谢观看！

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