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11.2 课时2 滑轮组、轮轴 学案
苏科版 九年级物理上册 第十一章 简单机械和功
姓名：________ 班级：________ 日期：________
【学习目标】
1. 理解滑轮组是将定滑轮和动滑轮组合而成，既省力又能改变力的方向。
2. 掌握"承担物重的绳子段数n"的判断方法（分割法）和滑轮组绕线口诀（奇动偶定）。
3. 能运用F=G/n和s绳=nh进行滑轮组力和距离的计算。
4. 认识轮轴的结构（轮+轴），能运用F R=F r分析轮轴的省力原理。
一、知识填空
（一）滑轮组
1. 将________和________组合在一起，构成滑轮组。滑轮组既可以________，又可以改变________的方向。
2. 承担物重的绳子段数用字母________表示。不计绳重、摩擦和动滑轮重时，拉力F=________；计动滑轮重G动时，拉力F=________。
3. 绳子自由端移动距离s绳与物体上升高度h的关系：s绳=________；绳子自由端移动速度v绳与物体速度v物的关系：v绳=________。
4. 滑轮组绕线口诀——"奇动偶定"：n为________数时绳子从动滑轮绕起→自由端向________拉；n为________数时绳子从定滑轮绕起→自由端向________拉。
5. 判断承担物重的绳子段数n的方法——________法：在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将两者隔离开，绕在________滑轮上的绳子段数即为n。
（二）轮轴
6. 轮轴由具有________的大轮（轮）和小轮（轴）组成。轮轴的实质是可以连续转动的________。
7. 轮轴的杠杆平衡条件：________·R = ________·r。因为轮半径R________轴半径r，所以使用轮轴可以________力，但________距离。
8. 辘轳、汽车方向盘、阀门旋钮、水龙头把手、门把手都是________类机械。在实际应用中，常用________状物体来代替大轮以节约材料。
二、对比归纳表——三种滑轮绕线方式
对比甲（单个动滑轮）、乙（定滑轮开始绕）、丙（动滑轮开始绕）三种绕线方式：
比较项 方式甲
（单动滑轮） 方式乙
（绳从定滑轮开始） 方式丙
（绳从动滑轮开始）
拉力F F=____ N(≈G/2) F=____ N(≈G/2) F=____ N(≈G/3)
拉力方向 向____ 向____ 向____
承担物重段数n ____ ____ ____
s绳与h关系 s绳=____h s绳=____h s绳=____h
省力程度 省____力 省____力 省____力
改变力的方向 ____ ____ ____
三、实验观察记录表——滑轮组实验
实验器材：定滑轮、动滑轮各1个，细绳，钩码（每个5 N），弹簧测力计，铁架台，刻度尺。
实验项目 方式甲
（单动滑轮） 方式乙
（定→动→下拉） 方式丙
（动→定→上拉） 规律归纳
钩码重力G/N 2 2 2 G一定
拉力F/N 1.2 1.2 0.8 F=G/____
物体上升h/m 0.1 0.1 0.1 h一定
绳端移动s/m 0.2 0.2 0.3 s=____ h
四、课堂练习
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。
练习1——滑轮组绕绳
2. 如图所示的滑轮组，每个滑轮重50 N，用这个滑轮组把质量为40 kg的重物在2 s内匀速提升2 m。不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g取10 N/kg）（　　）
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1 m/s
C．绳子自由端移动的距离为6 m
D．绳子自由端移动的速度是2 m/s
练习2——滑轮组综合计算
3. 小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为5 N的物体匀速提高了1 m，每个滑轮重均为1 N，不计绳重及摩擦，则绳端移动距离是________m，施加在绳端的拉力F是________N，悬挂定滑轮处拉力F′是________N。
练习3——滑轮组综合计算
4. 图甲是《天工开物》中记载的一种取水工具——辘轳，它可以看成不等臂杠杆——轮轴，如图乙，若r=0.2 m，R=0.8 m，桶和水的总重量为120 N，取水时匀速转动辘轳，力F为________N。
你的解答：F = ________ = ________ = ________ N
练习4——《天工开物》辘轳取水
五、解题脚手架
题型一：滑轮组绕线（奇动偶定原则）
【解题思路】三步：(1)确定n值——根据已知的力和物重算出n=G/F（向上取整）或根据题目要求得出n；(2)n为奇数→从动滑轮开始绕（动→定→动→定→……）；n为偶数→从定滑轮开始绕（定→动→定→动→……）；(3)最后一端拉力的方向——n为奇数向上拉，n为偶数向下拉。
【练习】本题中要求"自由端向下拉"→n为偶数，最省力→n最大→n=4或3？图中几个动滑轮？先判断n。
你的绕线方案（用文字描述每一步）：__________________________________________
n=____；拉力方向向____。
题型二：滑轮组综合计算（五步法）
【五步法】①分割法确定n→②计算物重G=mg→③计算F=(G+G动)/n（计滑轮重）或F=G/n（不计）→④s绳=nh→⑤v绳=nv物。
【练习】已知：m=40 kg，h=2 m，n=3，G动=50 N，t=2 s，g=10 N/kg。
解：①n=____（几条绳子穿过虚线）
②G=____=____ N
③F=________=________=____ N
④s绳=____=____ m
⑤v绳=____=____ m/s
答：v绳=____ m/s≠2 m/s，所以____选项不正确。
题型三：轮轴计算
【解题思路】两步：(1)确认动力臂=R（大轮半径）和阻力臂=r（小轮半径）；(2)代入F R=F r→F =F r/R。省力倍数=R/r。
【练习】已知：r=0.2 m，R=0.8 m，F =120 N。
解：F = F r÷R = ______ = ______ N
省力倍数 = R/r = ______ = ______ 倍
六、自我评价
请根据本节学习情况，在对应等级打"√"：
评价内容 完全掌握 基本掌握 需要帮助
能判断滑轮组中承担物重的绳子段数n □ □ □
能用"奇动偶定"口诀独立完成滑轮组绕线 □ □ □
能运用F=G/n进行力和距离的计算 □ □ □
能用"分割法"正确判断n（含自由端不同方向的情况） □ □ □
能认识轮轴结构并用F R=F r分析省力原理 □ □ □
能区分"计滑轮重"和"不计滑轮重"两种条件的计算差异 □ □ □
参考答案
一、知识填空参考答案
1. 定滑轮；动滑轮；省力；力
2. n；G/n；(G+G动)/n
3. nh；nv物
4. 奇；上；偶；下
5. 分割；动
6. 共同转动轴；杠杆
7. F ；F ；大于（>）；省；费
8. 轮轴；杆
二、对比归纳表参考答案
方式甲：F=1.2 N(≈G/2)；向上；n=2；s绳=2h；省一半力；不改变。
方式乙：F=1.2 N(≈G/2)；向下；n=2；s绳=2h；省一半力；改变。
方式丙：F=0.8 N(≈G/3)；向上；n=3；s绳=3h；省2/3力；不改变。
三、实验观察记录表参考答案
规律归纳列：(1)F=G/n（n=2→G/2；n=3→G/3）；s=nh（n=2→2h；n=3→3h）。n越大越省力但也越费距离。
四、课堂练习参考答案
1. 绕绳方法：绳子一端系在动滑轮钩上→绕过上方定滑轮→向下绕过下方动滑轮→自由端从定滑轮上方出来向下拉。n=3，F=G/3。
2. D（不正确的选项）。解析：n=3（三个动滑轮各由一段绳分担），G=mg=400 N，G动=50 N×1=50 N，F=(G+G动)/n=(400+50)/3=150 N→A正确。v物=h/t=2/2=1 m/s→B正确。s绳=nh=3×2=6 m→C正确。v绳=nv物=3×1=3 m/s≠2 m/s→D错误。
3. 2 m；3 N；10 N。解析：n=2，F=(G+G动)/n=(5+1)/2=3 N，s绳=nh=2×1=2 m。
4. 30 N。解析：F =F r/R=120×0.2÷0.8=30 N。
五、解题脚手架参考答案
练习一：n=3（从动滑轮开始绕，自由端从定滑轮上面出来向下拉）。拉力方向向下。绕法→绳一端系动滑轮钩→绕过定滑轮（上）→绕过动滑轮（下）→自由端从定滑轮右侧出来→向下拉。
练习二：①n=3；②G=mg=40×10=400 N；③F=(G+G动)/n=(400+50)/3=150 N；④s绳=nh=3×2=6 m；⑤v绳=nv物=3×1=3 m/s。D选项不正确（v绳=3 m/s≠2 m/s）。
练习三：F =F r÷R=120×0.2÷0.8=30 N。省力倍数=R/r=0.8÷0.2=4倍。

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