4.1.4 简单机械——滑轮
【教学目标】
1、知识和技能
（1）知道定滑轮、动滑轮。
（2）理解定滑轮和动滑轮的使用特点
2、过程和方法
经历体验过程、提出猜想、设计方案、实验验证、分析归纳的全过程，探究定滑轮和动滑轮的使用特点，并从中感受观察、比较、归纳、推理等物理科学方法。
3、情感、态度与价值观
（1）在将实验数据进行统计和归纳的过程中，养成尊重事实的科学态度。
（2）在小组和全班的交流过程中，懂得合作交流的重要、体验成功的快乐，初步养成合作交流的好习惯。
【教学重点】
定滑轮、动轮的使用特点
【教学难点】
1、如何保证匀速拉动滑轮。
2、使用动滑轮省一半力的结论是在不计滑轮自身重力和不能改变拉力方向的基础上才能成立的。且使用动滑轮不一定能够省力。
【教学器材】
滑轮、细绳、钩码、弹簧测力计、铁架台
【教学过程】
复习巩固
杠杆一般可以分为_____杠杆、_____杠杆和_____杠杆。如右图所示，图一所用的是 杠杆，图二所用的是_____杠杆。
滑轮：
1.定义：周边有槽、能绕轴转动的小轮叫做滑轮。
定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮。
动滑轮：使用时，轴随物体一起运动的滑轮。
结论：使用定滑轮不省力，但可以改变用力方向。
（1）使用定滑轮不省力，但可以改变用力的方向。
表达式：拉力F = G（重力）
绳端通过距离S = h（物体上升高度）；
绳端运动速度V绳 = V物（物体运动速度）
结论：使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向。
思考：上表中的数据与所得结论不符，仅是由于误差造成的吗？
（2）使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力方向。
表达式：拉力F=G/2（动滑轮重力不计）；
F=（G+G动）/2（有动滑轮重力）
绳端通过距离S=2h（物体上升高度）
绳端运动速度V绳 = 2V物（物体运动速度）
（1）实质：定滑轮是一个等臂杠杆
（2）实质：动滑轮是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
思考：若拉力F沿斜上方拉，F=G吗？
∵动力臂L1′减小
∴动力F1′增大
要使动滑轮省一半的力，必须使绳子沿竖直方向拉。
课堂小结
【大显身手】
1、用如图所示的滑轮匀速提升重物，下列说法正确的是（ ）
A．a方向的拉力最小
B．b方向的拉力最小
C．c方向的拉力最小
D．三个方向的拉力都一样大
2、建筑工地上，工人用定滑轮提升水箱，目的是为了（ ）
A．省功 B．省距离
C．省力 D．改变拉力的方向
3、如图所示为“观察滑轮的使用”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为2N，匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（ ）
A．1.5N B．2N C．3.2N D．6.4N
4、如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（ ）
A．既能省力，又能改变力的方向
B．既不能省力，也不能改变力的方向
C．不能省力，但能改变力的方向
D．能省力，但不能改变力的方向中小学教育资源及组卷应用平台
4.1.4 简单机械（4）
一、选择题（共7题）
1. 如图，在竖直向上的力 的作用下，重为 物体 沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为 ，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力 的大小和滑轮上升的速度分别为
A． B．
C． D．
2. 下列各图中利用了动滑轮的是
A． B． C． D．
3. 如图所示，分别用力 、 、 匀速提起物体 ，若不考虑摩擦，三个力的大小关系正确的是
A． B． C． D．
4. 如图所示，放在水平地面上的物体所受重力为 ，系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，它的另一端受的拉力为 ，地面对物体的支持力为 ，则下面关于这三个力大小的关系正确的是
A． B． C． D．
5. 如图所示，大人想用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己吊上去了。下列说法中正确的是
A．该装置中所用的滑轮为动滑轮
B．使用该装置中的滑轮可以省力
C．使用该装置中的滑轮可以改变用力的方向
D．重物受到的重力小于孩子受到的重力
6. 如图，用同一滑轮匀速提升同一重物（不计绳重和摩擦）。图中 、 、 、 之间的关系正确的是
A． B． C． D．
7. 关于滑轮正常使用时，下列说法错误的是
A．使用定滑轮不省力，但是能改变动力的方向
B．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向
C．定滑轮实质是个等臂杠杆
D．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
二、填空题（共5题）
8. 如图所示的滑轮是 滑轮（选填“定”或“动”），它的实质是 杠杆（选填“省力”或“等臂”），使用该滑轮能 ，不能 。
9. 小可在 端用如图所示的动滑轮匀速提起 的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子 端的动力为 ；实际测量 端的拉力为 ，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 。
10. 如图所示的简单机械叫做 ，它的作用是能够 。当用它把重物提高 时，绳子要向下拉 。
11. 如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是 ，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用 、 匀速提起同一物体时，则 、 的大小关系是： 。
12. 施工中，一工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶建筑材料提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力 大（选填“”、“”、“”或“一样”）。
答案
一、选择题（共7题）
1. 【答案】A
【解析】由图可知，该滑轮是动滑轮，当重物 上升速度为 时，滑轮上升速度应该是物体速度的一半，即
此时拉力应该是物重的 倍，因此拉力为 ，故A正确。
2. 【答案】C
【解析】A、B、D中滑轮是固定不动的，是定滑轮；C中的滑轮与物体一起运动，是动滑轮。
故选：C。
3. 【答案】B
【解析】因为定滑轮相当于等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，使用定滑轮拉同一重物，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即 ，故选B。
4. 【答案】D
【解析】使用一个光滑的定滑轮，轻绳的另一端受的拉力为 ，山野物体受到绳子施加的向上的拉力 。因为处于静止状态，所以物体所受合力为零，则物体受到向上的拉力和支持力大小之和等于向下的重力的大小；即 ；A、B、C错误，D正确。
5. 【答案】C
【解析】由图知，使用的滑轮的轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向，拉大的大小等于物体的重力，不能省力，所以A、B错误，C正确；
孩子被拉上去，则重物受到的重力大于绳子对其拉力，所以重物受到的重力大于小孩受到的重力，故D错误。
6. 【答案】A
【解析】（）甲图是一个动滑轮，当拉力竖直向上时，不计绳重和摩擦，则 ；当拉力与竖直方向有夹角时，拉力的力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知拉力变大，则 ，故B错误；
（）乙图是定滑轮，只能改变力的方向，不计绳重和摩擦，则 ，故A正确；
因为 ，
所以 ，
即 ；
又因为 ，
所以 ，故CD错误。
7. 【答案】B
二、填空题（共5题）
8. 【答案】定；等臂；改变用力方向；省力
9. 【答案】；
【解析】因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力 ；
若不计绳重及摩擦，实际测量 端的拉力为 时，根据 ）得 。
10. 【答案】定滑轮；改变施力方向；
【解析】该装置叫做定滑轮，定滑轮不省力也不费力，它的作用是改变力的方向；因此当用它把重物提高 时，绳子要向下拉 。
11. 【答案】乙；大于
【解析】①图乙的滑轮随物体一起运动，属于动滑轮；
②不计摩擦和动滑轮重：用 的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故 ；
用 的力提升重物时，用的是动滑轮；滑轮的自重和摩擦不计，根据动滑轮能够省一半的力，故 ；
所以 。
12. 【答案】一样
【解析】因为定滑轮实质是一个等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物 ，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即 、 、 都等于物体的重力。
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第1节 简单机械（4）
第四章 机械和功
杠杆一般可以分为_____杠杆、_____杠杆和_____杠杆。如右图所示，图一所用的是 杠杆，图二所用的是_____杠杆。
（图一）
（图二）
省力
费力
省力
费力
等臂
复习巩固
滑 轮
1.定义：周边有槽、能绕轴转动的小轮叫做滑轮。
滑 轮
轴
槽
定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮。
动滑轮：使用时，轴随物体一起运动的滑轮。
滑 轮
F1
F2
F3
F4
F1 F2 F3 F4
探究使用定滑轮的特点
探究使用定滑轮的特点
实验次数 钩码所受的 重力G/N 绳子末端 拉动的方向 弹簧测力计
的示数F/N
1
2
3
4
1 直接提起 1
1 竖直向下 1
1 倾斜向下 1
1 水平 1
结论：使用定滑轮不省力，但可以改变用力方向。
（1）使用定滑轮不省力，但可以改变用力的方向。
表达式：拉力F = G（重力）
绳端通过距离S = h（物体上升高度）；
绳端运动速度V绳 = V物（物体运动速度）
探究使用定滑轮的特点
结论：使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向。
实验次数 钩码所受的重力G/N 施力的 方向 弹簧测力计的示数F/N
1
2
3
2 竖直向上 1
4 竖直向上 2
6 竖直向上 3
F
G
探究动滑轮的使用特点
实验次数 钩码所受的重力G/N 施力的 方向 弹簧测力计的示数F/N
1 2 竖直向上 1.2
2 3 竖直向上 1.7
3 4 竖直向上 2.2
分析：
思考：上表中的数据与所得结论不符，仅是由于误差造成的吗？
由于滑轮自身受重力。 G0=0.4N
G
G0
F
2
1
探究动滑轮的使用特点
F= （G+G0）
（2）使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力方向。
表达式：拉力F=G/2（动滑轮重力不计）；
F=（G+G动）/2（有动滑轮重力）
绳端通过距离S=2h（物体上升高度）
绳端运动速度V绳 = 2V物（物体运动速度）
（1）实质：定滑轮是一个等臂杠杆
（2）实质：动滑轮是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
定滑轮、动滑轮的实质
F
a
b
c
F
a
b
c
思考：若拉力F沿斜上方拉，F= G吗？
2
F2
F1
G
L1
L2
O
F1/
L1/
∵动力臂L1′减小
∴动力F1′增大
要使动滑轮省一半的力，必须使绳子沿竖直方向拉。
1
定滑轮、动滑轮的实质
课堂小结
不省力，但改变用力方向
省力，但不改变用力方向
使用特点
物体移动，
轴随之移动
物体移动，轴固定不动
轴的特点
省力杠杆F=（G物+G动）/2
定
滑
轮
等臂杠杆F=G物
动
滑
轮
实质
组装
大显身手
1、用如图所示的滑轮匀速提升重物，下列说法正确的是（ ）
A．a方向的拉力最小
B．b方向的拉力最小
C．c方向的拉力最小
D．三个方向的拉力都一样大
D
大显身手
2、建筑工地上，工人用定滑轮提升水箱，目的是为了（ ）
A．省功 B．省距离
C．省力 D．改变拉力的方向
D
大显身手
3、如图所示为“观察滑轮的使用”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为2N，匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（ ）
A．1.5N B．2N C．3.2N D．6.4N
C
大显身手
4、如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（ ）
A．既能省力，又能改变力的方向
B．既不能省力，也不能改变力的方向
C．不能省力，但能改变力的方向
D．能省力，但不能改变力的方向
D
再 见
