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滑轮 教案
【教学目标】
一、知识与技能
1．认识定滑轮、动滑轮.
2．知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用.
3．会根据要求使用和组装滑轮组.
二、过程与方法
1．经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程，进一步掌握用观察、对比来研究问题的方法.
2．经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法.
三、情感态度与价值观
1．关心生活、生产中有关滑轮的实际使用.
2．对实践中的滑轮工作特点具有好奇心.
3．具有利用简单机械改善劳动条件的愿望.
4．通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用.
【教学重点】探究滑轮的作用.
【教学难点】探究滑轮的作用.
【教学器材】
学生器材：滑轮（单2个双2个），铁架台，钩码，细线，弹簧秤，刻度尺.学生两人一组.
教师器材：多媒体设备及课件，另一套同学生使用的器材.
【教学过程设计】
一、引入新课
观看书本动画视频，你有什么体会？
2、新课教学
一、滑轮
周边有槽、能绕轴转动的轮子.
滑轮的分类：
滑轮在使用时，根据轴的位置是否移动，又分为定滑轮和动滑轮两种.
1、使用时，轴固定不动，叫定滑轮.
2、使用时，轴和重物一起移动，叫动滑轮.
探究活动一 定滑轮的使用特点：
结论：使用定滑轮不省力，但可以改变用力方向。
受力分析: 物体匀速上升: F1 = G物
理论上 不省力也不费力. F1＞G物 绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大.
假如摩擦忽略不计，使用定滑轮，既不省力也不费力.
理论分析: 转轴固定不动，相当于支点 O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力.
定滑轮相当于一个等臂杠杆.
缺点： 使用定滑轮不省力也不费力
优点： 但可以改变动力的方向
探究活动二： 动滑轮的使用特点：
结论：使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向。
理论分析: G·R = 2R·F； F = GR/2R = 1/2 G
优点：在使用动滑轮拉物体时,可以省力.
缺点：拉力的方向不能改变.
实质：是一个动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆.
思考：定滑轮虽然能改变动力的方向，使我们工作方便，但不能省力；而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的方向，使用时经常感觉不方便.21世纪教育网
∵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。
动滑轮的两种用法
定滑轮虽然能改变动力的方向，使我们工作方便，但不能省力；而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的方向，使用时经常感觉不方便.
怎样才能既省力，又能改变力的方向呢？
2、滑轮组: 定滑轮与动滑轮的组合.
滑轮组特点：
① ____改变力的方向。
② ____力。
③ ____距离
S指的是绳子自由端移动的距离；h是指物体上升的高度。
滑轮组的连接规律
绳子的开始端挂在定滑轮上，物重由偶数段绳子承担。
绳子的开始端挂在动滑轮上，物重由奇数段绳子承担。
思考：有几段绳子对研究对象施加拉力？
不计轮与轴间的摩擦及绳重 匀速提升物体时
不计轮与轴间摩擦及绳重，匀速提升 ，滑轮组省力但费距离
总结：
当定滑轮和动滑轮个数相同时，滑轮组有两种绕线方式，已知吊在动滑轮上绳子的段数为n，
当n为偶数时，绳的起始端应先结在定滑轮上，向动滑轮绕线.
当n为奇数时，绳的起始端应先结在动滑轮上，向定滑轮绕线.
探究活动四 滑轮组—力的计算
拓展知识：
轮轴与斜面
简单的机械还包括轮轴与斜面，轮轴由一个轴和一个大轮组成，斜面也是大家经常接触的，下面我们给出了常见的轮轴与斜面的图例：
杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴.
生活中的轮轴
斜面也是一种简单机械，使用斜面能够省力.
斜面的应用
课堂小结
习题巩固
1、如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（ ）
A．F1=F2=F3 B．F1＞F2＞F3 C．F2＞F1=F3 D．F1＜F2＜F3
2、一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的两种方法拉车（不计绳子与滑轮间的摩擦及滑轮自重），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙都省力 B．甲省力，乙不省力
C．甲不省力，乙省力 D．甲、乙都不省力
3、南宁市江南区某工业园的车间工人用如图所示的滑轮组把重物提起1m的高度，不计绳重和摩擦。下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了3m
B．使用这个滑轮组不能改变力的方向
C．使用这个滑轮组能省力
D．使用这个滑轮组能省功
4、若用滑轮组提升物体，且提升的物体重力大于动滑轮重力。则关于滑轮组的叙述，较全面的是（ ）
A．一定省力，又能改变力的方向
B．一定省力，但不能改变力的方向
C．不一定省力，但一定能改变力的方向
D．一定省力，是否改变力的方向要具体分析
l2
l1
O
F2
F1
杠杆的支点在O 点处
O
A
F
l2 = R
l1= 2R
O
G
F
G
G+G动
G
F
F
G
G
G
s=3h
s=2h
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初中物理人教版八年级下册第十二章
第二节 滑轮
情境导入
观看书本动画视频，你有什么体会？
滑轮
定滑轮和动滑轮
轴
轮
滑轮：
主要部分是能绕轴转动的轮子
周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
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。
定滑轮和动滑轮
探究动滑轮与定滑轮的特点
探究实验
定滑轮和动滑轮
F1
F2
F3
F4
F1 F2 F3 F4
定滑轮和动滑轮
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。
定滑轮和动滑轮
受力分析: 物体匀速上升: F1 = G物
理论上不省力也不费力. F1＞G物
绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大
假如摩擦忽略不计
使用定滑轮，既不省力也不费力.
F1
F1
G物
定滑轮和动滑轮
理论分析: 转轴固定不动，相当于支点 O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力.
L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物
F1 = G物
定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力.
l2
l1
O
F2
F1
定滑轮和动滑轮
定滑轮和动滑轮
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
G
理论分析
∵ G · R = 2R · F
F =
GR
2R
=
1
2
G
动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆.因此能省一半力.
杠杆的支点在O 点处
O
A
F
l2 = R
l1= 2R
O
G
F
G
定滑轮和动滑轮
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
定滑轮和动滑轮
2
1
F= （G+G0）
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
定滑轮和动滑轮
O
G
l1
l2
F
O
G
l1
l2
F
动力作用在轮上，省力但费距离
动力作用在轴上，费力但省距离
F=
G+G动
2
F=
2G+G动
动滑轮的两种用法
F
G动
G
G动
定滑轮和动滑轮
定滑轮虽然能改变动力的方向，使我们工作方便，但不能省力；而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的方向，使用时经常感觉不方便.
怎样才能既省力，又能改变力的方向呢？
思考：
滑轮组
滑轮组
由若干个定滑轮和动滑轮组成的装置叫滑轮组
滑轮组特点：
② ____力。
① ____改变力的方向。
省
能
③ ____距离，
费
s=__h。
n
S指的是绳子自由端移动的距离；h是指物体上升的高度。
滑轮组
G
F
3段绳子承担
2段绳子承担
5段绳子承担
4段绳子承担
绳子的开始端挂在定滑轮上，物重由偶数段绳子承担。
绳子的开始端挂在动滑轮上，物重由奇数段绳子承担。
滑轮组的连接规律
滑轮组
不计轮与轴间的摩擦及绳重
G
G+G动
F
F
F
思考：有几段绳子对研究对象施加拉力？
匀速提升物体时
G
滑轮组
F
G+G动
G
F
F
F
若不计轮与轴间的摩擦及绳重
思考：有几段绳子对研究对象施加拉力？
匀速竖直拉绳子的自由端时
G
滑轮组
不计轮与轴间摩擦及绳重，匀速提升
s=2h
s=3h
滑轮组省力但费距离
滑轮组
3段绳子承担
2段绳子承担
n=4
G
G
n=3
两定一动和一定两动滑轮组
F
F
s=3h
s=4h
滑轮组
两定两动的滑轮组
n=4
s=4h
n=5
s=5h
滑轮组
5段绳子承担
4段绳子承担
轮轴和斜面
由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。
轮 轴
动力臂大于阻力臂 —— 省力杠杆
可以连续转动的杠杆。
O
F
G
l1
l2
生活中的轮轴
门的把手
单车的踏板
螺丝刀
轮轴和斜面
斜 面
斜面也是一种简单机械，使用斜面能够省力。
轮轴和斜面
斜面的应用
轮轴和斜面
变形斜面
轮轴和斜面
课堂小结
大显身手
1、如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（ ）
A．F1=F2=F3 B．F1＞F2＞F3
C．F2＞F1=F3 D．F1＜F2＜F3
A
大显身手
2、一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的两种方法拉车（不计绳子与滑轮间的摩擦及滑轮自重），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙都省力
B．甲省力，乙不省力
C．甲不省力，乙省力
D．甲、乙都不省力
C
大显身手
3、南宁市江南区某工业园的车间工人用如图所示的滑轮组把重物提起1m的高度，不计绳重和摩擦。下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了3m
B．使用这个滑轮组不能改变力的方向
C．使用这个滑轮组能省力
D．使用这个滑轮组能省功
C
大显身手
4、若用滑轮组提升物体，且提升的物体重力大于动滑轮重力。则关于滑轮组的叙述，较全面的是（ ）
A．一定省力，又能改变力的方向
B．一定省力，但不能改变力的方向
C．不一定省力，但一定能改变力的方向
D．一定省力，是否改变力的方向要具体分析
D
再 见中小学教育资源及组卷应用平台
12.2 滑轮
一、选择题（共6题）
1. 如图所示，日常生活或生产实践中使用的机械，能抽象为斜面的是
A. 汽车方向盘 B. 桔槔
C. 盘山公路 D. 铁葫芦
2. 在水平桌面上放一个重 的物体，物体与桌面的摩擦力为 ，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以 匀速移动时，水平拉力 及其功率的大小分别为
A． B． C． D．
3. 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．
4. 下列各图中利用了动滑轮的是
A． B． C． D．
5. 如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，，，甲乙两种情况下绳子在相等拉力 作用下静止。则每个动滑轮的重力为
A． B． C． D．
6. 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．
二、填空题（共6题）
7. 如图所示，物体 质量为 千克，在力 作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为 厘米/秒，弹簧秤示数为 牛，则拉力 为 牛， 受到的摩擦力为 牛，拉力的功率是 瓦。重力做的功是 焦。（不计滑轮的重力及滑轮的摩擦）
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. 如图，用 的力向下拉绳子，使物体在 内匀速上升 ，滑轮组的机械效率为 ，则物体的重力为 ，拉力的功率为 ，动滑轮的重力为 。（不计摩擦和绳重）
10. 如图所示，滑轮 是定滑轮（选填“”或“”）；若物体所受重力均为 ，不计摩擦和滑轮重力，分别用力 、 匀速将物体提起 ，力 做功 ，物体的重力势能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
11. 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 。
12. 如图所示，物体 的重力为 ，忽略弹簧测力计、动滑轮和绳的重力及轮与轴间的摩擦力，弹簧测力计甲的示数为 ，弹簧测力计乙的示数为 ，弹簧测力计丙的示数为 。
三、作图题（共2题）
13. 用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。
14. 如图所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法。
四、计算题（共2题）
15. 如图所示，用滑轮组将质量为 的物体提高 ，每个滑轮质量是 ，忽略绳重和摩擦，（ 取 ）求：
(1) 绳子自由端移动的距离是多少？
(2) 绳子自由端的拉力 是多少牛？
16. 小强用如图所示装置在 内将重为 的货物匀速提升 ，此过程中克服摩擦和绳重做功 ，拉力 的功率为 。求：
(1) 提升装置所做的有用功。
(2) 拉力 做的功。
(3) 动滑轮的重。
答案
一、选择题（共6题）
1. 【答案】C
【解析】解：、由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。汽车的方向盘相当于轮轴，所以错误。
、桔槔相当于杠杆，所以错误。
、盘山公路在高度不变的情况下，增大了行程，从而更省力，所以是斜面。所以正确。
、将定滑轮和动滑轮组合使用，组成滑轮组，铁葫芦是滑轮组，所以错误；
故选：。
2. 【答案】D
【解析】物体匀速运动，可知物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即 ，
从图可知，此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，所以绳子自由端的水平拉力为：
；
水平拉力的功率：
。所以ABC错误，D正确。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【答案】B
【解析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数分别为：，，
每个滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为 ，
不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：，，
由题知 ，
所以 ，
即：，解答动滑轮的重力：。
6. 【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。
二、填空题（共6题）
7. 【答案】；；；
8. 【答案】定；等臂；改变用力方向；省力
9. 【答案】；；
【解析】（）由图知，，由 得物体的重力：
，
物体上升的速度 ，
则绳端移动的速度 ，
拉力 做功的功率 ；
（）不计绳重和摩擦，绳端的拉力 ，
即 ，解得 。
10. 【答案】；；
【解析】（）由图可知，滑轮 是定滑轮；
（）不计摩擦和滑轮重力，使用动滑轮所做的功等于直接提升物体所做的功，即：
；
或：由图可知 滑轮是动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力，不计摩擦和滑轮重力，，
则力 做功为 ；
（）物体质量不变，高度变高，故重力势能增大。
11. 【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 。
12. 【答案】；；
【解析】使用定滑轮可以不能省力，但是可以改变力的方向；在理想情况下，使用动滑轮可以省一半力。
第一幅图是定滑轮：；
第二幅图是动滑轮：；
第三幅图是动滑轮：。
三、作图题（共2题）
13. 【答案】
【解析】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，如答图所示。
14. 【答案】
【解析】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意要用向下的力提升重物可知，是有两股绕线的这种方法。如图所示：
四、计算题（共2题）
15. 【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1) 由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数 ，
则绳子自由端移动的距离：。
(2) 忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：。
16. 【答案】
(1)
(2)
(3)
【解析】
(1) 提升装置所做的有用功：。
(2) 根据 ，可知拉力所做的功为：。
(3) 从图中可以看出，该重物由 股绳子承担，可知当货物提升 时，
绳端的距离为：，根据 ，可知拉力为：
因为此过程中克服摩擦和绳重做功 ，可知
，可知
。
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