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八年级(下)物理精讲精练课件第2节 滑 轮一、定滑轮和动滑轮
1.定滑轮
(1)概念:工作时,轴_________的滑轮。
(2)特点:
①不_____,但可以_____________。
②绳子自由端移动的距离s和物体升高的距离h的关系:_____。固定不动省力改变力的方向s=h2.动滑轮
(1)概念:工作时,轴_______________的滑轮。
(2)特点:
①省力,但不_____________且费_____。
②绳子自由端移动距离s和物体升高距离h的关系:
______。随物体一起运动改变力的方向距离s=2h【名师点拨】定滑轮的实质是一个等臂杠杆,动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。 二、滑轮组
1.概念
把_______和_______组合在一起的装置。
2.特点
既可以_____________又可以_____。
3.大小
用滑轮组提起重物,动滑轮上有几段绳子承担物重,提起物
体的力就是物重的_________。定滑轮动滑轮改变力的方向省力几分之一三、轮轴和斜面
轮轴和斜面都是简单机械,它们都可以看做杠杆的变形,都是
_____机械。省力 研究定滑轮和动滑轮的特点
在实验中,注意观察弹簧测力计的示数变化和绳子自由端移动的距离变化,并结合“实验——研究定滑轮和动滑轮的特点”,思考以下问题:1.在实验中,为什么要匀速拉动弹簧测力计?
提示:根据二力平衡原理,可知只有匀速拉动弹簧测力计使物体上升时,拉力和重力才是一对平衡力,并且这样弹簧测力计示数稳定,便于读出拉力大小。
参考答案:只有匀速拉动弹簧测力计使物体上升时,拉力大小才等于重力,且示数稳定,易于读数。2.观察甲、乙两图,弹簧测力计拉力的大小相同吗?拉力的方向相同还是相反?乙图中拉力移动的距离和重物移动的距离相同吗?你能得到什么结论?
提示:在甲、乙两图中,弹簧测力计拉力的大小相同,说明使用定滑轮不省力; 拉力的方向相反,说明使用定滑轮能改变力的方向;乙图中拉力移动的距离和重物移动的距离相同,说明使用定滑轮不省距离也不费距离;总结以上即可得结论:使用定滑轮不省力、不省距离,但能改变力的方向。
参考答案:相同 相反 相同 使用定滑轮不省力、不省距离,但能改变力的方向3.观察甲、丙两图,弹簧测力计拉力的大小相同吗?拉力的方向相同还是相反?丙图中拉力移动的距离和重物移动的距离相同吗?你能得到什么结论?提示:在甲、丙两图中,弹簧测力计拉力的大小不相同,丙图中弹簧测力计的拉力小,说明使用动滑轮能省力; 拉力的方向相同,说明使用动滑轮不能改变力的方向;丙图中拉力移动的距离和重物移动的距离不相同,丙图中拉力移动的距离要大,说明使用动滑轮要费距离;总结以上即可得结论:使用动滑轮省力、费距离,不能改变力的方向。
参考答案:不相同 相同 不相同 使用动滑轮省力、费距离,不能改变力的方向【归纳提升】 (1)定滑轮特点:不省力,也不省距离,s=h,但可以改变力的方向。
(2)动滑轮特点:省力,但费距离,s=2h,不能改变力的方向。 【针对训练】
如图是小明同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据如表所示:请你分析:
(1)比较测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是
__________________________________________________。
(2)比较测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是
__________________________________________________。
(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验中测力计移
动的距离,可知:使用动滑轮_________________________。 【教你解题】解答本题的关键是通过表中数据,从是否能改变力的方向,是否省力,是否省距离三方面分析。【精讲精析】(1)观察表格中丙图的数据,可得出拉力小于物重,即使用动滑轮时省力;(2)观察表格中甲、乙图的数据,可知甲图中拉力与物重相等,乙图中拉力与物重近似相等;观察甲、乙两图,看出定滑轮改变了用力的方向。(3)观察表格中乙、丙图的数据,乙中测力计移动的距离小于丙中的距离,即使用动滑轮费距离。
答案:(1)能省力 (2)可以改变用力的方向
(3)费距离 探究滑轮组的特点
在探究过程中,注意观察拉力的大小和方向,并分析定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,思考以下问题:
1.比较拉力和物体重力的大小关系,使用滑轮组省力吗?能改变力的方向吗?为什么?提示:通过观察发现,拉力比物体的重力小,说明使用滑轮组能省力;并且可以看出,滑轮组能改变力的方向;因为滑轮组中有动滑轮,所以能省力,滑轮组中有定滑轮,能改变力的方向。(注:滑轮组能改变力的方向,但不是一定改变力的方向,看实际情况需要)
参考答案:省力 能 因为滑轮组中既有动滑轮又有定滑轮2.观察滑轮组绳子自由端移动的距离,使用滑轮组_________(选填“省距离”或“不省距离”)。
提示:在滑轮组中,有几根绳子拉重物,绳子自由端移动的距离就是物体移动距离的几倍,所以使用滑轮组不省距离。
参考答案:不省距离3.你能举出生活中利用滑轮组的例子吗?它们的主要目的是什么?
提示:工地上的塔吊、起重机等,这些机械都是要提起一些重物,使用滑轮组的主要目的是省力。
参考答案:工地上的塔吊、起重机等 省力 【归纳提升】滑轮组的特点:能省力、能改变力的方向,但是费距离。 【针对训练】
使用如图所示的装置来提升物体时,既能省力又能改变力的方向的装置是( )
【教你解题】判断滑轮的种类及绳子段数是解题的关键。【精讲精析】选C。定滑轮的工作特点是:不省力也不费距离,但可以改变力的方向;动滑轮的工作特点是:省一半的力,但费距离,并且不能改变力的方向;由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组的工作特点是:可以达到既省力又改变力的作用方向的要求。A图中是定滑轮,不省力,A错;B图中是动滑轮,省力但不能改变力的方向,B错;C图中是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,因拉力方向向下,能达到既省力又改变力的方向的要求,C对; D图中是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,因拉力方向向上,虽省力,但没有改变力的方向,D错。 滑轮组的理解和应用
1.两个关系
在不计摩擦的情况下,若重物和动滑轮总重由n段绳子来承担,加在绳子自由端的拉力为F,重物移动的距离为h,绳子自由端移动的距离为s,则有:2.一个判定
判定绳子的段数n。
方法一:采用“隔离法”:在动滑轮与定
滑轮之间画一虚线(如图),将它们隔离
开,只数绕在动滑轮上的绳子段数即可,
如甲图n=3,乙图n=2。
方法二:先看动滑轮的个数,每个动滑轮由两段绳子承担,再看绳子自由端是否承重,绳子自由端上拉承重,下拉不承重。可记忆为:若最后一段绳子是从动滑轮出来的,此段绳子计入;若最后一段绳子是从定滑轮出来的,此段绳子不计入。【规律方法】组装滑轮组时的绕线方法
(1)当n为奇数时,绳子的起始端应先固定在动滑轮上,然后依次绕过滑轮。
(2)当n为偶数时,绳子的起始端应先固定在定滑轮上,然后依次绕过滑轮。这种绕线方法可简记为“奇动、偶定”。【典例】(2012·昆明中考)用图中所示的滑轮组提起重力为
1 200 N的物体时,若不考虑摩擦、绳和动滑轮的重力,则拉力F是多少N?【思路点拨】
解题的思路如下:【精讲精析】本题主要考查:(1)承担物重的绳子段数的判
定;(2)绳子自由端的拉力与物重的关系。在动滑轮与定滑
轮之间画一虚线,将它们隔离开,只数绕在动滑轮上的绳子段
数,可知题图中由3段绳子拉物体,即n=3,在不计摩擦力、动
滑轮重力和绳子重力的情况下, 物重1 200 N,
则拉力需400 N。
答案:400 N1.中国海拔最高的希望小学——西藏霍德
未来学校位于海拔5 016米的拉萨市尼木
县,学校里国旗飘扬(如图),适合安
装在旗杆顶端的是( )
A.动滑轮 B.定滑轮
C.斜面 D.轮轴
【解析】选B。旗杆顶端的滑轮应该是固定不动的,所以应使用定滑轮。2.建筑工地上,工人用动滑轮来提升物体,如图所示,目的
是( )
A.减小拉力的大小
B.增大拉力的大小
C.改变拉力的方向
D.减小手移动的距离
【解析】选A。使用动滑轮,由两段绳子承担物重,所以在理想情
况下, 可以省力,故A对,B错;F拉力方向仍然向上,不能改
变力的方向,故C错;当物体升高h时,两段绳子都要缩短h,故手拉
绳子要移动2h 的距离,费距离,故D错。3.如图所示,人对绳的拉力都是F,将各重物匀速提起。不计
动滑轮重,物重最大的是( )
A.G1 B.G2 C.G3 D.G4【解析】选C。图甲是定滑轮:使用定滑轮不省力,拉力的大小
与物重相同,即G1=F。图乙是动滑轮:使用动滑轮省一半力,
拉力F是物重的 即G2=2F。图丙是滑轮组:承担重物和动滑
轮的绳子有三段,拉力F是物重的 即G3=3F。图丁是滑轮
组:承担重物和动滑轮的绳子有两段,拉力F是物重的 即
G4=2F。物重最大的是G3,故选C。4.(2011·柳州中考)滑轮在生活中有着广泛的应用,在需要改变力的方向时,要使用_________(选填“定滑轮”或“动滑轮”);在需要省力时,要使用__________(选填“定滑轮”或“动滑轮”)。
【解析】本题考查了定滑轮、动滑轮的特点。 定滑轮可以改变力的方向,但是不能省力,动滑轮可以省力,但是不能改变力的方向。
答案:定滑轮 动滑轮5.(2012·桂林中考)小明通过仔细观察,发现简单机械在生活中有很多实际应用,如:指甲钳、剪刀、钥匙等。将图中所示的钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个________(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),属于_________(选填“省力”或“费力”)机械。【解析】钥匙在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴。轮轴是杠杆的一种变形,其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂,因为动力臂大于阻力臂,所以轮轴是一种省力杠杆。
答案:轮轴(或杠杆) 省力6.一名工人用如图所示的滑轮组提起500 N的重物,动滑轮重
10 N,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力为________N,
绳子自由端移动的距离为6 m,则重物上升了_____m。【解析】由图可知,重物和动滑轮的总重由3段绳子承担,
则绳子自由端的拉力
重物上升的高度
答案:170 2成功源于努力!