2023年九年级苏科版物理教学课件11.2 滑轮课件(共40张PPT)

(共40张PPT)
11.2 滑轮
1. 杠杆平衡的条件是什么？
F1l1=F2l2
2.杠杆可分为哪几种 特点是什么
省力杠杆
省力,但费距离
费力杠杆
费力,但省距离
等臂杠杆
不省力,也不费力
不费距离,也不省距离
复习提问
窗帘轨道上的滑轮
起重机
生活中的滑轮
塔吊上的滑轮
什么是滑轮？滑轮是一个
周边有槽，能绕轴转动的
轮子。滑轮是一种变形的
杠杆，因为滑轮可以连续
旋转，因此可看成是能够
连续旋转的杠杆。
一、定滑轮
F1
使用滑轮时，滑轮的轴固定不动，这种滑轮叫定滑轮。
探究一：定滑轮特点（演示）
使用定滑轮时：
是否省力
是否省距离
定滑轮的实质
F1
F2
O
L1=L2
F2
F1
O
L1=L2
L1
L2
L1
L2
等臂杠杆
1.定滑轮特点:
2.力的关系：
3 .距离关系：
不省力，但可以改变动力的方向．
不计摩擦力 F = G
要计摩擦力 F ﹥G
S = h
4、定滑轮实质：等臂杠杆
h
S
练习1
F2
G
F1
F3
分别沿不同方向的三个拉力哪个大些？
定滑轮是等臂杠杆，不省力，只改变力的方向，所以三个力相等。
二、动滑轮
F
G
使用滑轮时，滑轮的轴随物体一起运动，这种滑轮叫动滑轮。
探究二：动滑轮特点（演示）
注意事项:
先测出物体重力G,使用动滑轮匀速提升钩码，拉力的方向竖直向上，使跨过动滑轮的两段绳保持平行，拉动过程中读出弹簧测力计示数F，同时测出重物上升高度h和绳子自由端移动距离S
使用动滑轮时：是否省力 是否省距离
1、受力分析：F1+F2=G+G动
2、实验探究：F1=F2
3、因为：F1=F2
所以： F1=F2= （G+G动）
动滑轮省力情况分析（不计摩擦）
O
·
L1
L2
L1 =2L2
省力杠杆
动滑轮的实质
F1
F2
2.使用动滑轮的特点
（1）、不改变拉力的方向
（2）、能省一半力
（3）、费一倍距离
F= G
S=2h
（4）、
实质：L1=2L2 的省力杠杆
不计摩擦和绳子重，但要计动滑轮重
F= （G+G动）
不计摩擦和动滑轮及绳子重
现在我想把这一麻袋粮食, 拉到高处粮仓内，可选用什么样的滑轮呢
我想站在地上，向下把它省力的拉到粮仓内,怎么办
三、滑轮组
滑轮组：是一种由定滑轮和动滑
轮组成的一种装置叫滑轮组。
特征：滑轮组既可以省力又可
以改变力的方向，但要费距离。
实验探究：
F
G
G
F
图1
图2
(S)
(h)
(S)
(h)
一个定滑轮，一个动滑轮，绳子有几种绕法？哪种情况更省力？省力与什么因素有关？
绳子段数n=2
绳子段数n=3
绕法：“奇动偶定”
1
2
F＝
(G+G动)
1
3
F＝
(G+G动)
S=2h
S=3h
V绳
V物
=2V物
V绳
=3V物
V物
结论：滑轮组特点
1、拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。
2、使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是
物重和动滑轮的几分之一即
1
n
F＝
(G物+G动)
5、速度关系：v绳=nv物
4、绳子自由端移动距离S,重物移动距离h的关系：S=nh
3、G动=nF-G物
练习1：
下列滑轮组中判断绳子段数和省力情况
F
F
F
G
G
G
1
2
F＝
G总
n=2
n=2
n=3
1
2
F＝
G总
1
3
F＝
G总
练习2：画出最省力的绳子的绕法
G/
G
按照图中绕法，如果不计摩
擦和绳子重力，已知物体重力
G=500N，绳子自由端拉力为
110N，则动滑轮重力G动为______
50N
3、用图示的滑轮组成滑轮组提升重物，在图中画出
最省力的滑轮组的绕线。
F
4、将汽车从泥泞中拉出来，画出最省力的绳子的绕法
F
5、如图，一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起来，请用笔画线代替绳索，将它们连接起来。
6、一根绳子最多能承受的拉力为500N，一个人站在地上，想用这根绳子提起1800N的重物，请设计出需要的滑轮组并画出绳子的绕法。
F
巩固练习：
1：如下图(a)所示，物体重100N，在力F作用下匀速上升时，F应等于＿＿＿N。（不计摩擦）
图(a)
F
2: 如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉
力是＿＿N.人匀速拉绳子的力是＿＿N（动滑轮自重不计）
图(b)
100
100
50
3:如图所示的四个滑轮组中，图＿＿可省一半力，
图＿＿最费力，图＿＿＿和图＿＿ 用力大小一样。
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(a)
(d)
A
F
.
f
N
T
G
1:竖直方向上有一对平衡力N和G
2:水平方向上有一对平衡力T和f
G=N=80N
f=T=120N
因为
f=T=2F=120N
120
4、如图所示,物体A重G＝80N,在F＝60N拉力下匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于＿＿＿N.（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计
四 组装滑轮组的方法
一根绳子最多能承受2×103N的力，用这根绳子匀速提起重力为8.2×103N物体，不计滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。
组装滑轮组的步骤：
1、根据 得出 ，求出绳子的段数n
（注意结果用四舍五入法）
F=
G物
n
n=
G物
F
=4.1
n=
8.2×103N
2×103N
本题 应该用5段绳子来承担物重。
例4
组装方法
2、确定动滑轮个数N动：本题中n为奇数，
N动=
n-1
2
本题需动滑轮 =2（个）。
N动=
5-1
2
3、确定定滑轮个数N定：如果拉力F的方向不要求改变；则n为奇数，N定=N动。本题N定为：2个。
4、在绕绳子时，遵循“奇动偶定法”，即如果n为奇数，绳子应该从动滑轮开始连起（奇动）；如果n为偶数，绳子应该从定滑轮开始连起（见下页图1）。
组装方法
根据上面的题目要求，在确定定滑轮个数N定时：如果拉力F的方向要求改变（如题目中要求“站在地面上匀速提起”即拉力方向改变）；则n为奇数，N定=N动+1。这样， N定为：3个。见图2所示。
图1
图2
本题拉力的方向没有具体要求，故有两种装配方法。
F
F
组装设计巩固练习：
有一根绳子能承受的最大拉力为290N. 请设计一个滑轮组，使利用这根绳子能提起重1000N的重物。(不计动滑轮的重力及摩擦）
F=
G物
4
n=
G物
F
绳子的段数
本题取n=4。
=3.45
=
1000N
290N
∴
∵
∴
，且滑轮组中最少应有2个动滑轮，1个定滑轮。
解:
F
如果要站在地上提又该咋样设计呢
一、定滑轮：
1、特点：
不能省力，但可改变力的方向。
2、实质：
等臂杠杆。
二、动滑轮：
1、特点：能省力一半，但不能改变力的方向。
2、实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆。
使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一
三、滑轮组
知识点
巩固练习
左图中A是____滑轮。如果物体重为50牛，不计绳重、滑轮重和摩擦，所用拉力应为 。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动____米。　
G
F
右图中物体重G=50N拉力，F应为 ______(不计滑轮重和摩擦）,如果滑轮重5N， F应为____
(不计摩擦）
动
25N
4
100N
105N
F甲=f（f为摩擦力）
F乙=f / 2
f
f
2、下面两图中，用滑轮匀速拉力A物体，
拉力各是多少？
3、如图所示：物体重50N，在拉力F作用下沿竖直方向上升，拉力移动速度为2m/s，不计、绳重、摩擦，滑轮重为6N,拉力大小和物体上升速度分别是多少？
28N
1m/s
4、工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）。其中最省力的方案是（ ）
C
分析：本题中有两根绳子绕成滑轮组，应从绳子的一个自由端入手分析。
如图中a段绳子的拉力为G2，则b、C段绳子的拉力应为2G2，c段绳子受到向下的拉力为G1，所以G1=2G2。
5如图所示，重物G2=100N，G1大小为多少时，滑轮组才能平衡？（不计滑轮重和摩擦）
G1
G2
a
b
c
拓展练习
答案： G1 =200N
6、如图所示，重物A是密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，体积为10dm3，将它完全浸没在水中，用动滑轮竖直向上匀速拉动重物A，但始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重及水的阻力，求：
（2）、重物受到的浮力
（3）、拉力F的大小
（1）、重物受到的重力
790N
100N
345N
7、如图所示，杠杆处于平衡状态，其中OA长1m，OB长
0.25m，重物P重60牛，滑轮和杠杆的质量不计。求：
（1）重物G重多少牛？（2）滑轮悬挂点D、C各受多大的力？
120N
30N
240N
8、如图所示，质量为70Kg的运动员站在质量为20Kg的均匀长木板AB的中心，木板位于水平地面上可以绕通过A点的水平轴无摩擦转动，木板的B端系有轻绳，轻绳的另一端绕过两个定滑轮后握在运动员的手中。当运动员用力拉绳子时，滑轮两侧的绳子保持竖直方向，则要使木板的B端离开地面，运动员作用于绳子的最小拉力是___________。
300N