9.2 滑轮 课件 (共24张PPT)2023-2024学年初中物理北师版八年级下册

(共24张PPT)
第2节 滑轮
第九章 机械和功
滑轮是一个周边有槽，并可以绕轴转动的轮子。
凹槽
轴
小轮
1.会识别定滑轮和动滑轮。
2.能通过实验，知道定滑轮和定滑轮的特点。
3.了解滑轮组的结构，并知道滑轮组中施加的拉力与被提物体重力的关系。
任务一
定滑轮与动滑轮
活动1：结合生活经验，说说下面两个滑轮在使用上有什么不同呢
旗杆顶端的滑轮
电动机下面的滑轮
国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动；
货物上升时，电动机下面的滑轮随物体一起移动。
定滑轮
动滑轮
活动2：结合课本P99页“实验探究”的内容，小组合作进行实验探究动滑轮和动滑轮的工作特点。
（1）使用定滑轮不省力但改变力的方向；
（2）动滑轮可能省力但不改变力的方向，且费距离。
【猜想与假设】
【设计实验】
动滑轮和定滑轮各一个、钩码若干、弹簧测力计一个、细绳、铁架台、刻度尺
实验器材
①如图甲所示，测量钩码的重力G钩；
②如图乙和图丙所示分别组装实验器材，记录下弹簧测力计的示数；
③匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升一段距离；
④记录下弹簧测力计的示数和方向，用刻度尺分别测量出砝码上升的高度和弹簧测力计移动的距离；
⑤换不同钩码重复实验；
⑥将数据填写在表格中。
实验步骤
甲 乙 丙
实验数据
操作 重物移动的距离/m 拉力作用点移动的距离/m 拉力的方向 弹簧测力计的示数/N
用弹簧测力计直接提升物体（图甲）
用弹簧测力计通过一个定滑轮提升物体（图乙）
用弹簧测力计通过一个动滑轮提升物体（图丙）
操作 重物移动的距离/m 拉力作用点移动的距离/m 拉力的方向 弹簧测力计的示数/N
用弹簧测力计直接提升物体（图甲） 0.2 0.2 向上 2.00
…… …… …… ……
用弹簧测力计通过一个定滑轮提升物体（图乙） 0.2 0.2 向下 2.01
…… …… …… ……
用弹簧测力计通过一个动滑轮提升物体（图丙） 0.2 0.4 向上 1.05
…… …… …… ……
问题1：在实验中，为什么要匀速拉动弹簧测力计？
只要匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时，拉力大小才稳定，且弹簧测力计示数稳定，易于读数。
使用定滑轮提升重物时，所用拉力大小几乎与物体重物相等，方向与物体被提升的方向相反，弹簧测力计移动的距离与物体提升的距离相等。说明使用定滑轮工作时不省力，但是能够改变力的方向。
但在实际情况下，由于摩擦的存在，拉力总是大于钩码的重力。
问题2：分析实验数据，得出定滑轮的工作特点？并说说为什么弹簧测力计的示数总是略大于钩码的重力？
问题3：以动滑轮为研究对象，画出其受力示意图。动滑轮受到几个力？这几个力有什么关系？如果G动=0，关系是什么？
F1
G动
F2
F拉=G物
动滑轮重力不为零时：F1+F2=G物+G动
动滑轮重力为零时：F1+F2=G物
问题4：分析实验数据，总结定滑轮的工作特点。
h
2h
提升滑轮
①不计G动及绳重和摩擦，使用动滑轮省一半力，即2F=G物或F= ；若考虑G动而不计绳重和摩擦，则：2F=G物+G动或F= .
②使用动滑轮费一倍距离，即：绳子自由端移
动的距离是物体上升高度的2倍，s=2h；
③绳子自由端移动的速度是物体移动速度的2倍；
④不可以改变力的方向。
v绳=2v物
定滑轮：
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
活动3：理论分析定滑轮与动滑轮的实质。
支点是 A 点还是 O 点？
G · R = 2R · F
F =
=
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。
A
F
G
动滑轮：
杠杆的支点在 O 点处
O
A
F
L2 = R
L1= 2R
O
G
F
G
问题：你能举出滑轮在生活中应用的实例吗？
水龙头
井上的辘轳
起重机吊钩
幕帘
活动小结
1.定滑轮：轴固定不动的滑轮。
2.动滑轮：轴可以随被吊物体一起运动的滑轮。
3.动滑轮和定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向，而且费距离。
任务三
滑轮组
活动：由定滑轮和动滑轮可以组成滑轮组。在前面实验的基础上将定滑轮和动滑轮组装在一起进行实验，探究滑轮组的工作特点。
①如图所示，分别组装滑轮组，并记下钩码和弹簧测力计的示数；
②匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升一段距离；
③记录下弹簧测力计的示数和方向，用刻度尺分别测量出砝码上升的高度和弹簧测力计移动的距离；
④换不同钩码重复实验，将数据填写在表格中。
甲 乙
实验步骤
操作 重物移动的距离/m 拉力作用点移动的距离/m 拉力的方向 弹簧测力计的示数/N
用弹簧测力计通过第一种滑轮组提升物体（图甲）
用弹簧测力计通过第二种滑轮组提升物体（图乙）
实验数据
操作 重物移动的距离/m 拉力作用点移动的距离/m 拉力的方向 弹簧测力计的示数/N
用弹簧测力计通过第一种滑轮组提升物体（图甲） 0.2 0.4 向下 1
…… …… …… ……
用弹簧测力计通过第二种滑轮组提升物体（图乙） 0.2 0.6 向上 0.7
…… …… …… ……
相同点：甲、乙都是由一个动滑轮和一个定滑轮组合成的滑轮组；
不同点：图甲轮滑组有三股绳拉着动滑轮，图乙轮滑组是两股绳拉着动滑轮。
n=2
n=3
问题1：观察两次实验中组装的滑轮组，说出它们的相同点和不同点。
甲 乙
问题3：绳子自由端移动的距离s和物体上升的高度h的关系又是什么？
问题2：分析实验数据，拉力和重物的关系是什么？
用滑轮组提升物体时，动滑轮上有几段绳子承担物重，拉力就是物重的几分之一。
动滑轮上有几段绳子承担物重，绳子自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍。
F=（G+G动）
s=nh
问题4：要用最小的力将小车拉动，试完成绳子的绕法。
F
活动小结
1.滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。
2.用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承担重物，提起物体的力就是物重的几分之一，绳子自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍。
1.如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A，不考虑摩檫，三个力的大小关系是（ ）
A.F1＜F2＜F3
C.F1=F2=F3
D.F1＞F2＞F3
D.F1＞F2=F3
B
2.如图所示，用滑轮提升重为G=100 N的物体，使物体以0.2 m/s的速度上升（绳重和各种摩擦不计），已知动滑轮重G动=10 N，则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是（ ）
A.55 N，0.1 m/s
B.210 N，0.1 m/s
C.55 N，0.4 m/s
D.210 N，0.4 m/s
B
3.如图所示，在一水平地面上，木箱重400 N，受到的摩檫力为200 N，用力F拉动木箱使它匀速直线运动了3 m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩檫力），下列说法正确的是（ ）
A.拉力F的大小为400 N
B.拉力F的大小为200 N
C.绳自由端移动了6 m
D.绳自由端移动了9 m
C
总结：请画出本节内容的思维导图
滑轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
轴不随物体一起运动的滑轮
不省力，也不费距离，但可以改变力的方向
实质：等臂杠杆
轴随物体一起运动的滑轮
省力，但费距离，且不能改变力的方向
实质：省力杠杆
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组
绳子自由端的拉力F=（G+G动）
绳子自由端的距离s=nh