6.6探究滑轮的作用第2课时滑轮组 课件 (共31张PPT) 2023-2024学年度粤沪版物理八年级下册

(共31张PPT)
6.6探究滑轮的作用
第2课时滑轮组
八年级下
新课引入
建筑工人一个人在地上无法将建筑材料拉到楼上，你能帮助他吗？
既需要省力，也需要改变力的方向
如何得到一种机械，既可以省力，又可以改变施力的方向，使建筑工人站在地面就可以把重物提上二楼呢？
定滑轮不能省力，但可以改变力的方向
动滑轮能省力，但不能改变力的方向
如何组合定滑轮和动滑轮？
思考
1. 知道滑轮组的概念，能掌握滑轮组的特点
2. 知道使用滑轮组时拉力与物重的关系
3. 会组装简单的滑轮组
学习目标
重点
难点
新知学习
一、滑轮组
定义：
把一个定滑轮和一个动滑轮组成一个滑轮组，有几种组合方式
思考
定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组
甲
乙
小明在思索之后，又想出了一种组合方式，你觉得是否有效？
思考
有效，可以省力并改变方向
甲
等效
滑轮组的这两种组装方式有什么不同？
思考
甲
乙
起点：甲绳子的起点在定滑轮上；乙绳子的起点在动滑轮上
拉力方向：甲拉力方向改变；乙拉力方向不变
动滑轮上绳子数：甲动滑轮上绳子数为2；乙动滑轮上绳子数为3
以上的不同会导致滑轮组在“省力”和“费距离”上有什么区别呢？
实 验 1
1、实验目的：
①探究滑轮组的“省力”情况
②探究滑轮组的“费距离”情况
2、实验器材：
滑轮、绳子、钩码
按右图分别组装滑轮组，测出钩码和滑轮的总重力，动滑轮上挂上钩码，缓慢拉动绳子的自由端，记录弹簧测力计的示数、拉力的方向、绳子自由端以及钩码移动的距离
3、实验步骤：
使用滑轮组时拉力与物重的关系
甲
乙
4、实验视频：
5、记录数据：
6、实验结论：
装置 钩码的重力G/N 弹簧测力计的拉力F/N 动滑轮上绳子股数n/根
甲
乙
×
×
=
=
从表中可以找出F、G和n的关系：
F＝　　G
实验表明：使用滑轮组吊重物时，若动滑轮重、绳子自重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。
6 3 2
6 2 3
5、记录数据：
装置 钩码的重力G/N 弹簧测力计的拉力F/N 动滑轮上绳子股数n/根
甲 6 3 2
乙 6 2 3
物体移动距离h/cm 拉力端移动距离s/cm
5 10
5 15
=
=
×
×
在实验中，除了体现出拉力和物重的关系，还可以体现什么关系？
探究
使用动滑轮会“费距离”，实验中还探究了拉力移动距离和物体移动距离的关系：
s＝n h
×
×
=
=
思考
在该实验中，动滑轮的重力对实验结果为什么没有影响？
该实验中，使用的动滑轮是轻质滑轮，重力较小，弹簧测力计读数会估读，因此实验中动滑轮的重力对实验结果没有影响
装置 动滑轮重G/N 物重G/N 动滑轮上绳子数n/根 拉力F/N
1
2
0.13 2 2 1.05
0.13 2 3 0.73
这两种绕线方法有什么不同呢？
n=5
1
2
3
n=3
3
1
2
4
n=4
3
1
2
4
3
1
2
4
5
n=4
在动滑轮与定滑轮之间画一条线，只算绕在动滑轮上的绳子段数
如何判断滑轮组的绳子股数n呢
F
F
G物+G动
2F
3F
G物+G动
理论分析：物重和拉力关系
不计绳重和摩擦
若不计动滑轮重
若不计动滑轮重
理论分析：物体移动距离和拉力端移动距离
F
F
h
h
物体升高h，相当于吊起动滑轮的每段绳子移动了h，这些都只能累计从绳子自由端移动，则：
第一种：（n=2）绳子自由端在相等的时间内共需要移动2h，即s=2h
第二种：（n=3）绳子自由端在相等的时间内共需要移动3h，即s=3h
绳子自由端移动的距离s与物体移动的距离h之间的关系：s=nh
拉动绳子时，物体上升的速度V物和绳子自由端移动的速度V绳之间又有怎样的关系呢？
由 得：
因为 ， ，故：
1.拉力F与物体重力G之间的关系：
归纳
不考虑绳重、摩擦和滑轮重时：
不考虑绳重、摩擦，但考虑滑轮重时：
滑轮组工作时的特点
2.绳子自由端移动距离s与物体移动距离h之间的关系：
3.物体上升速度V物和绳子自由端移动速度V绳之间的关系：
s=nh
问题：1.若不计滑轮重力，结果如何？
2.若每个滑轮重30 N，结果如何？
G =
h =
F=100 N
s=10 m
F=
s=
G=100 N
h=10 m
F=100 N
s=
G =
h=10 m
针对训练
n=2
n=3
n=3
n=4
问题：1.若不计滑轮重力，结果如何？
F=100N
s=
物体以0.2 m/s的速度匀速上升10 s 的时间
G =
G =
h =
F=100 N
s=10 m
F=
s=
G=100 N
h=10 m
F=100 N
s=
G =
h=10 m
F=100N
s=
物体以0.2 m/s的速度匀速上升10 s 的时间
针对训练
n=2
n=3
n=3
n=4
问题：2.若每个滑轮重30 N，结果如何？
G =
使用滑轮组拉重物时，若动滑轮重和绳与滑轮间的摩擦不计，动滑轮被几股绳子拉住，所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一 。
A
F
思考
水平放置的滑轮组的绕法和关系式
8岁萌娃拉动13.7吨大飞机
知识拓展
二、轮轴
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
杠杆还可以变形为轮轴，轮轴可以看成不等臂杠杆。若动力作用在轮上，阻力作用在轴上，就省力；若动力作用在轴上，阻力作用在轮上，就费力
生活中的轮轴
请你说出以上轮轴的“轮”和“轴”？是省力和费力？
思考
汽车的方向盘
井上的辘轳
水龙头
汽车前窗上的雨刮器
省力
省力
省力
费力
生活中的机械
生产、生活中常用的机械 ，往往是多个简单机械的组合
起重机
晾衣架
针对训练
如图所示，立式风车是一种由风力驱动使轮轴旋转的机械，主要结构由平齿轮、立轴等组成进行回转运动，旋转的轮轴带动磨或水车，从而达到磨麦或取水灌溉的目的．此过程中，风可以吹动风车转动，这是因为力可以改变物体的____________，风帆带动立轴转动，此时立轴属于______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆．
运动状态
省力
课堂小结
滑轮组
滑轮组
特点
改变力的方向
改变力的大小
拉力与物重关系
不计绳重、摩擦与滑轮重
不计绳重、摩擦，考虑滑轮重
绳子自由端移动距离
绳子自由端移动速度
轮轴
本质
相当于不等臂杠杆
s=nh
随堂练习
1、起重机上也使用了滑轮组，如图所示，滑轮组动滑轮的个数为_____个，吊起建筑材料时，建筑材料的重力由______根绳子承担。
2
4
2.汽车重2×104 N，陷入泥中，受到的阻力为3×103 N。用如图所示装置，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？
F
解：由图可知，有三段绳子连接动滑轮，故：
3.工人用如图所示的装置运送砂石，不计绳重、滑轮自重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C.绳子自由端下拉1m，桶上升2m
D.质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
B
4.如图所示，箱子重800N，动滑轮自重80N，若不计摩擦，拉力至少______N才能提起箱子；如果这根绳最多能承担400N的拉力，滑轮组最多能提起______N的货物；绳子自由端移动2m距离，箱子可以升高______m。
220
1920
0.4
当前的绳子绕法不是可以提升最多的重物
更换绳子绕法，n=5