课件51张PPT。第2节
滑 轮体验 滑轮
活动1:如图所示,把一个滑轮固定在铁架台上,细线一端挂钩码,另一端绕过滑轮,向下拉动细线,将钩码升高一定的高度。在拉动的过程中,滑轮的位置改变了吗?斜着拉和竖直向下拉效果相同吗?活动2:如图所示,将滑轮的挂钩下端挂钩码,将细线的一端固定在铁架台上,拉动另一端,将钩码升高一定的高度。在拉动的过程中,滑轮的位置改变了吗?斜着拉和竖直向上拉效果相同吗?
两次活动中,拉力的大小相同吗?【参考答案】
活动1:没有 相同 活动2:没有 不相同 不同1.定滑轮:
(1)定义:轴 的滑轮。
(2)实质: 。
(3)特点: 。2.动滑轮:
(1)定义:轴 的滑轮。
(2)实质: 。
(3)特点: 。
3.滑轮组:
(1)滑轮组: 的组合。
(2)省力情况:用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的 。【参考答案】
1.(1)固定不动 (2)等臂杠杆 (3)不省力,但可以改变力的方向
2.(1)随物体一起移动 (2)动力臂是阻力臂二倍的杠杆
(3)省力,但不可以改变力的方向
3.(1)定滑轮和动滑轮 (2)几分之一探究1 研究定滑轮和动滑轮的特点
结合“体验”,思考以下问题:
1.我们把工作时轴固定不动的滑轮叫 ,工作时轴随
物体一起运动的滑轮叫 。则活动1中的机械相当于____
滑轮,活动2中的机械相当于 滑轮。
参考答案:定滑轮 动滑轮 定 动2.猜想与假设:由活动1猜想使用定滑轮可以 ,但不可以 ;由活动2猜想使用动滑轮时可以 ,但不可以 。
参考答案:改变力的方向 省力 省力 改变力的方向3.实验设计:如图所示。(1)探究定滑轮的特点:
①如图甲,用 测出钩码的重力;
②如图乙,用弹簧测力计使钩码提升一定的高度,并使拉力方向 ,分别记录弹簧测力计的示数和拉力的方向,弹簧测力计和钩码移动的距离。
参考答案:①弹簧测力计 ②改变(2)探究动滑轮的特点:
如图丙,使用动滑轮将钩码提升一定的高度,拉力方向始终
,记录弹簧测力计的示数,以及弹簧测力计和钩码移动的距离。
参考答案:竖直向上4.实验数据及分析:分析数据可知:
(1)定滑轮工作时的特点是 ,弹簧测力计移动的距离s与钩码上升的高度h的关系是 。
(2)动滑轮工作时的特点是______________________________
,弹簧测力计移动的距离s与钩码上升的高度h的关系是 。提示:分析弹簧测力计的示数和钩码重,可以看出使用定滑轮时弹簧测力计的拉力与钩码重相等,使用动滑轮时拉力大小等于钩码重的一半;而使用定滑轮时拉力的方向向下、向右、向右下方等多个方向,使用动滑轮时拉力的方向向上,可以得出使用定滑轮可以改变力的方向,使用动滑轮不能改变力的方向。使用定滑轮时s与h始终相等,使用动滑轮时s=2h。参考答案:(1)不省力也不费力,但可以改变力的方向
s=h (2)省一半力但是费距离,且不能改变力的方向 s=2h5.交流与评估:
(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钩码上升时,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钩码上升时,拉力大小才等于重力,且示数稳定,易于读数。(2)实验中,为什么要使用重一些的钩码?
提示:在拉动钩码时,绳子与滑轮之间有摩擦,且动滑轮本身有重力。在使用定滑轮时,钩码的重力越大,拉力大小越接近钩码重。在研究动滑轮特点时,钩码的重力越大,拉力的大小越接近钩码重力的二分之一,更易于得出结论。
参考答案:减小误差,使结论更准确(3)在探究定滑轮特点时,为什么拉力F的示数总是略大于钩码的重力?
提示:在理想情况下,使用定滑轮时F=G,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。
参考答案:绳子与滑轮之间存在摩擦【微点拨】
(1)定滑轮可以看作是一个变形的杠杆,如图所示,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,因此定滑轮实质是一个等臂杠杆。(2)动滑轮可以看作是一个变形杠杆,如图所示,动力臂等于滑轮的直径,阻力臂等于滑轮的半径,因此动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。
(3)实验时应尽量减小摩擦力的影响,否则不能得到正确的实验结论。探究2 探究滑轮组的特点
结合定滑轮和动滑轮的特点,分析由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,思考以下问题:1.在滑轮组中,定滑轮和动滑轮的作用一样吗?
提示:定滑轮的实质是等臂杠杆,它的作用是改变力的方向;动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,它的作用是省力,所以在滑轮组中定滑轮的作用是改变力的方向,而动滑轮起省力的作用,动滑轮个数越多,承担重物的绳子段数就越多,滑轮组就越省力。
参考答案:不一样,使用定滑轮可改变力的方向,使用动滑轮可省力2.在如图所示的滑轮组中,得到的数据见下表(动滑轮非常轻):分析数据可知,拉力和物重的关系是______________________
。
绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是_______
。提示:两图都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,由甲图和表格中数据可知,物体的重力由两段绳子通过动滑轮承担,拉力是物重的二分之一,但绳子自由端移动的距离是物体提升高度的二倍。由乙图和表格数据可知,物体的重力由三段绳子通过动滑轮承担,拉力是物重的三分之一,但绳子自由端移动的距离是物体提升高度的三倍。参考答案:用滑轮组提升重物时,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3.忽略绳与滑轮的摩擦,动滑轮的重力不能忽略时,拉力的大小等于多少?请结合图示分析。提示:根据力的平衡知,三股绳子承担着重物和动滑轮总重,则3F=G+G动,故F= (G+G动)。
参考答案:F= (G+G动) 即F= (G+G动),n为绳子股数【微点拨】
(1)使用滑轮组实验时,物重要大于动滑轮重,否则不能正确得到结论。
(2)使用滑轮组一定省力,但不一定改变力的方向,当最后一股绳子从定滑轮拉出时,能改变力的方向,当最后一段绳子从动滑轮拉出时,不能改变力的方向。探究3 研究轮轴和斜面
阅读科学世界“轮轴和斜面”思考:
1.观察下面几种简单机械,它们有什么共同特征?通常把它们叫作什么?
参考答案:由一个轴和一个大轮组成,把它们叫轮轴。2.分析轮轴的使用情况,轮轴的实质是什么?
参考答案:轮轴实质是一个可连续转动的杠杆。3.轮轴的特点是什么?
参考答案:动力作用在轮上,阻力施加在轴上,使用轮轴可以省力,也可以改变力的方向,但却费距离。当把动力施加在轴上
时,此时由于轴半径小于轮半径,使用时费力,但省距离。4.生活中哪些地方应用了轮轴?
参考答案:螺丝刀、辘轳、自行车和传动机械等。5.为什么搬运工人往高处运重物时,常斜搭一块木板,沿木板把重物推上去?
参考答案:省力6.斜面是省力机械还是费力机械,它有什么特点?
参考答案:省力机械,但费距离;当高度相同时,斜面越长坡度越平缓,越省力。
7.你周围哪些物体是斜面?举例说明。
参考答案:桥梁引桥、台阶、盘山公路、劈、斧头、螺丝钉等都应用了斜面。省力改变力的方向省力等臂不省力改变力的方向考点1 滑轮和滑轮组的特点
【示范题1】如图所示的滑轮组,每个滑轮重为20N,绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为100N的物体,所用的拉力F是 ( )
A.50N B.60N C.70 D.120N【解题指南】(1)图中有几股绳子承担物重?
(2)提升物重的力与物重是什么关系?
提示:(1)2股。 (2)F= (G+G动)。【精讲精析】选B。本题考查滑轮组的省力特点。物体和动滑
轮的总重由几股绳子承担,所用拉力就是物体和动滑轮总重的
几分之一。由题图可知,物体和动滑轮由2股绳子承担,因此拉
力为F= =60N,故选B。【通关金钥匙】
(1)判断定滑轮和动滑轮的方法:(2)判断绳子股数的方法:
①分割法:在定滑轮和动滑轮之间作一条水平辅助线,假设它把滑轮组的绕线“截断”,数出动滑轮上连接的绳子段数,即为吊着重物的绳子的股数n。(如图)②公式法:根据动滑轮个数来判断,如果有n个动滑轮,绳子的一端系在动滑轮上,绳子的股数是(2n+1)股,系在定滑轮上是2n股。(如图)【变式训练】如图所示,物体A、B、C、D所受重力均为30N,滑轮重、绳重和摩擦均不计。当用力F1、F2、F3、F4分别匀速提升A、B、C、D时,力F1的大小为 N,力F2的大小为_____N,力F3的大小为 N,力F4的大小为 N。【解析】因为滑轮重、绳重和摩擦均不计,物体A使用的是定滑
轮,不省力,拉力F1=G=30N。物体B使用的是动滑轮,能省一半力,
拉力F2= G= ×30N=15 N。物体C和物体D使用的是滑轮组,物
体C使用的滑轮组由两段绳子承担物重,故F3= G= ×30N=15N,
物体D使用的滑轮组由三段绳子承担物重,故F4= G= ×30N=
10N。
答案:30 15 15 10考点2 滑轮组的绕法
【示范题2】如图所示,某人站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B,所用的拉力F=100N,物体B重300N(不计滑轮重和绳重,不计摩擦力),画出滑轮组的绕线。【解题指南】(1)物重是拉力的几倍?
(2)要拉起物体应该有几段绳子承担重力?
提示:(1)3倍。 (2)3股。【精讲精析】本题考查滑轮组的绕线方法。因为F=100N,
G=300N,所以承担物重的绳子段数n= =3,绳子的
固定端在动滑轮上。
答案:如图所示【通关金钥匙】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、从里向外”。【变式训练】用滑轮组拉出陷入泥中的汽车。在图中画出最省力的绳子绕法。【解析】本题考查滑轮组的设计与组装。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。
答案:如图所示第二节 滑轮
【目标】（1）认识定滑轮和动滑轮，知道定滑轮、动滑轮的实质。
（2）知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
（3）能正确分析滑轮的省力情况以及拉力与物重之间的关系。
（4）能识别生产和生活中常见的滑轮，会根据要求使用和组装滑轮组。
【重点】知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
【难点】（1）动滑轮的瞬时支点的确定方法
（2）判断滑轮组的省力情况，会根据实际要求组装简单的滑轮组。
【课时安排】2课时
第一课时
【要点1】 认识定滑轮和动滑轮
〖思考〗如何把木料运上楼
〖活动〗尝试采用两种不同方法将钩码提往高处
〖总结〗
〖观察〗升旗
【要点2】 定滑轮和动滑轮的特点
〖活动〗探究使用定滑轮和动滑轮的特点
〖讨论〗使用定滑轮、动滑轮有什么特点？
〖总结〗
【要点3】 定滑轮和动滑轮的实质
〖思考〗外形相同的滑轮，为什么由于使用方法的不同，出现了如此不同的作用？
〖阅读〗课本第11页：读一读
〖探究〗滑轮的实质是杠杆
〖总结〗
〖例1〗如图是用定滑轮匀速提起重物的三种拉法，所用的拉力分别以F1、F2、
F3表示，下列说法中正确的是（ ）
A. 拉力F1最小 B. 拉力F2最小
C. 拉力F3最小 D. 三种拉法所用拉力一样大
〖例2〗一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车
从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力
B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C．甲安装的是动滑轮，能省力
D．乙安装的是动滑轮，能省力
〖例3〗工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，某工人设计了如
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
管的截面）。其中最省力的方案是（ ）
〖例4〗小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，
可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双
方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起 C．两个都拉不起 D．两个都拉起
〖例5〗下列机械使重力为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是(均不计摩擦)（ ）
〖例6〗不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦，米袋总重为800N，而绳上吊着的静止的
“绅士”重500N，则米袋对地面的压力为（ ）
A．500N B．250N C．300N D．800N
第二课时
【复习与思考】
如图是小海“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下表所示：
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离S/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数大小可知：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）把钩码升高相同高度，比较乙和丙测力计移动的距离可知：使用动滑轮 ；
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择 。
【要点4】 滑轮组
〖思考〗使用动滑轮可以 ，使用定滑轮可以 。如果将动滑轮、
定滑轮组合起来使用，效果将怎样？
〖活动〗对照课本第11页图11-20，组装滑轮组。
〖组装原则〗奇动偶定，从里向外
〖讨论〗如何确定承担物重的绳子的股数？
〖方法〗
n＝ n＝ n＝ n＝ n＝ n＝
〖探究〗使用滑轮组的特点
〖总结〗
〖巩固〗请按要求在下图中画出绳子的绕法：
【要点5】 生活·物理·社会
〖阅读〗课本12页：轮轴与斜面
〖例1〗如图，若绳子自由端在拉力F作用下，竖直向上移动0.2m，则重物G上升距
离为 m；若物体重为100N，不计滑轮重，则拉力F为 N；若四个
滑轮重量各是2N，则拉力F又为 N（摩擦不计）。若重物G能以0.1m/s
的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为 _____m/s。
〖例2〗如图，甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙，
大轮重10N，小轮重5N，连杆重1N。先后用甲、乙两种方式提
起同样重的物体（G=500N），如果忽略摩擦力和绳的重力，则
下列说法正确的是（ ）
A．F1=129N F2=133N B．F1=129N F2=129N
C．F1=133N F2=133N D．F1=133N F2=129N
〖例3〗（1）如图，用滑轮组提升物体，请画出最省力的绳子绕法。
（2）用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，在图中画出最省力的绕绳方法。（3）如图，
幕帘左右两边侧（c、d）固定，“帘门”滑环上的两根线（a和b）与上方水平牵线连结。
当控制电动机作顺时针旋转时，“帘门”向两侧分开，反之就向中间合拢。请按上
述要求，分别将a和b两个线头连接到上方水平牵线上。（4）在图中虚线框内设计
一个用20N的力站在地面匀速提升重80N物体的滑轮组。（不计滑轮质量及转动摩擦）
