(共25张PPT)
第十一章 机械与人
第2课时 滑轮及其应用
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学习目标
1.定滑轮及其特点
新课导入
探究点：
2.动滑轮的使用特点
课堂小结
当堂评价
对点训练
3.滑轮组的特点
对点训练
对点训练
学习目标
物理观念：了解定滑轮、动滑轮的特点，知道滑轮在生产生活中的应用
科学态度与责任：能体会人们对简单机械的使用的重要性，能了解机械的使用对社会发展的作用
科学思维：知道滑轮是一种理想模型；能将杠杆的使用特点迁移至滑轮
科学探究：动手探究定滑轮和动滑轮的使用实验，体验滑轮在使用过程中作用和特点，并通过对实验数据进行分析、处理，得出对应物理量之间的定量关系
新课导入
1
人的力气再大，可以抱起比自己重好几倍的物体，但却不能把自己拉起来。是不是？
老师：但我可以。
老师：观看“吊起自己”的视频。
老师：利用什么我们就可以自己把自己拉起来
新课导入
2
老师那两个木棒和一根又长又结实的绳子，按下图连好，如下图：
然后让两个男生往两边拉，一个女生拉住绳子一端往里拉。先让学生判断谁能获胜？
然后让他们尽力拉，结果女生轻松获胜。
可以让不服的同学多次尝试。
这套装置为什么起到了让女生以小博大，以弱胜强的作用呢？
探究点1
定滑轮及其特点
1.滑轮
（1）老师演示：用一个等臂杠杆可以让一个重物从较深的水槽中向上运动。为了让重物被提升出水槽，需要继续转动杠杆。杠杆转动过程连起来会变成一个什么图形？
老师：杠杆转过180度时就会开始绕线，圆形的绕线效果也比原来的杠杆形状效果更好。既然圆形更方便，那我们不妨在杠杆上下各安装一个半圆。这样一来，杠杆就变成了我们今天要学习的滑轮。
（2）观看实物及滑轮视频。
圆形
（3）滑轮：是一个周边有槽、能绕轴转动的轮子
探究点1
定滑轮及其特点
2.滑轮分类
（1）问题提出：
工人要装修三楼的房子，他们需要把货物从地面运到三楼。工人甲在底楼地面，工人乙站在三楼。他们都不想上、下楼把货物从地面运到三楼。那如果是你，该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
（2）活动探究：
用钩码代替货物，利用细线、滑轮在铁架台上分别模拟甲、乙工人提起重物。
两种方法如图：
探究点1
定滑轮及其特点
（3）活动总结：
仔细观察两种情况下滑轮的运动情况，比较装置的不同之处。
（4）工地上来了工人丙，他没有使用滑轮，而是直接用绳子将货物提上来。你认为提升重物时使用滑轮与不使用滑轮相有什么不同吗？
像A那样使用时轴固定不动，只转动不移动的滑轮叫做定滑轮；
像B那样使用时轴随物体一起移动，既转动又移动的滑轮叫做动滑轮。
探究点1
定滑轮及其特点
3.定滑轮使用特点
（1）阅读P265“做中学”部分，分小组讨论探究方案。
（2）实验探究过程：
①组装如P265图11—19所示的装置。用弹簧测力计竖直向下拉动勾码缓慢匀速上升，读出弹簧测力计示数，用刻度尺测量物体上升高度和弹簧测力计移动距离，记入下表。
②改变勾码个数重复上述操作。
③改变弹簧测力计拉力方向重复上述操作。
次数 物重G/N 拉力F/N 拉力方向 重物升高高度h/cm 弹簧测力计移动距离s/cm
1 1 向下 10
2 2 向下 10
3 1 斜向下 10
4 1 水平向右 20
1.1
2.1
1.1
1.1
10
10
10
20
探究点1
定滑轮及其特点
（3）实验结论：
使用定滑轮不省力，不省距离，但可以改变 。
（4）实验反思：
①观察记录数据，发现两个力大小并不相等。可能原因是什么？
②如果定滑轮使用过程中摩擦力可以忽略，那么拉力和物体的重力大小应该是什么关系呢？物体移动距离和力移动距离呢？
4.定滑轮实质：
分析课本P265图11—20，讨论下列问题：
若把滑轮看成杠杆，则动力臂l1和阻力臂l2关系为：l1____(>、<、=)l2，根据杠杆平衡条件可知，F1_ __F2。
结论:这根杠杆是__ __(省力、费力、等臂)杠杆。
力的方向
因为轮轴和滑轮之间、细线跟滑轮间存在摩擦。
F=G,s=h
=
=
等臂
对点训练
如图所示，小亮同学正在探究“定滑轮的使用特点”实验：
(1)实验时，他应该 （选填“匀速”或“变速”）拉动绳子，让物体匀速上升；
(2)如图所示，保持钩码不变，小亮同学使用 分别测量不同方向的拉力大小，使用前要对它进行 调零 ；
(3)测出的三次示数大小关系是F甲 F乙 F丙（选填“>”、“<”或“=”）
匀速
定滑轮及其特点
弹簧测力计
=
=
探究点2
1. 阅读P266“做中学”部分，分小组讨论探究方案。
2.实验探究过程：
①组装如P266图11—21（a）所示的装置。用弹簧测力计竖直向上拉动，使勾码缓慢匀速上升，读出弹簧测力计示数，用刻度尺测量物体上升高度和弹簧测力计移动距离，记入下表。
②改变勾码个数重复上述操作。
③改变弹簧测力计拉力方向重复上述操作。
动滑轮的使用特点
次数 物重G/N 拉力F/N 拉力方向 重物升高高度h/cm 弹簧测力计移动距离s/cm
1 1 向上 10
2 2 向上 10
3 1 斜向上 10
0.7
1.3
0.9
20
20
20
探究点2
3.实验结论：
4.定滑轮实质：
分析课本P266图11—21（b），讨论下列问题：
若把此滑轮看成杠杆，则动力臂l1和阻力臂l2关系为：l1= l2，根据杠杆平衡条件可知，F1= F2。结论:这根杠杆是__ _(省力、费力、等臂)杠杆。
动滑轮的使用特点
5.实验反思：
从动滑轮的工作原理来看，使用动滑轮的拉力应该是物重的一半，但实验的结果似乎并非如此，你认为这可能是什么原因呢？
使用动滑轮省力（F①忽略摩擦时，动滑轮本身也有重力，使用动滑轮提升重物，所用拉力是滑轮与物体总重的一半，即 ；②使用动滑轮省力一半只是一种理想状态。
2
省力
对点训练
（1）如图所示，不计摩擦和绳重，G为120N的重物在70N拉力F作用下匀速上升，动滑轮重为 ；
（2）如图所示，若动滑轮自重10N，不计摩擦和绳重，重物G在55N拉力F作用下匀速上升，则重物G= N，重物上升0.5m时，绳子自由端移动距离为 ，绳子自由端上升速度为8m/s，则重物上升速度为 m/s。
动滑轮的使用特点
20N
100
1m
4
1.滑轮组
（1）图中的人遇到了什么问题？你能帮帮他吗？
滑轮组的特点
探究点3
使用定滑轮不省力但能改变施力的方向；使用动滑轮能省力，但不能改变施力的方向；能不能将动滑轮和定滑轮组合起来使用呢？
（2）阅读课本P266“滑轮组”部分。
用动滑轮和定滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组，它既可 又可改变 。
省力
力的方向
2.使用特点探究过程：
（1）引导学生绕线，老师巡回指导。
（2）指导学生探究滑轮组的省力情况与费距离情况。
滑轮组的特点
探究点3
绕线 方式 钩码重G/N 拉力F/N 物体上升高度h/cm 绳端（拉力作用点）移动距离s/cm
大小 方向 甲 2 向上 10
乙 2 向下 10
1.2
1.6
30
20
F
F
（3）承担重物的绳子的股数为n的滑轮组：
滑轮组的特点
探究点3
②如果在半理想情况下（只忽略动摩擦），拉力F跟物重G的关系为： ；
①在理想情况下（忽略动滑轮重和摩擦），滑轮组用几股绳子吊起物体，将物体提升所用的力就是物重的几分之一，即 ；
③使用滑轮组提升物体时，物体上升的高度h和绳子自由端移动的距离s的关系是s=nh。
4.拓展探究：判断滑轮组绕线方法的技巧
（1）技巧1：找到动滑轮，然后数直接与动滑轮相连的绳子的股数，要注意包括动滑轮挂钩上的绳子。
（2）平常有“奇动偶定”的说法，具体为：绳子起点如果系在动滑轮上，绳子的段数是奇数段；绳子起点如果不是系在动滑轮上（而是系在定滑轮或其他位置），绳子的段数是偶数段。
对点训练
用如图所示的装置提升重为600N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为动滑轮
B．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为300N
C．若人将绳子匀速拉过2m，物体也上升2m
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
B
滑轮组的特点
课堂小结
滑轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
优点
关系
实质
改变力的方向
理想状态下F=G s=h
等臂杠杆
优点
关系
实质
省力
或 s=2h
省力杠杆
优点
关系
既能省力，又能改变力的方向
或 s=nh
当堂评价
1．如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，关于该滑轮下列说法正确的是（ ）
A．它是一个动滑轮 B．它可以上下移动
C．用它改变力的方向 D．用它改变力的大小
1 23456
C
当堂评价
2．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m
B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力
D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
1 2 3456
C
当堂评价
3．如图所示，物体 和 重均为100N，滑轮重均为20N，分别用力匀速提升重物 和 。若不计摩擦和绳重，则FA为 N，FB为 N。
12 3 456
60
100
当堂评价
4．如图所示，小明在探究滑轮组省力情况，已知每个钩码重为1N，每个滑轮重为1N，不计绳重及摩擦，则（a）图中弹簧测力计的读数为 N，图（b）中弹簧测力计的读数为 N，图（c）中弹簧测力计的读数为 N。
123 4 56
1
1.5
1.5
当堂评价
1234 5 6
5．请按要求作图：如图所示，站在地面上的工人利用滑轮组向下拉绳提起物体，请在图中画出最合理的绳子绕法。
当堂评价
12345 6
6．如题图所示， 工人用滑轮组提升重物， 已知重物质量 100kg 。 在工人用F=400N的力，重物匀速上升至6 m高处。不计绳重和机械之间的摩擦。求∶ （g取 10 N/kg）
（1）物体的重力；
（2）绳子自由端运动的距离；
（3）动滑轮的重力。
解：（1）物体的重力为：
（2）由图可知，滑轮组承重绳子股数n=3，
绳子自由端运动的距离为：
（3）动滑轮的重力为：
答：（1）物体的重力为1000N；（2）绳子自由端运动的距离为18m；（3）动滑轮的重力为200N。(共23张PPT)
第二节 滑轮及其应用
1.定滑轮:轴 的滑轮,叫做定滑轮。使用定滑轮 ,但可以改变力的 。定滑轮实质上是一个等臂杠杆。
2.动滑轮:轴 的滑轮,叫做动滑轮。使用动滑轮可以 ,但不改变力的 ,且费 。动滑轮实质上是一个省力杠杆。
3.定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置叫做 ,滑轮组在使用过程中既可以改变力的 ,又可以改变力的 。
4.用滑轮组提起重物时,若忽略滑轮重、绳重和摩擦,则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力,提起物体所用的力就是物体重力大小的 .
。
知识清单
固定不动
不省力
方向
能随物体一起运动
省力
方向
距离
滑轮组
方向
大小
几
分之一
[例1] 如图所示,若物体所受重力均为20 N且处于静止状态,不计摩擦、滑轮和绳的重力,力F1的大小为 N;力F2的大小为 N。
典例分析
20
10
[例2] 两个滑轮用如图所示的方式组合,其中B滑轮可以改变施力的
(选填“大小”或“方向”),用力F拉动绳端时,物体向左做匀速直线运动,此时物体所受摩擦力为20 N,不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,则拉力为 N。
方向
10
基础题
1.如图所示是滑轮的两种用法,下列说法中正确的是( )
A.甲是定滑轮,使用时可以省力
B.甲是动滑轮,使用时能改变力的方向
C.乙是定滑轮,使用时能改变力的方向
D.乙是动滑轮,使用时可以省力
D
2.如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法正确的是( )
A.F1、F2、F3的大小相等
B.F1最大
C.F2最大
D.F3最大
A
3.(多选题)如图所示,用同一个滑轮以两种不同的方式分别拉同一物体在水平面上匀速移动了相同的距离,所用拉力分别是F1、F2,绳末端移动的距离分别为s1、s2,不计绳重、滑轮重及轮轴间的摩擦,则( )
A.F1>F2 B.F1C.s1=2s2 D.s2=2s1
AD
4.分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是( )
A
5.如图所示,用20 N的拉力向上拉动绳子,使重为50 N的物体5 s内匀速升高5 m(不计绳重和摩擦)。则下列说法不正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为15 m
B.动滑轮重为10 N
C.物体上升的速度为1 m/s
D.绳子自由端移动的速度为6 m/s
D
6.如图所示(绳子与滑轮间摩擦及绳子和滑轮重不计),重为60 N的木块,在10 N的拉力F作用下,木块在水平路面上以1 m/s的速度匀速运动了6 s,则( )
A.木块与水平路面间的摩擦力为120 N
B.木块与水平路面间的摩擦力为20 N
C.在6 s内绳子自由端移动了6 m
D.在6 s内绳子自由端移动了18 m
B
7.(2024云南)如图所示,美丽乡村建设的工地上,工人使用一个 .
(选填“定”或“动”)滑轮匀速提升重300 N的建筑材料(不计绳重和摩擦),则人的拉力为 N。
定
300
8.小欣用如图所示的动滑轮提升重力为G=9 N的物体,当用竖直向上 F
=5 N的拉力拉着绳的自由端匀速上升0.8 m,物体上升了 m,不计绳重和摩擦,滑轮重 N。
0.4
1
9.如图所示为“探究滑轮组作用”的实验装置,每个钩码重2 N。实验时要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计,拉力大小如图所示,则动滑轮重为 N,将弹簧测力计向上移动30 cm,则钩码上升的高度为
cm。(不计一切摩擦及绳重)
1.2
10
10.用如图所示的滑轮拉动物体A,使物体A以0.2 m/s 的速度水平向左匀速运动10 s,此过程中绳子自由端移动的距离为 m。已知物体A的重力为500 N,受到的摩擦力为120 N,忽略绳重、滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦,拉力F的大小为 N。
4
60
11.某同学想用40 N的力拉起重为80 N的物体,动滑轮重40 N,请按要求画出滑轮组的绕绳方法(不计绳重及摩擦)。
答案:如图所示
中档题
12.(多选题)如图所示,天花板上挂着一个滑轮,绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体,A、B两物体所受重力为GA=8 N,GB=10 N,B放在光滑水平地面上,A、B都处于静止状态,不计滑轮和绳的重力及摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳对A的拉力大小为8 N
B.绳对B的拉力大小为10 N
C.地面对B的支持力大小为2 N
D.天花板所受拉力大小为18 N
AC
13.(多选题)如图所示,甲、乙两物体在滑轮A、B的作用下处于静止状态,甲物体重为10 N,乙物体重为60 N。不计绳重、滑轮重和摩擦,下列判断正确的是( )
A.绳E对天花板的拉力为10 N
B.绳F对天花板的拉力为10 N
C.乙物体对滑轮A的拉力为60 N
D.乙物体对地面的压力为40 N
AD
14.(2024贵阳期末)在“探究动滑轮特点”的实验中,实验过程如下:
(1)如图甲所示,测量前,保持弹簧测力计竖直并调节指针对准 .
,随后在其挂钩上悬挂物体,待示数稳定后可得出物体的重力G= N。
零刻
度线
3
(2)将细线的一端固定于天花板,另一端绕过滑轮与弹簧测力计挂钩相连,如图乙所示,要使物体上升,则弹簧测力计的移动方向为 .
,对比定滑轮的特点可说明使用动滑轮 。
(3)当物体匀速向上运动时,弹簧测力计的示数如图乙所示,对比两图中弹簧测力计的示数可知,使用动滑轮的优点是 。
竖直向
上
不能改变力的方向
省力
素养题
15.如图所示,两个物体A和B,质量分别为M和m(M>m),用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水中。若滑轮与轮轴之间的摩擦及滑轮质量不计,则( )
A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)g
B.绳子对物体A的拉力大小为(M-m)g
C.绳子对天花板的拉力大小为mg
D.物体A受到的浮力大小为(M-m)g
D
16.一体重为600 N,双脚与地面的接触面积为0.05 m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800 N的物体匀速提高了0.5 m,所用拉力为500 N。(不计绳重及摩擦)求:
(1)动滑轮的重力。
解析:(1)动滑轮的重力
G动=2F-G=2×500 N-800 N=200 N。
答案:(1)200 N
(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为多大
答案:(2)2 000 Pa
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体
解析:(3)工人能够施加的最大拉力
Fmax=G人=600 N,
工人能够提起的最大物重
Gmax=2Fmax-G动=2×600 N-200 N=1 000 N。
答案:(3)1 000 N中小学教育资源及组卷应用平台
第二节 滑轮及其应用
学习目标 1.了解定滑轮、动滑轮的特点，知道滑轮在生产生活中的应用。 2.知道滑轮是一种理想模型；能将杠杆的使用特点迁移至滑轮。 3.动手探究定滑轮和动滑轮的实验，体验滑轮在使用过程中作用和特点，并通过对实验数据进行分析、处理，得出对应物理量之间的定量关系。 4.能体会人们对简单机械的使用的重要性，能了解机械的使用对社会发展的作用。
重点难点 重点：应用滑轮使用特点解决实际问题
难点：滑轮组绳子股数判断
导学过程 自主学习1 定滑轮及其特点 1.滑轮：是一个周边有槽、能绕轴转动的轮子。 2.滑轮分类 两种方法如图： 像A那样使用时轴 固定不动 ，只转动不移动的滑轮叫做定滑轮； 像B那样使用时轴 随物体一起移动 ，既转动又移动的滑轮叫做动滑轮。
合作探究1 1.定滑轮使用特点 （1）实验探究过程： ①组装如P265图11—19所示的装置。用弹簧测力计竖直向下拉动勾码缓慢匀速上升，读出弹簧测力计示数，用刻度尺测量物体上升高度和弹簧测力计移动距离，记入下表。 ②改变勾码个数重复上述操作。 ③改变弹簧测力计拉力方向重复上述操作。 次数物重G/N拉力F/N拉力方向重物升高高度h/cm弹簧测力计移动距离s/cm111.1向下1010222.1向下1010311.1斜向下1010411.1水平向右2020
（2）实验结论： 使用定滑轮 不能 省力， 不能 省距离，但可以改变 力的方向 。 （3）实验反思： ①观察记录数据，发现两个力大小并不相等。可能原因是什么？ 答： 因为轮轴和滑轮之间存在摩擦 。 ②如果定滑轮使用过程中摩擦力可以忽略，那么拉力和物体的重力大小应该是什么关系呢？物体移动距离和力移动距离呢？ 答： F=G,s=h ； 4.定滑轮实质： 分析课本P265图11—20，讨论下列问题： 若把滑轮看成杠杆，则动力臂l1和阻力臂l2关系为：l1__=__(>、<、=)l2，根据杠杆平衡条件可知，F1_ =__F2。 结论:这根杠杆是__等臂__(省力、费力、等臂)杠杆。 5.对点训练： 如图所示，小亮同学正在探究“定滑轮的使用特点”实验： (1)实验时，他应该 匀速 （选填“匀速”或“变速”）拉动绳子，让物体匀速上升； (2)如图所示，保持钩码不变，小亮同学使用 弹簧测力计 分别测量不同方向的拉力大小，使用前要对它进行 调零 ； (3)测出的三次示数大小关系是F甲 = F乙 = F丙（选填“>”、“<”或“=”）。
自主学习2 动滑轮的使用特点 1. 阅读P266“做中学”部分，分小组讨论探究方案。 2.实验探究过程： ①组装如P266图11—21（a）所示的装置。用弹簧测力计竖直向上拉动，使勾码 缓慢匀速 上升，读出弹簧测力计示数，用 刻度尺 测量物体上升高度和弹簧测力计移动距离，记入下表。 ②改变勾码个数重复上述操作。 ③改变弹簧测力计拉力方向重复上述操作。 次数物重G/N拉力F/N拉力方向重物升高高度h/cm弹簧测力计移动距离s/cm110.7向上1020221.3向上1020310.9斜向上1020
3.实验结论： 使用动滑轮 省力（F合作探究2 1.定滑轮实质： 分析课本P266图11—21（b），讨论下列问题： 若把此滑轮看成杠杆，则动力臂l1和阻力臂l2关系为：l1= 2 l2，根据杠杆平衡条件可知，F1= F2。结论:这根杠杆是__省力 _(省力、费力、等臂)杠杆。 2.实验反思： 从动滑轮的工作原理来看，使用动滑轮的拉力应该是物重的一半，但实验的结果似乎并非如此，你认为这可能是什么原因呢？ 答： ①忽略摩擦时，动滑轮本身也有重力，使用动滑轮提升重物，所用拉力是滑轮与物体总重的一半，即；②使用动滑轮省力一半只是一种理想状态 。 3.对点训练： （1）如图所示，不计摩擦和绳重，G为120N的重物在70N拉力F作用下匀速上升，动滑轮重为 20N ； （2）如图所示，若动滑轮自重10N，不计摩擦和绳重，重物G在55N拉力F作用下匀速上升，则重物G= 100 N，重物上升0.5m时，绳子自由端移动距离为 1m ，绳子自由端上升速度为8m/s，则重物上升速度为 4 m/s。
自主学习3 滑轮组的特点 1.滑轮组 （1）漫画中的人物遇到了问题，你能帮帮他吗？ （2）阅读课本P266“滑轮组”部分。 用动滑轮和定滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组，它既可 省力 又可改变力的方向 。 2.使用特点探究过程： （1）绕线组装如下图所示滑轮组。 （2）指导学生探究滑轮组的省力情况与费距离情况。 绕线 方式钩码重G/N拉力F/N物体上升高度h/cm绳端（拉力作用点）移动距离s/cm大小方向甲21.2向上1030乙21.6向下1020
合作探究3 1.实验结论： 若承担重物的绳子的股数为n的滑轮组： ①在理想情况下（忽略动滑轮重和摩擦），滑轮组用几股绳子吊起物体，将物体提升所用的力就是物重的 几分之一 ，即 ； ②如果在半理想情况下（只忽略动摩擦），拉力F跟物重G的关系为： ； ③使用滑轮组提升物体时，物体上升的高度h和绳子自由端移动的距离s的关系是 s=nh 。 2.拓展探究：判断滑轮组绕线方法的技巧 我总结： 。 3.对点训练： 用如图所示的装置提升重为600N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是（ B ） A．两个滑轮均为动滑轮 B．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为300N C．若人将绳子匀速拉过2m，物体也上升2m D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
自我评价 1．如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在一个物体上，分别用力F1、F2、F3拉物体匀速上升。下列关于力F1、F2、F3的大小关系说法正确的是（ D ） A．F1较大 B．F2较大 C．F3较大 D．三个力一样大 2.如图简单机械，不计绳重、机械自重和摩擦，提起相同重物所用的动力F最小的是（ D ） A． B． C． D． 3．如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（ D ） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 4．如图所示，工人用200N的力F将重为300N的物体在5s内匀速提升2m，则此过程中（ D ） A．绳子自由端被拉下6m B．工人做的有用功为400J C．拉力做功的功率为240W D．工人做的总功为800J 5．如题图所示，物体M的重力为10N，忽略弹簧测力计、动滑轮和绳子的重力及轮与轴之间的摩擦力，弹簧测力计甲的示数为 10 N，弹簧测力计乙的示数为 5 N，弹簧测力计丙的示数为 5 N。 6．工人使用图-1所示的滑轮组提升一批重物，其中滑轮 A （选填“A”或“B”）可以起到省力的作用。已知滑轮A、B的重力均为60N，在提升一个重为600N的重物时，绳子自由端的移动距离与时间的关系图像如图-2所示，若不计绳重及摩擦，绳端的拉力是 220 N，拉力做功的功率是 220 W。 7．小明利用如图的装置提升物体达到省力的目的，请帮助他在图上画出最省力的绳子绕法。若物体的重量为300N，绳子自由端最小的拉力为 100 N（不计绳重、摩擦及动滑轮重量）。 答案： 8．用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人的体重为500N，人对绳的拉力为 200N，不计绳重和摩擦，求： （1）物体被提高2米时，绳子自由端移动的距离？ （2）动滑轮重力； （3）拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少？ 解：（1）物体被提高2米时，绳子自由端移动的距离： ； （2）不计绳重和摩擦，根据可得： ； （3）根据题意，人能施加的最大拉力为500N，则由可得，他用此滑轮组能提升的最大物重为： 。 答：（1）物体被提高2米时，绳子自由端移动的距离为4m； （2）动滑轮重力为50N； （3）拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是950N。
我的收获
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第二节 滑轮及其应用
物理观念:了解定滑轮、动滑轮的特点,知道滑轮在生产生活中的应用。
科学思维:知道滑轮是一种理想模型;能将杠杆的使用特点迁移至滑轮。
科学探究:动手探究定滑轮和动滑轮的使用实验,体验滑轮在使用过程中作用和特点,并通过对实验数据进行分析、处理,得出对应物理量之间的定量关系。
科学态度与责任:能体会人们对简单机械的使用的重要性,能了解机械的使用对社会发展的作用。
教学重点:应用滑轮使用特点解决实际问题
教学难点:滑轮组绳子股数判断
教师演示:木棒、尼龙绳
学生实验:弹簧测力计、刻度尺、滑轮(2个)、铁架台、细线、钩码
教学环节 设计意图
一、创设情境 导入新课 情境导入:老师拿两个木棒和一根又长又结实的绳子,按下图连好,如图: 然后让两个男生往两边拉,一个女生拉住绳子一端往里拉。先让学生判断谁能获胜 学生:…… 然后让他们尽力拉,结果女生轻松获胜。 可以让不服的同学多次尝试。 老师适时点拨:这套装置为什么起到了让女生以小博大,以弱胜强的作用呢 等学完这节课后,你就能解释了。 学源于思,思源于疑。先通过素材让学生感兴趣,有动力,有问题,有效引入课题
二、新课讲解 探究新知 探究点一:定滑轮及其特点 1.滑轮 (1)老师引导:大家知道我们可以用杠杆方便提起物体。比如老师现在用一个等臂杠杆可以让一个重物从较深的水槽中向上运动。为了让重物被提升出水槽,需要继续转动杠杆。杠杆转动过程连起来会变成一个什么图形 学生:圆形。 老师:杠杆转过180度时就会开始绕线,圆形的绕线效果也比原来的杠杆形状效果更好。既然圆形更方便,那我们不妨在杠杆上下各安装一个半圆。这样一来,杠杆就变成了我们今天要学习的滑轮。 (2)观看实物及滑轮视频。 (3)滑轮:是一个周边有槽、能绕轴转动的轮子。 2.定滑轮使用特点 (1)指导学生阅读P265“做中学”部分,分小组讨论探究方案。 (2)实验探究过程: ①组装如P265图11-19所示的装置。用弹簧测力计竖直向下拉动,使钩码缓慢匀速上升,读出弹簧测力计示数,用刻度尺测量物体上升高度和弹簧测力计移动距离,记入表格。 ②改变钩码个数重复上述操作。 ③改变弹簧测力计拉力方向重复上述操作。 次数物重G/N拉力F/N拉力方向物体上升高度h/cm弹簧测力计移动距离s/cm111.1向下1010222.1向下1010311.1斜向下1010411.1水平向右2020
杠杆的连续转动就是滑轮,把滑轮跟杠杆初步联系起来
(3)实验结论:使用定滑轮不省力,不省距离,但可以改变 力的方向 。 (4)实验反思 ①观察记录数据,发现两个力大小并不相等。可能原因是什么 学生分组讨论,教师引导得出结论:因为轮轴和滑轮之间存在摩擦。 ②如果定滑轮使用过程中摩擦力可以忽略,那么拉力和物体的重力大小应该是什么关系呢 物体移动距离和力移动距离呢 提示:F=G,s=h。 3.定滑轮实质 分析课本P265图11-20,讨论下列问题: 若把滑轮看成杠杆,则动力臂l1和阻力臂l2关系为:l1 = l2,根据杠杆平衡条件可知,F1 = F2。 结论:定滑轮相当于 等臂 杠杆。 探究点二:动滑轮的使用特点 1.指导学生阅读课本P266“做中学”部分,分小组讨论探究方案。 2.实验探究过程 ①组装如课本P266图11-21(a)所示的装置。用弹簧测力计竖直向上拉动,使钩码缓慢匀速上升,读出弹簧测力计示数,用刻度尺测量物体上升高度和弹簧测力计移动距离,记入下表。 ②改变钩码个数重复上述操作。 ③改变弹簧测力计拉力方向重复上述操作。 次数物重G/N拉力F/N拉力方向物体上升高度h/cm弹簧测力计移动距离s/cm110.7向上1020221.3向上1020310.9斜向上1020
3.实验结论:使用动滑轮省力(F2.使用特点探究过程 (1)引导学生绕线,老师巡回指导。 (2)指导学生探究滑轮组的省力情况与费距离情况。 绕线 方式钩码重G/N拉力F/N物体上升 高度h/cm绳端(拉力作用点) 移动距离s/cm大小方向(甲)21.2向上1030(乙)21.6向下1020
(3)承担重物的绳子的股数为n的滑轮组 ①在理想情况下(忽略动滑轮重和摩擦),滑轮组用几股绳子吊起物体,将物体提升所用的力就是物重的几分之一,即F= G物; ②如果在半理想情况下(只忽略动摩擦),拉力F跟物重G的关系为:F=(G物+G动滑轮); ③使用滑轮组提升物体时,物体上升的高度h和绳子自由端移动的距离s的关系是 s=nh。 出示例题 [例题]用如图所示的装置提升重为600 N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重,下列说法正确的是(B) A.两个滑轮均为动滑轮 B.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为300 N C.若人将绳子匀速拉过2 m,物体也上升2 m D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向 强调好关系成立的前提,不可乱用 这是本节课的难点,通过加强练习,相互合作,突破难点
第二节 滑轮及其应用
一、定滑轮使用特点
1.优点:能改变力的方向。
2.关系:F=G,s=h。
3.实质:等臂杠杆。
二、动滑轮使用特点
1.优点:省力。
2.关系:F=G或F=(G物+G动滑轮),s=2h。
3.实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
三、滑轮组使用特点
1.优点:既能省力,又能改变力的方向。
2.关系:F= G或F=(G物+G动滑轮),s=nh。
见PPT课件
该节课内容量大,活动或演示较多,一节课显得较为仓促,建议再进行一节专题练习课。
定滑轮、动滑轮、滑轮组三个模块,每个模块尽量做到由易到难,由浅到深,让学生逐步达到课程要求。一般先用熟悉的例子或问题引入,进行初步接触,然后针对猜想问题展开探究,最后分析数据和现象,得出初步结论。教学中做到了尽量使用丰富的表现手段,弱化了学生在理解上的难度,活跃了课堂气氛,使得课堂不沉闷,教学效果良好。
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