11.2 滑轮 教学课件(共43张PPT) 初中物理 2024-2025学年教科版八年级下册

(共43张PPT)
11.2 滑轮
教科版（2024）物理八年级下册
第十一章 机械与功
目录
素养目标
01
课程导入
02
新课讲解
03
总结归纳
04
课堂练习
05
正确教育
素养目标
1.认识定滑轮和动滑轮，了解滑轮组
2.能通过实验了解定滑轮和动滑轮的特点
3.能识别生产和生活中常见的滑轮，能根据要求组装简单滑轮组，并能分析拉力大小与物重的关系
港口的起重机一次就能把几吨重的货物吊起，你知道起重机是怎样把它们拉上去的吗？
定滑轮
滑轮：周边有槽，并可以绕轴转动的轮子。滑轮主要由轮、轴、框等部分组成，如图所示。
凹槽
轴
使用定滑轮吊起物体时，滑轮的轴固定不动，只是为了改变动力的作用方向，使操作更方便。图乙的情形可以证明定滑轮在改变动力方向时，不会改变拉力的大小。
旗杆顶部的滑轮
在图中，小明用力将物体提到高处。和同学讨论，你们都在哪些场合见过小明使用的这种滑轮，它能带来哪些方便？
使用定滑轮
虽说不能省力，但可以把上提改为下拉。
铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计
如图所示，把定滑轮固定在铁架台上，钩码挂在细线的一端；弹簧测力计挂在细线的另一端，用力缓慢拉动弹簧测力计向下匀速运动。
【实验器材】
【实验设计】
G
拉力F
探究定滑轮的特点
【实验步骤】
（1）用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。
（2）使用定滑轮缓缓提升钩码，记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离h物 、拉力移动的距离s绳及拉力的方向。
（3）改变拉力的方向，分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码，观察拉力F1、F2、F3的大小。把实验数据记入表格中。
（4）改变钩码的重力，重复上述实验。
①拉力与重力的大小关系：F=G，即使用定滑轮不省力。
②拉力的方向：可以改变。
③拉力（绳末端）移动距离S绳与钩码上升高度h物的关系：S绳=h物
钩码重 G/N 钩码移动 方向 钩码移动 距离h/m 拉力 F/N 拉力 方向 拉力移动
距离s/m
1.5 竖直向上 0.3 1.5 竖直向下 0.3
1.5 竖直向上 0.3 1.5 斜向下 0.3
1.0 竖直向上 0.4 1.0 竖直向下 0.4
【数据记录与分析论证】
【实验结论】
物体运动方向
拉力方向
使用定滑轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向。
可以改变力的方向是指：
拉力的方向与物体运动方向相反（或不同）。
定滑轮的实质：相当于一个能够连续转动的等臂杠杆。
由杠杆平衡的条件：F1l1=F2l2
即Fl1=Gl2
所以F=G
因为l1=l2
定滑轮的实质
如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为 ，则它们的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
D
经典例题
答案：D
解析：定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮只能改变力的方向，既不能省力也不能省距离.故无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等.
动滑轮
动滑轮：使用时，滑轮的位置随被拉动物体一起改变的叫作动滑轮，如图所示。生活中常用的动滑轮：起重机吊钩上的滑轮等。
（1）使用动滑轮是否省力（或更费力）？
（2）用动滑轮提重物有什么优越性？通过实验探究。
研究动滑轮的特点
动滑轮、弹簧测力计、砝码、细线等
【实验器材】
缓慢拉动动滑轮的自由端，记录弹簧测力计的示数、拉力的方向及绳子自由端移动的距离。
操作①：测量物重与拉力
操作②：观察物体移动的方向与拉力的方向
操作③：测量物体移动的距离和自由端移动的距离
物体的重力等于滑轮和钩码的总重力
【实验步骤】
在该实验中，我们发现：自由端拉力是物体重力的一半，因此，它可以省一半的力。当物体向上移动时，自由端的拉力也是向上，因此，它不能改变力的方向。自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，由此可见，它费距离。
物重G 拉力F 物体移动方向 拉力方向 物体移动距离h 自由端移动距离s
F = 1/2G，s = 2h，Gh = Fs
【实验数据】
【实验小结】
使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向
使用动滑轮可以省力，但费距离；且不改变力的方向
知识小结
如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O，因此动力臂等于直径长度，阻力臂等于半径r，动力臂是阻力臂的两倍。
动滑轮的实质：相当于一个动力臂等于阻力臂2倍的杠杆。
动滑轮的实质
F= (G物+G轮) /2
动滑轮两种常见情况的等量关系（设物体做匀速运动，忽略摩擦）
F=2G物+G轮
使用动滑轮时，拉力不沿竖直方向（或两侧绳子不平行）时，如图所示，可证明动力臂l1小于阻力臂l2的两倍，故F1>G，此时动滑轮将不能省一半力，甚至会更费力。
如图所示，利用动滑轮来提升一个物体，拉力F竖直向上。动滑轮其实就是一个变形的杠杆，请在图中标出它的支点O，并画出F的力臂l。
经典例题
如图所示，物重G = 30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。（不计绳重G与摩擦）
（1）若滑轮重不计，滑轮向上移动20 cm，则拉力F=_______N，物体上升_________cm。
（2）若滑轮重为2 N，使物体上升20 cm，则拉力F=__________N，滑轮向上移动_______cm。
60
经典例题
40
62
10
答案：（1）60；40（2）62；10
解析：（1）由题图可知，该滑轮是反向动滑轮，当滑轮上移 时，物体上移的高度是滑轮上移高度的2倍， ；若滑轮重不计，此时拉力应该是物重的2倍，即拉力大小
。
（2）若滑轮重 ，此时拉力 ；当物体上移 时，滑轮（拉力）上移的高度是物体上移高度的 ，则 。
滑轮组
滑轮组：
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。
想一想：还有别的绕线方法吗？
图甲中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走，所以拉力移动的距离为s=3h。
分析动滑轮受力可知，四个力平衡：F1+F2+F = G物
同一根绳子上的力相等：F1 = F2 = F
3F = G物
①分析判断甲滑轮组的省力与费距离的情况
结论：使用滑轮组省了力，但是费距离。
n = 3
S = 3h
②分析判断乙滑轮组的省力与费距离的情况
图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重。物体受F1和F2两个力，用这个滑轮组提起重物，只要用物重1/2的力，就可以提起重物。
图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，所以拉力移动的距离为2h。
n =2
S = 2h
实验结论：使用滑轮组省了力，但是费距离。
用如图所示的滑轮组，将重为5N的物体A匀速提升，已知动滑轮重为1N，不计绳重和摩擦，则作用在绳端竖直向下的拉力F的大小为( )
A.6N
B.2N
C.3.5N
D.3N
D
经典例题
答案：D
解析：不计绳重和摩擦，滑轮组的动滑轮绕2段绳，作用在绳端竖直向下的拉力F 的大小
故选D。
1.下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是( )
A. B.
C. D.
A
答案：A
解析：利用A选项图示方法拉动石墩时相当于使用动滑轮，动滑轮可以省力.利用B选项图示方法拉动石墩时相当于使用定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力.C、D选项图中均是用绳子直接拉石墩，不省力.
2.如图，用同一个滑轮按甲、乙两种方式提起同一个物体（ ），不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是( )
A.图甲中的滑轮相当于一个等臂杠杆
B.图乙中滑轮的特点是可以改变力的方向
C.图甲中的滑轮比图乙中的滑轮省力
D.图乙中的滑轮相当于一个等臂杠杆
A
答案：A
解析：图甲是定滑轮，相当于一个等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，图乙是动滑轮，相当于动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省 力多费1倍距离；故A正确，BCD错误。
故选A。
3.如图所示，用同一个滑轮匀速提起同一重物M，不计滑轮重力和摩擦，其中用力最小的是( )
A. B. C. D.
B
答案：B
解析：不计滑轮重力和摩擦，A、C图中滑轮为定滑轮，绳端拉力 ；B图中滑轮为动滑轮，动力 作用在轮上， ；D图中滑轮为动滑轮，动力 作用在轴上， 。
4.如图所示，水平地面上放一个重800N的物体，一个人利用滑轮组拉动物体匀速运动时，物体与地面间的摩擦力为160N，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，下列选项正确的是( )
A.A是动滑轮
B.拉力F为80N
C.物体移动10cm，绳子自由端移动30cm
D.增大拉力F时，物体与地面之间的摩擦力也会增大
B
答案：B