9.2 滑轮 课件 2024-2025学年 八年级下册物理（北师大版2024）（58页PPT）

(共58张PPT)
一 八年级下 ·物理(北师大 ·2024)
第九章机械和功
9.2 滑轮
☆
方
4
0
FIRST PART
SECOND PART
THIRD PART
FOURTH PART
教学目标
教学内容
练习思考
课后作业
目录
CONTENT
01
02
03
04
教学目标
1.能识别定滑轮和动滑轮(物理观念)
2.了解定滑轮和动滑轮的特点，并能根据实际情况 需要合适的滑轮解决实际问题(物理观念和科学探究)
3.画安装滑轮组，并能根据安装情况分析拉力与物 重间的关系(物理观念和科学思维)
如右图所示，观察并回答问题：
工人站在地面上，利用滑轮将重物提升到楼上。 这样使用滑轮有什么好处 会省力吗
在我们的生活中，除了杠杆之外，滑轮(pulley)
也是一种常用的简单机械，它通常由绳索或链条绕过 具有转动轴的圆轮构成。
课堂引入
第1节力
知识点 滑轮的种类
1. 认识定滑轮和动滑轮
(1)滑轮：能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。
一 、滑轮的种类
请你观察滑轮的结构：
滑轮
轴
一、滑轮的种类
(2)滑轮的分类
①定滑轮：轴不随物体一起运动的滑轮，叫定滑轮。。
②动滑轮：轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。 观察右下图，比较两滑轮的位置变化情况
定滑轮 动滑轮
知识点2滑轮的工作特点
二、滑轮的工作特点
活动：动手体验用定滑轮和动滑轮提升重物，说说你的感觉。
动滑轮
定滑轮
二、滑轮的工作特点
1. 实验探究：定滑轮和动滑轮的工作特点
提出问题
(1)使用定滑轮、动滑轮是否省力(或更费力)
(2)使用定滑轮、动滑轮是否省距离(或费距离)
(3)什么情况下使用定滑轮，什么情况下使用动滑轮
如右图所示，分别使用同一个
物体在不使用滑轮、使用定滑轮和 使用动滑轮匀速移动物体，记录整 个过程中用力的大小，物体移动的 距离及动力的移动距离，动力的方 向，然后由数据分析，得出结论。
二、滑轮的工作特点
设计实验与制定计划
甲
进行实验
(1)如图甲所示，用弹簧测力计拉钩码勾速上升h=10 cm,记录弹簧测力计的示数 F, 、拉力方向及绳子自由端移动的距离s.
(2)按图乙所示安装定滑轮，让钩码匀速上升h=10cm, 记录弹簧测力计的示数F、
拉力方向及绳子自由端移动的距离s.
自由端
(3)按图丙所示安装动滑轮，让钩码匀速上升
h=10cm, 记录弹簧测力计的示数F、拉力方 自由端 自由端
向及绳子自由端移动的距离s。
(4)换用数量不同的钩码，重复上面的步骤。
甲 乙 丙
二、滑轮的工作特点
D 名
动滑轮
泪 滑
实验记录 研究定滑轮和动滑轮的特点 拉力的大小F/N 将钩码提升10cm时绳子 自由端移动的距离s/cm
拉力的 方向
实验1 实验2 实验3 不适用滑轮 1 2 6 10
上
使用定滑轮 1 2 6 10
下
使用动滑轮 0.5 1 3 20
上
实验分析
定 F拉=G F拉一G
拉力方向与钩码运动方向相反 拉力方向与钩码运动方向相同
S 绳子=h 钩 码 S 绳子=2 h 钩码
二、滑轮的工作特点
实验结论
(1)使用定滑轮既不省力，也不省距离，但可以改变力的方向.
(2)使用动滑轮能省力，但要费距离，且不能改变力的方向
二、滑轮的工作特点
二、滑轮的工作特点
交流与反思
(1)实验中安装滑轮时，注意绳子要放在槽内，以免绳子脱落使摩擦变 大，影响实验效果
(2)实验中，注意要使动滑轮两侧绳子平行或夹角很小
(3)实验中应选用重一些的钩码、较轻的动滑轮、光滑的细绳，以减 小实验中摩擦力、动滑轮自重的影响
(4)实验中要保证轮和轴间有良好的润滑，以减小摩擦
二、滑轮的工作特点
l =r l =r
0
轴心○为支点
F
二、滑轮的工作特点
通过理论分析可知，定滑轮实质上
是一个等臂杠杆，所以不省力。
如图所示，定滑轮的轴心○为支点，动力
臂l 与 阻 力 臂l 都是滑轮的半径r。
F L =F l
Fl =Gl
l =l =r F=G
3. 定滑轮的实质
在忽略摩擦的情况下，物体受到重力G 和拉力
F 的作用。
由于物体匀速上升，所以拉力F跟物体的重力
G是一对平衡力，则：
F=G
物体向上运动，用力的方向却是向下，所以，
使用定滑轮能改变力的方向.
二、滑轮的工作特点
3. 定滑轮的实质
用平衡力的知识研究定滑轮的特点
结论：使用定滑轮不省力，可以改变力的方向.
4. 动滑轮的实质
动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
动滑轮相当于一根杠杆，支点在绳和轮相切的O处；拉力F 是动力，
重物的拉力是阻力F2; 动力臂l 是轮直径、阻力臂l 是轮半径。
二、滑轮的工作特点
不计摩
擦和动
滑轮重
根 据 杠 杆 的 平 衡 条 件 ：F L =F l
在忽略动滑轮的重力和摩擦的情况下，物体受到重
力G和两段绳子的两个拉力F的作用。由于物体匀速上升， 所以两个拉力F 跟物体的重力G是平衡力。则：
2F=G,
若考虑动滑轮的重力，忽略绳重、摩擦的情况下，
由于物体匀速上升，所以四个力平衡，满足：
2F=(G+G 动 ), (G+G 动)
二、滑轮的工作特点
用平衡力的知识研究动滑轮的特点
机械名称 定 义 实 质
特 点
定滑轮 滑轮轴 固定不动 等臂杠杆
不省力，能改
变力的方向
动滑轮 滑轮和重物 一起移动 动力臂是阻力臂 二倍的杠杆
能省力，不能
改变力的方向
二、滑轮的工作特点
5. 定滑轮与动滑轮的特点
二、滑轮的工作特点
6. 几种常见情况下的等量关系
F=f ,f 为物体受到的摩擦力
绳 V 物
F =F =F
V 绳 = 物
(1)定滑轮
二、滑轮的工作特点
6. 几种常见情况下的等量关系
,S 绳 = 2S 物 ， 绳 = 2v 物
S 绳 = 2S 物 ，V绳 = 2v 物
F=2f,S 动 一S 物
F=2G+G 动 ， S 动 = S 物
动 物
二、滑轮的工作特点
6. 几种常见情况下的等量关系
(2)动滑轮
V 动 1 物
【详解】[1][2]由图可知，滑轮A 是定滑轮，使用 时，滑轮绕其圆心转动，相当于杠杆的支点，动 力臂和阻力臂都等于其半径，可以看做等臂杠杆； 定滑轮不省力，也不能省距离，但可以改变力的 方 向 。
[3]由图可知，滑轮B使用时属于动滑轮，可以省
一半的力，不计滑轮重力F =2=50N=25N
【典例1】如图所示，用力F 和F 分别匀速提起物体C时，滑轮 B可
以看作等臂杠杆(选填“A”或“B”)。使用A的好处是 改变力的方向。 若物体C重50 N, 滑轮重力不计，则力F 的大小为25 N。
二、滑轮的工作特点
【典例2】如图所示，物体A在水平拉力F 的作用下，沿水平面以0.1m/s的速度做匀
速直线运动，弹簧测力计的示数为5N. 不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽 略绳子与滑轮间的摩擦。若物体A匀速运动2s, 则物体A受到的摩擦力为为 10 N.
二、滑轮的工作特点
【典例3】如图所示，物体A的质量m=12kg, 在拉力F 的作用下，物体A以
0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N, 忽略滑 轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够
[1]因物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，则f=F示=12N 如图所示，作用在动滑轮轴上的拉力F=2f=2×12N=24N
二、滑轮的工作特点
长，拉力F 是24 N。
我们知道：定滑轮可以改变力的方向，但不能
省力。动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。
能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可
以改变力的方向呢
滑轮组有什么特点
1. 滑轮组
把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。
三、滑轮组
想想议议
三、滑轮组
想想议议
想想议议
如图甲、乙所示的两个滑轮组，这
两个滑轮组有什么不同
①绳端的固定点不同：
甲固定在动滑轮的轴上，乙固定
在定滑轮的轴上。
②拉力的方向不同：
甲通过动滑轮向上，乙通过定滑 轮向下。
甲
三、滑轮组
2. 滑轮组的特点
想一想
用如图甲、乙所示的滑轮组把重力
为G的物体提高h, 在不计绳重、摩擦及
动滑轮自重时，所用拉力F 各是多大
拉力移动的距离s与物体升高的距离h是
什么关系
甲 乙
三、滑轮组
①分析甲滑轮组的省力与费距离的情况
分析动滑轮受力可知，四个力平衡： F +F +F=G 物
∵同一根绳子上的力相等：F =F =F
∴3F=G 物 物
图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.
结论 拉 力 ： 物 拉力移动的距离：s=3h
使用该滑轮组省力费距离。
三、滑轮组
图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.
结论 拉力 拉力移动的距离为S=2h
使用该滑轮组省力费距离。
②分析乙滑轮组的省力与费距离的情况
图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段
三、滑轮组
绳子都要承担物重，因为同 根绳子上的力相
等，所以拉力的大小：
三、滑轮组
③由两个定滑轮、动滑轮组成的滑轮组的省力费距离情况
想一想
利用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组，可以怎样绕绳子呢 有
想想议议 这两种绕线方法有什么不同
①绳端的起点(固定点)不同：
甲固定在定滑轮的钩上；乙固定 在动滑轮的钩上。
②拉力的方向不同：
甲中拉力的方向向下，乙中拉力 的方向向上。
这两种方法拉力的大小是否相等
拉力移动的距离是否相等
甲 乙
三、滑轮组
固定点
动滑轮受力分析：
F +F +F +F =G
同一根绳子上的力相等：
F =F =F =F =F
4F=G
F=4G s=4h
4是动滑轮上
绳子的段数
三、滑轮组
● 两个滑轮组的省力费距离情况比较(不计动滑轮重和摩擦)
动滑轮受力分析：
F +F +F +F +F =G
同一根绳子上的力相等：
F =F =F =F =F =F
5F=G
5是动滑轮上 绳子的段数
s=5h
甲
在不计绳重，动滑轮重和摩擦，用一根绳子组装的滑轮组时，拉
力F 大小和绳子自由端移动的距离s与动滑轮相连的绳子段数n有关。
区
三、滑轮组
你发现了什么规律
拉力F 的大小与连接动滑轮的绳子段数n的关系
有n段绳子与动滑轮连接，所用的力就是物重的n分之一。即：
物(不计绳重，动滑轮重和摩擦)。
所以连接动滑轮的绳子段数n越多，越省力。
三、滑轮组
F=5G 物
F=4G 物
G物 G物 G 物
一 G 物
物
②
G物
2G 物
F=
三、滑轮组
绳子自由端移动的距离s与连接动滑轮的绳子段数n的关系
设物体升高h, 则吊起动滑轮的每段绳子都要抽走h, 这些都只能从绳子
自由端抽走，则绳子自由端在相等的时间内共需要抽走nh, 即s=nh。
所以连接动滑轮的绳子段数n越多，绳子自由端移动的距离越大。
3. 总结——滑轮组的特点
①拉力的大小与物重的关系
● 拉力F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 n 有关。动滑 轮被几段绳子吊起，所用的力F 就是物重的几分之一。即：
不计动滑轮重、绳重和摩擦：
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：
● 拉力F(绳子自由端)移动距离s是物体上升高度h的n倍，
即： s=nh
绳子自由端的速度与物体升高的速度的关系：绳=nV物
三、滑轮组
三 、滑 轮 组
②判断滑轮组绳子段数n的方法 分 离 法
在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线。只数与动滑轮相连的绳子，
即为绳子的段数，用n表示。
不能数 不能数 ①②③
①②③④⑤
n=2 n=3 n=4 n=5
三、滑轮组
③组装滑轮组的原则—— “奇动偶定”
当承重的绳子段数n为偶数时，绳子固定端系在定滑轮的挂钩上 ；
当n为奇数时，绳子固定端系在动滑轮的挂钩上 。
这一原则可概括为“奇拴动，偶拴定”。简称“奇动偶定”。
F
F↓
n=2 n=3 n=4 n=4
三、滑轮组
【典例4】小红设计了一个升降装置，如图所示。通过它把一个重力为 260N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F 为90N, 用时10s, 不计绳重和摩擦，动滑轮的质量为1 kg, 绳端移动的速度为2.7 m/s。
则：动滑轮的重力为G=nF-G 物=3×90N-260N=10N
由G=mg 得，动滑轮的质量为m=9=10N/Ng=1kg
[2]绳子移动的距离为s=nh=3×9m=27m
(g 取10N/kg)
【详解】[1]由图得绳子承重段数n=3
三、滑轮组
【典例5】利用如图所示的滑轮组拉着一重为180N的物体在水平面上以
0.1m/s 的速度匀速直线运动，此时物体受到 4 个力的作用。已知物
体与地面的摩擦力为90N, 不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，则绳子自
由端的拉力F= 30 N, 绳子自由端移动的速度v= 0.3 m/s。
[3]绳子自由端移动的速度为v=3v 物=3×0.1m/s=0.3m/s
端的拉力F= f=÷×90N=30N
体所受竖直向下的重力与竖直向上的支持力平衡，此时
物体受到4个力的作用。
不省力，不费距离，可以改变 力的方向，实质是等臂杠杆
省力费距离，但不能改变 力的方向，实质是省力杠杆
既能省力，又能改变力的方向
定滑轮
动滑轮
滑轮组
课堂小结
滑轮
课堂练习
1. 用图中的装置来提升重物，既省力又能改变力的方向的是 ( C )
A.
F
G
2
。
G
↑F
C.
D.
B.
课堂练习
2. 用下图所示的简单机械，使物重同为G 的物体都处于静止状态，
不计摩擦、机械自重及绳重，其中所用力最小的是(
A.F B.F C.F D.F
F
G
3. 如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上
升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力F 甲和F乙移动的速度分别为v甲和v 乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F 甲和F乙、V甲和vz 之间的大小关系是(
A
A.F 甲>F 乙、V 甲 V乙
B.F 甲>F 乙、V 甲>V乙 C.F 甲D.F 甲课堂练习
)D
A. 小明：该装置不仅能省力，还能省距离
B. 小亮：该装置既能改变力的方向，还可以省功
C. 小红：该装置中的滑轮均为定滑轮
D. 小丽：若物体上升距离为s, 则绳端移动的距离为2s
4. 创新小组的成员们学习了滑轮之后，他们利用所学知识设计了下
图所示的装置提升重物，并提出了自己的一些看法，其中正确的是(
课堂练习
5. 星期一，学校要举行升国旗仪式。如图所示，在旗杆顶端装
有一个滑轮，该滑轮是定(选填“定”或“动”)滑轮，它的作
课堂练习
用是改变力的方向 O
6. 如图所示，分别用滑轮匀速提升物体A、B, 其中甲滑轮为 定 滑 轮 ，
乙滑轮相当于省力 杠杆；若物体A、B 所受重力相等，不计滑轮重力 及摩擦，则所用拉力F 大于 F (选填“大于”、“等于”或“小于”)。
甲 乙
课堂练习
7. 使用滑轮组时，直接承担物重的绳子段数为n。 若n为
偶数，则绳子的固定端挂在 定 滑轮上；若n为奇数， 则绳子的固定端挂在 动 滑 轮 上 。 (均选填“定”或“动”)
课堂练习
8. 图甲和图乙都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，但是
它们有不同点。请回答下列问题。
(1) 滑轮组能改变动力的方向，而 滑 轮组不能改变动力的方向。
(2)甲滑轮组有 2 段绳子承担物重，而乙滑
3 7
轮组有 段绳子承担物重， 滑轮组更
省 力 。
课堂练习
甲 乙
8. 图甲和图乙都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，但是
它们有不同点。请回答下列问题。
(3)如果都使物体上升12cm, 那么甲滑轮组的绳端必须向 下移动 24 cm, 乙滑轮组的绳端必须向上移动 36 cm。
(4)若不计摩擦、绳重和动滑轮重，物重G=300N, 则图 甲中的拉力F甲 = 150 N, 图乙中的拉力F乙 = 1 G0;
若不计摩擦和绳重，动滑轮重30N, 物重G=300N, 则
F 甲 = 165 N,F 乙 = 110 N。
课堂练习
【详解】[1]弹簧测力计A连接的滑轮上有3段绳子，所以动滑轮对弹簧测力计的
拉力即弹簧测力计A的读数是拉力的3倍，即弹簧测力计A的示数是3×3N=9N
[2]弹簧测力计B连接的滑轮上有2段绳子，所以动滑轮对弹簧测力计的拉力即弹
簧测力计B 的读数是拉力的2倍，即弹簧测力计B的示数是2×3N=6N
9. 如下图所示，A、B 为两个弹簧测力计，如果拉力F 为3N, 那么
A的示数为_ 9 N,B 的示数为 6 N。
课堂练习
同步作业
完成课后“自我检测”练习
自主安排
配套同步分层作业
课后作业
谢谢观看
Thank you for watching!