(共24张PPT)
浙教版九年级上册
第4节 简单机械（第3课时）
第3章 能量的转化与守恒
G1
G1
G1
F1
F2
F3
引入新课
1、杠杆的平衡状态包括 和 ，杠杆的平衡条件 。
2、杠杆分为 、 和 三类 。
F1 × L1 = F2 × L2
静止状态
匀速转动状态
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
起重机上安装着一种叫滑轮的简单机械
你认识滑轮吗？知道滑轮在使用时有哪些特点吗？
新课教学
滑轮：
周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。
1．观察滑轮，并指出它的结构特点。
2．请用滑轮、细线、铁架台等设计两种方案，要求利用滑轮把钩码提升起来，在图3-45中画出实验装置示意图。
3．利用设计的方案，组装好装置，提升钩码。
方案2
方案1
新课教学
以上两种方案中的滑轮有什么不同之处？
方案1：
滑轮轴的位置固定不变。
方案2：
滑轮轴的位置随物体一起移动。
滑轮的类型：
根据滑轮轴的位置是否移动
滑轮分为：
定滑轮和动滑轮
新课教学
定滑轮
中心轴的位置固定不变的滑轮，称为定滑轮
定滑轮：
使用定滑轮有什么特点？
1．如图3-46 甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重G1。
图3-46
2．如图3-46 乙所示，通过定滑轮用弹簧测力计匀速向下拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F1，并与钩码的重相比较。改变拉力的方向，如图3-46丙所示，观察弹簧测力计的读数是否发生变化？
始终不变且等于钩码的重G1
新课教学
使用定滑轮不能省力，使用定滑轮有什么优点呢？
分析定滑轮的受力情况可发现，物体受到的拉力方向向上，弹簧秤对绳子的拉力往下，也就是说，使用定滑轮可以改变力的方向。
进一步研究发现，物体移动的距离与拉力通过的距离相等，即使用定滑轮不能省距离。
结论：
使用定滑轮不能省力，也不能省距离，但可以改变力的方向。
新课教学
视频：定滑轮的作用
新课教学
定滑轮为什么不能省力？
在图乙中作出定滑轮的动力臂和阻力臂，并找出动力臂和阻力臂之间的关系。分析为什么使用定滑轮不省力。
0
.
F2=G
F1
L2
L1
根据定滑轮的结构特点可以看出，定滑轮作为一种变形杠杆，支点在中心轴，动力臂与阻力臂都是轮的半径。
由杠杆平衡条件可知，定滑轮是等臂杠杆，所以不省力，当然也是既不省距离也不费距离了。
新课教学
定滑轮的优点：
可以改变施力的方向，给人们工作提供方便。
定滑轮的应用：
升旗、帆船的帆、幕布
视频：升国旗
新课教学
动滑轮
动滑轮：
轴跟物体一起运动的滑轮
活动3．先用弹簧测力计测出钩码和滑轮的总重G2。如图3-46 丁所示，通过动滑轮用弹簧测力计匀速向上拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F2，并与钩码和滑轮的总重相比较。
F2=1/2 G2
现象：
结论：
使用动滑轮时能省一半力
分析受力方向：
动滑轮不能改变力的方向
拉绳子时，绳子自由端移动的距离是重物移动距离的两倍
s＝2h
新课教学
为什么动滑轮有这样的特点呢？
O
在图丁中作出动滑轮的动力臂和阻力臂，并找出动力臂和阻力臂之间的关系。分析为什么使用动滑轮可以省一半力。
L1
L2
F2
F1
从图可知，支点在轮的一侧，阻力（重物）作用点在中心轴，拉力作用点在轮的另一侧，所以动力臂实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
由杠杆平衡条件可知，动力臂为阻力臂两倍，那么动力就是阻力的一半。
新课教学
拉力F作用点移动的距离S是物体上升高度h的两倍，即费距离
S拉﹦2h物
通过实验还可发现：
使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。而动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向。
如果既想省力，又想改变力的方向，该怎么办呢？
将动滑轮和定滑轮组合起来使用，构成滑轮组。
滑轮组
新课教学
滑轮组：
动滑轮和定滑轮组合在一起形成滑轮组
滑轮组的特点：
既能省力又能改变力的方向，但却费距离。
使用滑轮组时，拉力的大小究竟跟什么因素有关呢？
新课教学
1．用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重G。
2．按如图甲所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F1。
3．按如图乙所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F2。
表 3-2 记录表
实验 钩码和动滑轮的总重（牛） 承重绳 子股数 弹簧测力计的拉力（牛）
甲
乙
4股
5股
4.13
1.04
4.13
0.83
新课教学
分析实验数据可得：使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。
思考： 杠杆、滑轮等简单机械，有的省力、有的不省力，使用它们时，有的可以少移动距离，有的却要多移动距离。在使用简单机械时，你认为省力或费力、省距离或费距离，它们之间有什么关系？
省力的机械费距离，费力的机械省距离
新课教学
认真观察，从图中你可以归纳出绕绳的规律吗？
“奇动偶定”
新课教学
视频：滑轮组的绕线
新课教学
[例题]缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300 牛，用它连接成如图3-49 所示的滑轮组，能否提升600 牛的重物？（已知动滑轮重20 牛，摩擦及绳的质量不计）
解：重物和动滑轮的总重 G＝600牛＋20牛＝620牛。
因为总重是由 2 股绳子承担，所以，所用的拉力为：
F=G/2 = 620N/2 = 310牛
>300牛
所以不能用来提升 600 牛的重物。
答：该滑轮组不能用来提升 600 牛的重物。
新课教学
若滑轮组水平拉水平地面上的物体，拉力大小又如何判断？s与h又如何判断？
F
.
T
N
G
f
分析物体受力情况如图：
有3段绳子来承担拉物体，每段绳子承担的力相等，都为F,
若不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦,
F= f /3
物体移动的距离为h ，绳子自由端通过的距离为s；
当堂检测
1、如图滑轮重10N，货物重50N。不计摩擦，匀速提起货物时，F应为（ ）
A、 30N B、25N C、35N D、10N
B
A
F
A
2、台风是一种破坏力很大的灾害性天气。某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了下列图示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是（ ）
A B C D
B
当堂检测
3、小柯用图中装置提升重为400N的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A. 两个滑轮均为定滑轮
B. 人将绳子拉过1m，物体也上升1m
C. 物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200N
D. 使用该装置不能省力，但能改变力的方向
C
当堂检测
4、如图，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（ ）
A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s
C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s
D
板书设计
第4节 简单机械（第3课时）
滑轮
定滑轮：中心轴固定不动，
特点：不能省力，但能改变力的方向
动滑轮：轴跟物体一起运动，
特点：省一半力，但不能改变力的方向
滑轮组：既能省力又能改变力的方向
F=1/nG总
布置作业
1、复习本节课所学的主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、预习“机械效率”相关内容。3.4简单机械（3）课后检测
班级 姓名
1.如图滑轮重10N，货物重50N。不计摩擦，匀速提起货物时，F应为（ ）
A、 30N B、25N
C、35N D、10N
2．台风是一种破坏力很大的灾害性天气。某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了下列图示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是（ ）
3.重力均为1 N的A、B滑轮如图所示组装，重物G重20 N，绳端拉力为F。若不计摩擦，在匀速提起重物时，下面结论中，正确的是( )
A．A、B均为定滑轮，F＝20 N
B．A、B均为动滑轮，F＝5.5 N
C．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝10.5 N
D．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝9.5 N
4.物体甲重40N，物体乙重 70N，如图所示两物体都静止。此时乙物体对地面的压力为（ ）
A．30N B． 0N
C．40N D．70N
5.如图，物体的质量m=2kg，在F=4N的拉力作用下，物体能作匀速直线运动，则物体受地面摩擦力的大小、方向是( )
A．4N，向左 B．4N，向右 C．20N，向右 D．24N，向右
6.如图，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（ ）
A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s
C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s
7.小柯用图中装置提升重为400N的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A. 两个滑轮均为定滑轮
B. 人将绳子拉过1m，物体也上升1m
C. 物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200N
D. 使用该装置不能省力，但能改变力的方向
8.如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（ ）
A. B. C. D.
9.如图所示,由甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论,小敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、摩擦不计),图四套装置中能实现的是( )
10.如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ） 】
A. F1B. F2=1/2G
C. F1的力臂为OA
D. 在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
11.如图所示，木箱重1000N，当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为600N，用滑轮组使木箱沿水平面以0.1m/s的速度匀速直线运动20s。若绳重、滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦均可忽略不计，
则水平拉力F= N，
拉力做功的功率为 W。
12.如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以力F向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10s，使绳端匀速向下移动了1.5m，重为G物=550N的物体匀速上升了0.5m，己知每个滑轮的质量均为m轮=5kg，滑轮与轴间的摩擦可以忽略不计(g=10N/kg)。
（1）按题意画出滑轮组的绕绳。
（2）人所做功的功率多大？
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A B D A B D C C D D
200;1200
（1）
（2）每个滑轮的重力G轮=m轮g=5kg×10N/kg=50N
根据绕绳情况可知，拉力F=（G物+ G轮）/3=（550N +50N）/3=200N
拉力的功率P=W/t=Fs/t=200N×1.5 m/10s=30W
B
A
F
A B C D
