12.3 滑轮 （课件）初中物理人教版（2024）八下

(共44张PPT)
人教版第十二章第3节
滑 轮
滑 轮
老师
什么是滑轮呢？
生活中，你见过滑轮吗？
滑轮
一种常用的简单机械，主要部分是一个
能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。
定滑轮
使用时，它的轴固定不动。
定滑轮
动滑轮
使用时，它的轴随物体一起运动。
动滑轮
定滑轮和动滑轮的特点是什么？
定滑轮：轴固定不动
动滑轮：轴随物体一起运动
实验演示
研究定滑轮和动滑轮的特点
实验思路
分别安装定滑轮（图乙）和动滑轮（图丙）进行实验。记录实验时弹簧测力计拉力的大小和方向，以及弹簧测力计和钩码移动的距离。
通过分析实验数据，得出结论。
研究定滑轮的特点
重物 重力G/N 拉力 大小F/N 重物上升的距离h/m 绳自由端移动的距离s/m 重物移动方向 拉力
方向
定 滑 轮
使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；
2 2 0.10 0.10 向上 向下
1 1 0.10 0.10 向上 向下
2 2 0.10 0.10 向上 向左
4.3 4.3 0.10 0.10 向上 向下
实验数据
实验结论
研究动滑轮的特点
重物 重力G/N 拉力 大小F/N 重物上升的距离h/m 绳自由端移动的距离s/m 重物移动方向 拉力
方向
动 滑 轮
使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，而且费距离。
实验数据
实验结论
1 0.6 0.05 0.10 向上 向上
4 2.2 0.05 0.10 向上 向上
2 1.2 0.05 0.10 向上 向上
定滑轮的实质：_____杠杆。
画出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
等臂
F1
l1
F2
l2
O
改变拉力方向，力臂有什么变化？拉力大小有什么变化？
已知 F1l1=F2l2
，且 l1=l2
所以 F1=F2
F1
F2
O
定滑轮的实质：_____杠杆。
改变拉力方向，力臂有什么变化？拉力大小有什么变化？
等臂
动力臂＝半径，大小不变；
拉力大小不变。
F1'
动滑轮的实质：_____杠杆。
画出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
省力
F1
F2
l1
l2
O
已知 F1l1=F2l2
，且此时 l1=2l2
所以 F1= F2
2
1
改变拉力方向，力臂有什么变化？拉力大小有什么变化？
动滑轮的实质：_____杠杆。
画出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
省力
改变拉力方向，力臂有什么变化？拉力大小有什么变化？
F1
F2
l1
l2
O
F1'
l1'
改变拉力方向，动力臂减小，
拉力增大。
定滑轮能改变力的方向，不省力
动滑轮能省力，不能改变力的方向
解析：此时力臂仍然有 l1=r，l2=r，l1=l2，
由 Fl1=Gl2，得G=F=10N。
如图所示，小明用重为4N的定滑轮匀速提升物体，小明所用拉力为10N。不计摩擦和绳重，则物体的重力为（ ）
A. 4N B. 6N
C. 10N D. 14N
F
O
l2
l1
C
用如图所示的甲、乙两种方式沿竖直方向匀速提升重均为20 N的物体，其中滑轮______(选填“A”或“B”)是定滑轮；若不计摩擦、绳重和滑轮重，则绳端的拉力FA为______ N，FB为________N；若物体上升 2 m，则绳子自由端移动距离较大的是________(选填“甲”或“乙”)方式.
A
20
10
乙
定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为：F1、F2、F3，则 （ ）。
A．F1最大 B．F2最大
C．F3最大 D．三个力一样大
D
F2
F1
F3
有没有办法能将定滑轮和动滑轮的优点结合起来，既能省力又能改变力的方向呢？
人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。
滑轮组不仅可以改变力的方向，还可以改变力的大小
如何组装滑轮组
想一想：还有别的绕线方法吗？
实验演示
研究滑轮组的特点
实验分析
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 与动滑轮相连的绳子段数n 拉力F/N 拉力方向 拉力移动距离s/m
0.5 向上 0.1 3 0.2 向上 0.3
1.5 向上 0.05 3 0.5 向上 0.15
0.5 向上 0.1 2 0.3 向下 0.2
1.5 向上 0.05 2 0.8 向下 0.1
甲
乙
使用滑轮组既_____省力，又_____改变力的方向，但_____距离。
可以
费
可以
图甲中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重。用这个滑轮组提起重物，如果忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦，只要用物重 的力就可以提起重物。
1
3
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几分之一。
F = G
1
n
判断吊重物绳子的段数
s = nh
n = 3
n = 2
若题目无提示，则G=G物＋G动
F = G总
1
2
s = 2h
n = 2
F = G总
1
3
s = 3h
n = 3
F = G总
1
3
s = 3h
n = 3
F = G总
1
4
s = 4h
n = 4
F = G总
1
4
s = 4h
n = 4
F = G总
1
5
s = 5h
n = 5
滑轮组的绕线方式
滑轮组的计算
竖直方向滑轮组 水平方向滑轮组
力的计算
距离计算
速度计算
s绳=ns物
v绳=nv物
s绳=nh
v绳=nv物
一个物体重 1000 N，如果用一个定滑轮提起它，需要用多大的力？如果用一个动滑轮提起它，不计摩擦及滑轮的自重和绳重，又要用多大的力？
解：当用定滑轮时，F = G = 1000 N；
当用动滑轮时，F = G = ×1000 N=500 N。
如图所示，工人利用动滑轮匀速提升重力为500 N的重物，他所用拉力为300 N，若不计绳重和摩擦，则动滑轮重________N.
100
一位同学组装了如图所示的滑轮组，将重100N的重物匀速提升10m，若每个滑轮重20 N，且不计绳重和摩擦。求：绳自由端的拉力F和移动的距离s。
解：
分析题图可知，承担总重的绳子段数为n=2，不计绳重和摩擦时，拉力F 为
F =
G物＋G动
2
=
100 N＋20 N
2
= 60 N
s=nh=2h=2×10 m=20 m
绳自由端移动的距离s 为
在建筑工地上，工人师傅有时需要站在地面上通过滑轮组提升重物，请在图甲中画出绳子的绕法。工人师傅有时需要站在楼顶通过滑轮组提升重物，请在图乙中画出绳子的绕法。哪种情况下更省力
解析：甲图中工人师傅在地面，那就必须改变力的方向，绳子的起始端要在定滑轮上，解答如图，n=2；
乙图中工人师傅站在楼顶，那无需改变力的方向，绳子的起始端要在动滑轮上，解答如图，n=3。
F
n=2
F
n=3
乙图情况下更省力！
利用如图所示的滑轮组提起一个重500 N的物体，不计摩擦、滑轮的自重和绳重，各至少需要多大的力 如果要把物体提高1 m，绳子的自由端各要移动多少米
解析：甲图中n甲=2，甲图中n乙=3，所以拉力分别为：
F甲= G物
1
n甲
= ×500 N
1
2
= 250 N
F乙 = G物
1
n乙
= ×500 N
1
3
= 167 N
s甲=n甲h=2×1 m=2 m，
s乙=n乙h=3×1 m=3 m。
绳子移动距离：
F
n=2
F
n=3
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
F=
G物+G轮
2
如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（ ）
A. 甲是动滑轮，使用时不能省力
B. 乙是动滑轮，使用时可以省力
C. 甲是定滑轮，使用时可以省力
D. 乙是定滑轮，使用时不能省力
B
解析：根据使用时它的轴是否随物体一起运动来判断是定或动滑轮。定滑轮不能省力，但动滑轮可以省力。
用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（ ）。
A． F1>F2>F3 　 B． F2>F3>F1
C． F2>F1>F3 　 D． F3>F1>F2
D
如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为 40 kg 的重物在 2s内匀速提升 2m。不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g 取 10 N/kg）（ ）
作用在绳子自由端的拉力F 为150N
重物上升的速度是1m/s
绳子自由端移动的距离为6m
绳子自由端移动的速度是2m/s
D
轮轴和斜面
轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。
1.轮轴
1.轮轴
由杠杆的平衡条件可知 F1R = F2r，因为轮半径 R 大于轴半径 r，所以作用在轮上的力 F1 总是小于作用在轴上的力 F2。因此使用辘轳可以省力。
r
O
R
A
B
F2
F1
辘轳
注意：动力施加在轮上，省力，但费距离；动力作用在轴上，费力，但省距离。
斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面，也是一种简单机械。
2.斜面
盘山公路
斜面传送带
无障碍通道
螺丝钉
斜面
轮轴与斜面
滑轮
不省力，可以改变力的方向，实质是等臂杠杆
动滑轮：
可以省力，但不能改变力的方向，实质是省力杠杆
定滑轮：
滑轮组：
既能省力，又能改变力的方向，但费距离
作业
学习辅导相应部分