人教版初中物理八年级下册第十二章第二节12.2滑轮（52张ppt）

(共57张PPT)
　第2节　滑　　轮?
体验 滑轮?
用钢锯锯一小节圆铅笔,再用细点的硬铁丝将铅笔芯顶出,穿出铁丝,将铁丝弯成三角形,并做一小钩。
活动1:将小钩固定在铁架台上,细线一端挂钩码,另一端绕过铅笔,向下拉动细线,将钩码提升一定高度。
活动2:在小钩下挂钩码,将细线一端固定在铁架台上,拉动另一端,使钩码提升与刚才相同的高度。
(1)活动1中,铅笔制成的滑轮相对于钩码　　　　(选填“运动”或“不动”),拉力的方向　　　　(选填“能”或“不能”)改变。
(2)活动2中,铅笔制成的滑轮相对于钩码　　　　(选填“运动”或“不动”),拉力的方向　　　　(选填“能”或“不能”)改变。
(3)活动2中的拉力比活动1中的拉力　　　。
提示:(1)运动　能　(2)不动　不能　(3)小
1.什么是定滑轮和动滑轮?
2.定滑轮和动滑轮分别有什么特点?
3.如何判断滑轮组的省力情况?
探究 1 研究定滑轮和动滑轮的特点?
结合“体验”,思考以下问题:
1.我们把工作时轴固定不动的滑轮叫　　　　　,工作时轴
随物体一起运动的滑轮叫　　　。则活动1中的机械相当于
　　　滑轮,活动2中的机械相当于　　　滑轮。
参考答案:定滑轮　动滑轮　定　动
2.猜想与假设:由活动1猜想使用定滑轮可以　　　　　,但不可以　　　　;由活动2猜想使用动滑轮时可以　　　　,但不可以　　　　　　　　　。
参考答案:改变力的方向　省力　省力　改变力的方向
3.实验设计:如图所示。
(1)探究定滑轮的特点:
①如图甲,用　　　　　　　测出钩码的重力;
②如图乙,用弹簧测力计使钩码提升一定的高度,并使拉力方向　　　　,分别记录弹簧测力计的示数和拉力的方向,弹簧测力计和钩码移动的距离。
参考答案:①弹簧测力计　②改变
(2)探究动滑轮的特点:
如图丙,使用动滑轮将钩码提升一定的高度,拉力方向始终　　　,记录弹簧测力计的示数,以及弹簧测力计和钩码移动的距离。
参考答案:竖直向上
4.实验数据及分析:
物重
/N 弹簧测力计示数/N 钩码移动的距离/cm 弹簧测力计移动的距离/cm 拉力
方向
不使用简单
机械 5 5 10 10 向上
定滑轮 5 5 10 10 向下
定滑轮 5 5 10 10 向右
定滑轮 5 5 10 10 向右
下方
动滑轮 5 2.5 10 20 向上
分析数据可知:
(1)定滑轮工作时的特点是　　　　　　　　　　　　,弹簧测力计移动的距离s与钩码上升的高度h的关系是___________
__________________________________________________。
(2)动滑轮工作时的特点是　　　　　　　　　　　,弹簧测力计移动的距离s与钩码上升的高度h的关系是__________。
提示:分析弹簧测力计的示数和钩码重,可以看出使用定滑轮时弹簧测力计的拉力与钩码重相等,使用动滑轮时拉力大小等于钩码重的一半;而使用定滑轮时拉力的方向向下、向右、向右下方等多个方向,使用动滑轮时拉力的方向向上,可以得出使用定滑轮可以改变力的方向,使用动滑轮不能改变力的方向。使用定滑轮时s与h始终相等,使用动滑轮时s=2h。
参考答案:(1)不省力也不费力,但可以改变力的方向
s=h　(2)省一半力但是费距离,且不能改变力的方向　s=2h
5.交流与评估:
(1)在实验中,为什么要匀速拉动弹簧测力计?
提示:根据二力平衡原理,可知只有匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时,拉力和重力才是一对平衡力,并且这样弹簧测力计示数稳定,便于读出拉力大小。
参考答案:只有匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时,拉力大小才等于重力,且示数稳定,易于读数。
(2)实验中,为什么要使用重一些的钩码?
提示:在拉动钩码时,绳子与滑轮之间有摩擦,且动滑轮本身有重力。在使用定滑轮时,钩码的重力越大,拉力大小越接近钩码重。在研究动滑轮特点时,钩码的重力越大,拉力的大小越接近钩码重力的二分之一,更易于得出结论。
参考答案:减小误差,使结论更准确
(3)在探究定滑轮特点时,为什么拉力F的示数总是略大于钩码的重力?
提示:在理想情况下,使用定滑轮时F=G,但在实际情况下,由于摩擦的存在,拉力总是大于钩码的重力。
参考答案:绳子与滑轮之间存在摩擦
(4)使用动滑轮提升钩码时,为什么拉力总是大于钩码重力的二分之一?
提示:使用动滑轮时,动滑轮随钩码一起运动,除了要克服绳子和滑轮之间存在的摩擦力外,还要克服动滑轮自身的重力,才能将钩码提升一定距离。
参考答案:需克服绳子与滑轮间的摩擦和动滑轮自身的重力
探究 2 探究滑轮组的特点?
结合定滑轮和动滑轮的特点,分析由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,思考以下问题:
1.在滑轮组中,定滑轮和动滑轮的作用一样吗?
提示:定滑轮的实质是等臂杠杆,它的作用是改变力的方向;动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,它的作用是省力,所以在滑轮组中定滑轮的作用是改变力的方向,而动滑轮起省力的作用,动滑轮个数越多,承担重物的绳子段数就越多,滑轮组就越省力。
参考答案:不一样,使用定滑轮可改变力的方向,使用动滑轮可省力
2.在如图所示的滑轮组中,得到的数据如下(动滑轮非常轻):
滑轮
组 物重
G/N 拉力
F/N 物体上升高
度h/cm 绳子自由端移
动距离s/cm
甲 6 3 2 4
9 4.5 3 6
乙 6 2 2 6
9 3 3 9
分析数据可知,拉力和物重的关系是_____________________
____________________________________________________。
绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是______
____________________________________________________。
提示:两图都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,由甲图和表格中数据可知,物体的重力由两段绳子通过动滑轮承担,拉力是物重的二分之一,但绳子自由端移动的距离是物体提升高度的二倍。由乙图和表格数据可知,物体的重力由三段绳子通过动滑轮承担,拉力是物重的三分之一,但绳子自由端移动的距离是物体提升高度的三倍。
参考答案:用滑轮组提升重物时,动滑轮上有几段绳子承担物重,拉力就是物重的几分之一　动滑轮上有几段绳子承担物重,绳子自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍
3.忽略绳与滑轮的摩擦,动滑轮的重力不能忽略时,拉力的大小等于多少?请结合图示分析。
提示:根据力的平衡知,三股绳子承担着重物和动滑轮总重,则3F=G+G动,故
参考答案:
即 n为绳子股数
一、定滑轮和动滑轮
固定不动
随物体一起运动
省力
改变力
的方向
省
改变力的方
向
等臂
动力臂是阻力臂二倍
定滑轮 动滑轮
示意图
定义 工作时轴_________的滑
轮 工作时轴______________
的滑轮
特点 不_____,但可以_______
______ ___力,但不能__________
___
实质 _____杠杆 ___________________的杠杆
二、滑轮组
1.滑轮组:将_______和_______组合在一起。
2.省力情况:用滑轮组提起重物时,动滑轮上有n段绳子承担物重。
(1)若忽略动滑轮重、绳与滑轮的摩擦和绳重,则F=___G,s=__h。
(2)若忽略绳与滑轮的摩擦、绳重,则F= (G+G动),
s=__h。
定滑轮
动滑轮
n
n
考点 1 滑轮和滑轮组的特点?
【典例1】如图所示,物体A、B、C、D所受重力均为30N,滑轮重、绳重和摩擦均不计。当用力F1、F2、F3、F4分别匀速提升A、B、C、D时,力F1的大小为　　　N,力F2的大小为　　　N,力F3的大小为　　　N,力F4的大小为　　　N。
【思路导引】本题确定滑轮和滑轮组的特点是解题关键。
【精讲精析】因为滑轮重、绳重和摩擦均不计,所以物体A使用
的是定滑轮,不省力,拉力F1=G=30N。物体B使用的是动滑轮,能
省一半力,拉力F2= G= ×30N=15N。物体C和物体D使用的是
滑轮组,物体C使用的滑轮组由两段绳子承担物重,故F3= G=
×30N=15N,物体D使用的滑轮组由三段绳子承担物重,故F4=
G= ×30N=10N。
答案:30　15　15　10
【方法归纳】
(1)判断定滑轮和动滑轮的方法:
(2)判断绳子股数的方法:
①分割法:在定滑轮和动滑轮之间作一条水平辅助线,假设它把滑轮组的绕线“截断”,数出动滑轮上连接的绳子段数,即为吊着重物的绳子的股数n。(如图)
②公式法:根据动滑轮个数来判断,如果有n个动滑轮,绳子的一端系在动滑轮上,绳子的股数是(2n+1)股,系在定滑轮上是2n股。(如图)
考点 2 滑轮组的绕法?
【典例2】(2013·日照中考)如图所示,用滑轮组提升重物,用笔画线代替绳子,在图中画出最省力的绳绕法。
【思路导引】解答本题的关键是明确题目要求。
关键点1:根据动滑轮个数,确定两种与动滑轮相连接的绳子段数的绕法。
关键点2:找出题目中的关键词,由条件“最省力”,确定最终绳子段数。
【精讲精析】要使滑轮组最省力,就是使最多的绳子段数来承担动滑轮受到物体的拉力,题图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,有两种绕线方法。根据“奇动偶定”的方法,若绳子从定滑轮开始绕,由两段绳子承担物重;若绳子从动滑轮开始绕,由三段绳子承担物重,每个滑轮只能绕一次,所以最多可由3段绳子承担重物和动滑轮的总重力。
答案:如图所示
【方法归纳】组装滑轮组时的绕线方法
(1)当n为奇数时,绳子的起始端应先固定在动滑轮上,然后依次绕过滑轮。
(2)当n为偶数时,绳子的起始端应先固定在定滑轮上,然后依次绕过滑轮。这种绕线方法可简记为“奇动、偶定、从里向外”。
1.中国海拔最高的希望小学——西藏霍德未来学校位于海拔
5 016m的拉萨市尼木县,学校里国旗飘扬(如图),适合安装在旗杆顶端的是(　　)



A.动滑轮 B.定滑轮
C.斜面 D.轮轴
【解析】选B。本题考查了定滑轮的工作特点。旗杆顶端的滑轮应该是固定不动的,且要求能改变力的方向,所以应使用定滑轮,故选B。
2.在图中利用了动滑轮的是(　　)




【解析】选D。本题考查了动滑轮的工作特点。动滑轮随物体一起运动,定滑轮不随物体运动。A、B、C中滑轮是固定不动的,是定滑轮,D中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮。故选D。
3.(2013·泉州中考)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(　　)




【解析】选C。本题考查的是滑轮的相关知识。A图是动滑轮,
由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F1= G;B图是定滑
轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F2=G;C图是滑轮组,
绕在动滑轮上的绳子有3股,则F3= G;D图是滑轮组,绕在动滑
轮上的绳子有2股,则F4= G。由以上可知:在滑轮重及摩擦不
计的情况下最省力的是C。
4.如图所示,小明用定滑轮提起重10N的物体,用弹簧测力计沿着方向1拉,物体处于静止状态时,拉力为　　　N。若用弹簧测力计分别沿着方向1、2、3拉着物体匀速上升时,拉力分别是F1、F2、F3,则它们的大小关系是　　　　　。这证明使用定滑轮不能改变力的　　　,只能改变力的　　　　。
【解析】本题考查定滑轮的工作特点。题图中滑轮是定滑轮,因使用定滑轮不省力,物体重10N,所以手拉弹簧测力计沿1方向时的示数为10N;手拉弹簧测力计沿1、2、3三个不同方向时的拉力都是10N,所以它们的大小关系是F1=F2=F3;这证明使用定滑轮不能改变力的大小,只能改变力的方向。
答案:10　F1=F2=F3　大小　方向
5.如图所示,在拉力F的作用下,重10N的物体A匀速上升了1m,不考虑摩擦和绳重,若滑轮的重力为2N,则拉力F大小为______　　　N。
【解析】本题考查了动滑轮拉力的计算。图中使用的是动滑
轮,n=2;不计绳重和摩擦,F= (G轮+G物)= ×(2N+10N)=6N。
答案:6
6.一名工人用如图所示的滑轮组提起500N的重物,动滑轮重10N,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力为　　　N,绳子自由端移动的距离为6m,则重物上升了　　　m。
【解析】本题考查滑轮组的计算。
由题图可知,重物和动滑轮的总重由3段绳子承担,则绳子自由
端的拉力
F= (G+G动)= ×(500N+10N)=170N;
重物上升的高度h= ×6m=2m。
答案:170　2
7.(2012·德州中考)用如图所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。
【解析】本题考查滑轮组的绕法。根据题目要求,绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,可以知道,绳子的股数为2股,然后根据“奇动偶定”的原则,此题中的绳子股数为偶数,因此绳子的自由端要从定滑轮开始绕起。
答案:如图所示
8.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。






他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据见下表。
钩码
重G/N 钩码升
高高度
h/m 弹簧测力计
示数F/N 弹簧测力计
移动距离
s/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2
丙 0.98 0.2 0.55 0.4
请你分析:
(1)比较弹簧测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是　　　　;
(2)比较弹簧测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是　　　　;
(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验弹簧测力计移动的距离,可知:使用动滑轮　　　　;
(4)在提升重物的过程中,如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点,则应选择　　　　。
【解析】本题考查探究使用定滑轮和动滑轮的特点,以及从表格中的数据得出结论的能力。
(1)在丙中,拉力F=0.55N(2)在乙中,拉力F=1.02N≈G=0.98N,但是向下用力,故使用定滑轮可以改变用力的方向;
(3)乙中弹簧测力计移动的距离为0.2m,丙中弹簧测力计移动的距离为0.4m,故使用动滑轮费距离;
(4)可以把定滑轮和动滑轮组合起来,使用滑轮组。
答案:(1)能省力　(2)可以改变用力的方向　(3)费距离
(4)滑轮组
找找你容易错在哪里？
图中,小华借助滑轮组匀速提升重物,请画出可改变力的方向的绕线方法。
【学生自答】
【教师点评】
①没有找到起始点,错误地在滑轮上直接引线。
②忽略了题目要求的“可改变力的方向”这个条件。
【正确答案】