10.2滑轮及其应用
学习目标
1、通过实验,知道定滑轮、动滑轮
的特点。
2、了解滑轮在生活生产中的应用,并能用滑轮的有关知识进行解释。
学情分析：
学生们刚学习了杠杆和杠杆的平衡条件等内容,本节课的内容是简单介绍异形杠杆——滑轮的工作特点及其应用,让学生更加深入的运用杠杆的平衡条件。
教学难点:定滑轮和动滑轮的特点
教学重点:定滑轮和动滑轮的特点及其应用
一、引入
同学们，相信大家都注意到讲台放着的这个物品，它是做什么用的呢？请看，我在绳子一端挂上4个钩码，当我向下拉动另一段绳子时，钩码被拉起来了。现在我把这段绳子上挂上一个钩码，大家请看…….，我们发现一个钩码拉起了4个同样的钩码。这是怎么回事呢？相信同学很想知道这个装置里面到底是什么东西。
为了弄清楚这个装置的原理，我们先来认识一种机械元件，那就是——滑轮。
1、接下来我们一起来看看，什么叫作滑轮。（PPT2页展示滑轮，导学案预习案第1题）
师：滑轮是指周边有槽可绕轴转动的轮子。下面我们通过一段视频来看看滑轮一般用于哪些地方。那么，生活中我们还在哪些地方观察到有滑轮的使用呢？
生1：起重机上有滑轮。
生2：我家里的窗帘用到了滑轮。
生3：升国旗用到了滑轮
生4：溜冰鞋上的轮子是滑轮。
生5：老师，我认为溜冰鞋上的轮子不是滑轮，因为那些轮子上没有凹槽。
师：好的，大家赞成两位同学中谁的观点呀。
生：第二位同学。
师：同学们都很善于观察，列举了很多咱们生活中用到的滑轮的实例。接着我们一起来实际用一下滑轮。
2、例：工人要装修三楼的房子，他们需要把货物从地面运到三楼。工人甲在底楼地面，工人乙站在三楼。他们都想利用一根绳子和一只滑轮将货物从地面运到三楼。
①如果你是工人甲（在底楼），你该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
②如果你是工人乙（在三楼），你该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
师：同学们，请你们利用桌上的器材（2N的钩码、绳子、滑轮、铁架台）将货物从一楼搬到三楼。（3min）（每组都动，但是有两组着重展示两种对应的方法）
哪些组已经想到了解决方案。两组学生展示自己的方法。（5min）
第一组：我们展示的是工人甲的方案：我们将滑轮固定在三楼的位置，绳子一头连上重物，绕过滑轮，我们在一楼拉动绳子就可以将重物运到三楼。
工人乙的方案哪个组给我们演示一下。
第二组：我们展示的是工人乙的方案：我们将绳子的一头固定在三楼，另一头绕过滑轮，将重物挂在滑轮下方，我们在三楼拉动绳子的自由端也可以将重物运到三楼。
师：两组同学的展示都非常不错，大家掌声鼓励。PPT展示：刚才两位同学展示了不同的方法，由于使用方式的不同我们把滑轮分成了两类。PPT展示：第一组同学使用滑轮时，滑轮的轴固定不动，我们称之为定滑轮；第二组同学使用的时候，滑轮的轴随物体一起运动，我们称之为动滑轮。（导学案预习案第2题）
下面同学们一起来看看这几张图里用到的是什么滑轮。
生提问：老师，针对工人乙的方案我有疑问。
师：请讲。
生：工人乙站在三楼，直接用绳子将重物拉到三楼，这样也可以解决问题。为什么要用滑轮呢？
师：这位同学提出的问题很好，使用滑轮究竟给我们带来了怎样的好处？同学们，实践是检验真理的唯一标准，我们还是以实验探究的方式来找出这个问题的答案。
三、实验探究
现在我们在原来的基础上增加了：刻度尺、弹簧测力计等器材，请同学们参照导学案探究案1，探究使用定滑轮的特点，并完成导学案上的表格以及表格后的结论。（5min）(学生实验镜头)
请一组的同学来给我们展示实验结果及数据。
展示组（培训，特写，距离刻度尺不固定，粉笔帮助标位置变化，投影仪展示）：我们组得到的第一组数据是，第二组数据是，第三组数据是。在实验中我们发现，在实验中我们发现使用定滑轮可以将重物向下的对绳的作用力转化为绳对重物向上的拉力，并且向各个方向拉动时拉力大小大致相同。对此，我们认为使用定滑轮可以改变力的方向。绳子自由端移动距离s是物体上升高度h的两倍。综上，我们组得到的结论是：使用定滑轮的特点
1.
不省力，但可以改变力的
。
2
.距离关系：S
h(选填“>”、“<”、“=”)
师：这一组同学展示得非常棒，谢谢同学。教师利用PPT将定滑轮的特点再次强调。同学们想一下，使用定滑轮能够改变力的方向，但是不省力。我们可不可以将滑轮看成杠杆，利用杠杆的平衡条件解释定滑轮的工作原理呢？
师：（配合PPT）当我们在使用定滑轮时，定滑轮的轴可以看作支点，那么拉力即为动力F1，物重G即为阻力F2。我们分别找出对应的动力臂和阻力臂，然后发现动力臂和阻力臂都是这个圆的半径，即l1=l2，根据杠杆平衡条件可知，当l1=l2，动力F1等于阻力Ｆ２。那么我们来看一下刚才同学们实验的数据，我们发现拉力F略大于物体重力G。大家思考一下这是什么原因？
生：因为定滑轮在使用时，绳子与滑轮见有摩擦，从而增加了阻力。
师：理想状况下，若不计绳子与滑轮间的摩擦，那么F=G物。即定滑轮实质属于什么杠杆呢？
生：等臂杠杆。
我们再来看看，当沿不同方向用力时，动力臂Ｌ１也等于阻力臂Ｌ２,根据杠杆平衡条件可知，若不计绳子与滑轮间的摩擦，动力F1也等于阻力Ｆ２，综上，我们看出，定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮不省力，但可以改变用力的方向。
接下来我们继续用实验探究的方式，找出动滑轮的工作特点，下面请同学按照实验探究2探究动滑轮的特点，并完成导学案上的表格以及表格后的结论。（5min）(学生实验镜头)
请一组的同学来给我们展示实验结果和数据。
展示组（培训，特写，距离刻度尺不固定，粉笔帮助标位置变化，投影仪展示）：我们组得到的第一组数据是，第二组数据是，第三组数据是，当我们变换拉力的方向，利用动滑轮匀速提升物体时，我们得到了不同大小的拉力，它们分别是：……..。我们发现，当改变拉力的方向到一定程度时，拉力甚至会大于物重。所以使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向，综上，我们组得到的结论是：使用定滑轮的特点
1、省力，但不能改变力的方向．
2、距离关系：S
=
2h
师：这组同学的展示非常精彩，
表达也很清晰，请大家给予他们热烈的掌声。既然动滑轮可以省力，那么动滑轮又可以看作成怎样的杠杆呢？
师：下面我们要来看看动滑轮的工作原理。那么动滑轮的支点在哪里呢？大家先看一个这样的实例，生活中当我们在墙上推动一个球竖直向上沿墙壁运动时，它是以球和墙的接触点为支点的，那么动滑轮在运动时也可以类比这个模型，由此可以确定动滑轮的支点是在动滑轮和绳子固定端的最先接触点上。那么动滑轮就等同于一个这样的杠杆（PPT）
师：那么现在一起来利用杠杆的平衡条件分析出动滑轮的工作原理。（3min）
师：我们先找到动滑轮的支点，动力和阻力，分别做出动力臂和阻力臂，如图所示用力时，由图可知动力臂Ｌ１＝2倍阻力臂Ｌ２,由杠杆的平衡条件可知，动力臂Ｌ１＝2倍阻力臂Ｌ２那么F1=1/2Ｆ２，也就是说动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆，可以省一半的力。在此，我们一起来看看刚才那组探究动滑轮特点的小组的数据。同学们观察，这里的动力是否阻力是阻力的一半呢？
生：没有，动力比阻力的一半大。
师：各位同学思考讨论一下，为什么会有这样的差距。
生：动滑轮在使用时和绳子之间有摩擦力，这样会增大阻力。
生：动滑轮有重力，这样也增大了阻力。
师：当忽略摩擦，绳重以及滑轮自身重力时，F=1/2G物
，当不能忽略动滑轮自身重力时，动力；
同学们，我们通过实验探究总结出了分别使用定滑轮和动滑轮的特点，现在我们就来讨论一下使用滑轮搬运物体比直接提拉物体上楼的优势有哪些？
小组讨论1min。
生1：使用定滑轮提升物体，可以帮助我们改变力的方向，方便操作。
生2：使用动滑轮提升物体可以省力。
师：同学们都掌握了吗？那同学们现在想想这个装置里用到的是什么元件？
生：动滑轮。
师：为什么？
生：因为动滑轮可以省力。
师：老师要提醒，这个装置改变了拉力的方向，用1个钩码能把4个钩码提起来，动滑轮却只能省一半的力。可见问题没有想象的这么简单。想知道答案吗？
下面大家再次动手，来找出这个装置的答案。现在同学们兵分两路，第一、二、三组同学按照导学案探究案第3题的图示（1），第四、五、六组同学按照导学案探究案第四题的图示（2）组装器材，匀速提升物体，读出弹簧测力计的示数，找出物体上升的高度以及绳子自由端移动距离，标在图示的对应位置。
展示导学案（学生导学案上回答出：定滑轮和动滑轮组合在一起称作滑轮组，老师板书）
接下来同学们跟着老师看看这两组较复杂的滑轮组。经实验验证，当我们将滑轮像这种方式组装时，F=1/4G,S=4h,大家看看这种情况下承担重物的绳子股数是？接着当我们将滑轮像这种方式组装时，F=1/5G,S=5h,大家看看这种情况下承担重物的绳子股数是？
（3）由以上实验可知，在不考虑动滑轮自重及摩擦，在使用滑轮组时，拉力与物重的关系由绕过动滑轮承担物重的绳子股数决定。可简单表示为_____
F=1/nG。物体上升高度h与绳子自由端移动距离的关系可简单表示为S=nh。
师：现在同学们可能已经想到这个装置的内部结构了。我们打开它，原来它是一个滑轮组（生），所以这个装置可以省力，并且方便我们的使用。好，接下来我们一起来完成导学案的过关案。
（5min）
生：学生自主订正，展示答案。
同学们，以上是我们本堂课的知识内容，我们再一起来进行一个小结（PPT内容）
同学们，物理来源与生活，又无处不在的服务于我们的生活，今天我们的课就到这里了，愿同学们用一颗热爱生活的心将物理融入我们的生活中去。好，下课。八年级物理（下）导学案
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题
10.2滑轮及其应用
学习目标
1、通过实验，知道定滑轮、动滑轮
的特点。2、了解滑轮在生活生产中的应用，并能用滑轮的有关知识进行解释。
重
难
点预
见
教学难点：定滑轮和动滑轮的特点教学重点：定滑轮和动滑轮的特点及其应用
学法指导
个人独学
组内合作学习
组间交流、展示
点评
【学习流程】
【自主学习·预习案】
学
案（学生）
导案（教师）
学法指导：
学习指导：学生阅读教材P191—192，把重点内容勾画出来。
自主学习：
1、滑轮是指中间有
可绕
转动的轮子。2、滑轮的分类：轴固定不动的滑轮——
；
轴随物体一起运动的滑轮——
。3、使用定滑轮可以将
的对绳的作用力转化为绳对重物
的拉力，对此，我们称之为定滑轮可以改变作用力的
。
教会学生看书的方法巡视指导学生
【合作学习·探究案】
学
案（学生）
导案（教师）
实验探究：使用定滑轮的特点
器材：钩码（2N）、滑轮、绳子、铁架台、刻度尺、弹簧测力计
使用定滑轮匀速提升物体物重G/N拉力F/N物体上升距离h/cm绳端（拉力作用点）移动距离s/cm方向大小2N竖直向下4cm2N斜向下5cm2N水平方向6cm
教师巡视指导教师点评重点落实知识点
想一想：你通过实验得到的F与G的关系是？思考原因？结论：使用定滑轮的特点
1.
不
（选填“省力”或者“费力”），但可以改变力的
。2
.距离关系：S
h(选填“>”、“<”、“=”)定滑轮的工作原理定滑轮可以看作一个以轴为
的杠杆。如图1，动力臂Ｌ１________阻力臂Ｌ２,当忽略绳重和摩擦力时，根据杠杆平衡条件可知，动力F1_______阻力Ｆ２，如图2当沿不同方向用力时，动力臂Ｌ１也________阻力臂Ｌ２,
当忽略绳重和摩擦力时根据杠杆平衡条件可知，动力F1也_______阻力Ｆ２，即定滑轮属于___________杠杆。使用定滑轮虽然不省力，但可以改变用力___________，方便使用。
使用定滑轮的特点：3．力的大小关系：F
G
(选填“>”、“<”、“=”)2.实验探究：使用动滑轮的特点
器材：钩码（2N，3个）、滑轮、绳子、铁架台、刻度尺、弹簧测力计使用动滑轮匀速提升物体物重G/N拉力F/N物体上升距离h/cm绳端（拉力作用点）移动距离s/cm方向大小2N竖直向上5cm4N8
cm6N10
cm想一想：当我们如图变换拉力的方向，利用动滑轮匀速提升物体时，我们得到怎样的结果？结论：使用动滑轮的特点1、
（“省力”或者“费力”），但
改变力的方向。（“能”或者“不能”）2、距离关系：
动滑轮的工作原理动滑轮：如图所示用力时，由图可知动力臂Ｌ１＝_____倍阻力臂Ｌ２,当忽略摩擦，绳重以及滑轮自身重力时，
根据杠杆平衡条件可知，动力F1_______阻力Ｆ２，即动滑轮属于_________杠杆，可以省一半的力。使用动滑轮虽然可以省力，但不能改变用力的___________。当不能忽略动滑轮自身重力时动力F1=
；结论：使用动滑轮的特点：3．力的大小关系：F
G物3、将定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做_____________。动动手：（1）如图所示装置，由实验可知拉力等于物重的__________，物体上升高度为hcm,绳子自由端移动的距离是
。观察此时绕过动滑轮承但物重的绳子有_______股。（2）如图所示装置，由实验可知拉力等于物重的__________，物体上升高度为hcm,绳子自由端移动的距离是
。此时绕过动滑轮承但物重的绳子有_______股。（3）由以上实验可知，在不考虑动滑轮自重及摩擦，在使用滑轮组时，拉力与物重的关系由绕过动滑轮承但物重的绳子股数决定。可简单表示为_________________________。物体上升高度h与绳子自由端移动距离的关系可简单表示为
。5、小结（1）定滑轮：A、使用特点：可以改变力的
，不省力也不费力；不省距离也不费距离。B、实质：是一个
杠杆。
（2）动滑轮：A、使用特点：能省一半力，但可
力的方向；要多移动一倍距离。B、实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆，
杠杆。(3)
滑轮组：在不考虑动滑轮自重及摩擦，在使用滑轮组时，拉力与物重的关系由绕过动滑轮承但物重的绳子
决定。可简单表示为_______________。物体上升高度h与绳子自由端移动距离的关系可简单表示为
。
【过关检测·过关案】
学
案（学生）
导案（教师）
1、使用定滑轮提升重物，当分别在A方向、B方向和C方向拉重物时(
)：A.A方向拉力最小;
?
?????????????????B.B方向拉力最小;C.C方向拉力最小;
?
????????????????
D.三个方向拉力都一样.2、如图简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，提起相同重物，最省力的是（
）3、工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）。其中最省力的方案是（??
）
强化对本节知识的理解与掌握。
■自主反思知识盘点：心得感悟：
图2
图1
第
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页
共
4
页(共25张PPT)
沪科版
第十章
机械与人
第二节
滑轮及其应用
滑轮
滑轮是指周边有槽可绕轴转动的轮子
以下是滑轮常见的几种应用：
工人要装修三楼的房子，他们需要把货物从地面运到三楼。工人甲在底楼地面，工人乙站在三楼。他们都想利用一根绳子和一只滑轮将货物从地面运到三楼。
提出问题：
①如果你是工人甲(底楼)，你该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
②如果你是工人乙（三楼），你该怎么使用滑轮，将货物从地面运到三楼？
物理
生活
大家都想到了吗？
甲
乙
一、滑轮的分类
定滑轮：
动滑轮：
轴固定不动的滑轮
轴随物体一起运动的滑轮
滑轮的应用：
定滑轮
动滑轮
定滑轮
工地上的塔吊
4cm
cm
2N
N
竖直向下
2N
N
斜向下
5cm
cm
2N
N
水平方向
6cm
cm
二、探究使用定滑轮的特点
使用定滑轮提升物体（匀速）
物重G
拉力F
物体上升距离h
（cm)
绳端（拉力作用点）移动距离s
(cm)
方向
大小
定滑轮特点:
2
.距离关系：
1、
不省力，但可以改变力的方向．
S
=
h
G物
F2
G物
o
F1
L1
L2
L1=L2
定滑轮工作原理：
实质：
定滑轮是一个等臂杠杆
F1×L1=F2×L2
F1=F2
若不计绳子与滑轮间的摩擦
F=G物
F
F
（不省力）
能否根据杠杆平衡条件
说说为什么使用定滑轮
不能省力呢？
根据杠杆平衡条件：
o
F2
F1
R
R
L1
L2
F3
L3
使用定滑轮时，为什么拉力沿各个方向的大小都相等呢？
思考：
L3=R
F3=F1
定滑轮特点:
3.力的关系：
2.距离关系：
1、
不省力也不费力，但可以改变力的方向．
F
=
G
S
=
h
使用动滑轮提升物体
（匀速）
3cm
cm
2N
N
竖直向上
4N
N
4cm
cm
6N
N
5cm
cm
三、探究使用动滑轮的特点
物总重
拉力F
物体上升距离h
（cm)
绳端（拉力作用点）移动距离s
(
cm
)
大小
方向
动滑轮特点:
2、距离关系：
1、省力，但不能改变力的方向．
S
=
2h
寻找支点
G物
F
动滑轮的支点在哪呢？
O
动滑轮工作原理：
O
L1
L2
F1
F2
·
L1=2L2
F1×L1=F2×L2
实质：
动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆
F
G物
若不计绳子与滑轮间的摩擦
（注意：动滑轮自身有重力）
你能否再次根据
杠杆平衡条件
说说为什么使用
动滑轮可以省力呢？
根据杠杆平衡条件：
动滑轮中，若拉力F沿斜上方拉，F=
G吗？
1
2
F2
F1
G
L1
L2
O
F1/
L1/
∵动力臂L1减小
∴动力F增大
要使动滑轮省一半的力(省力最多），必须使绳子沿竖直方向拉
动滑轮特点:
3.力的关系：
2.距离关系：
1、省一半的力，但不改变力的方向．
F=（G物+G动）/2
S
=
2h
那么使用滑轮搬运物体与直接提拉物体上楼的优势有哪些？
S
=
2
h
S
=
3
h
S
=
4
h
S
=
5
h
滑轮组：
在不考虑动滑轮自重及摩擦，在使用滑轮组时，拉力与物重的关系由绕过动滑轮承担物重的绳子的
股数决定。可简单表示为_______________。物体上升高度h与绳子自由端移动距离的S关系可简单表示为
_______________。
滑轮
１．定滑轮：
（1）使用特点：不
也不费力；可以改变力的
；
不省距离也不费距离．
（2）实质：是一个
杠杆．
２．动滑轮：
（1）使用特点：能省一半力，但
力的方向；要多移动一倍距离．
（2）实质：动力臂是阻力臂二倍的
杠杆．
课堂小结
3.
滑轮组：
在不考虑动滑轮自重及摩擦，在使用滑轮组时，拉力与物重的关系由绕过动滑轮承担物重的绳
决定。可简单表示为_______________。物体上升高度h与绳子自由端移动距离的关系可简单表示为
_______________。
省力
方向
等臂
不改变
省力
股数
谢谢！
