授课讲义
学员姓名
年级
八年级
科目
物理
日期
授课教师
课题
第八讲:滑轮的速度关系
授课目标
1.能够准确判断动滑轮与定滑轮;
2.掌握动滑轮与定滑轮的使用特点(动力与阻力大小方向关系;动力端与阻力端运动距离大小关系);
3.掌握滑轮动力端与阻力端运动速度的大小关系;
授课内容:
知识点一.复习滑轮的定义
1.定义:
。(周边有槽,能够绕轴转动的小轮)
2.分类与区别:滑轮在工作时,根据轴的位置是否移动,又分为定滑轮和动滑轮两种
①
,叫定滑轮。
(使用时,轴固定不动)
②
,叫动滑轮。(使用时,轴和重物一起移动)
问题:滑轮是不是杠杆?是什么样的杠杆?
(是。定滑轮实质上是一个等臂杠杆;动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆)
注:使用滑轮的条件是①有滑轮;②有绳子;③有重物
(此处可以详细给学生描述一下定滑轮和动滑轮的结构图,可以举例如升旗时候旗杆顶端有滑轮,滑轮上饶了一根绳子,绳子一端系着红旗即重物,绳子另一端拿在旗手的手中。这个过程可以让学生参与进来模仿老师,再描述一个运用滑轮的生活实例)
知识点二.滑轮的使用特点
1.支点、动力端与阻力端的判断:
定滑轮的支点、动力端与阻力端的判断
①支点:
②动力端:
③阻力端:
(O点;F段;G端)
动滑轮的支点、动力端与阻力端的判断
①支点:
②动力端:
③阻力端:
(O点;F端;G端)
2.
定滑轮特点:
。(使用定滑轮不省力,但它可以改变用力的方向)
相关结论:
A、
使用定滑轮不省力
B、使用定滑轮可以改变力的方向
C:使用定滑轮不省距离也不费距离
D:
使用定滑轮,改变拉力方向后,力不变
(定滑轮是变形的等臂杠杆,所以只使用定滑轮,无论拉力方向怎么样,F=G)
观察上面几幅图,还可以得出什么结论?
结论:使用定滑轮不可能提起比自己体重大的重物。
3.
动滑轮特点:
。
(使用动滑轮能省一半力,但不能改变用力的方向)
相关结论:
A:使用动滑轮能省一半力
B:使用动滑轮不能改变力的方向
C:使用动滑轮费距离(当两股绳平行时费一半距离)
(动滑轮在使用时,相当于一个动力臂二倍于阻力臂的省力杠杆。因此拉力与物重的关系是:
F=1/2G)
知识点三:
滑轮动力端与阻力端运动速度
定滑轮:因为使用定滑轮不省距离也不费距离,所以动力端与阻力端产生的距离相同,即S动=S阻,经历的时间也相同,那么速度相同,即V动=V阻;
动滑轮:因为使用动滑轮绳子自由端费一倍距离,所以绳子自由端产生的距离是滑轮端产生的距离的2倍,即S自由端=2S滑轮,经历的时间也相同,那么速度也是2倍关系,即V自由端=2V滑轮。
知识点四.特殊(费力)动滑轮
如图所示是动滑轮还是定滑轮?
分析:由滑轮的轴可以移动判断是动滑轮,A是支点,F是动力端,B是阻力端,但是此图与常见动滑轮不同,动力作用在轴上,阻力作用在绳端,所以动力与阻力的大小关系也不同,F动=2F阻,S动=S阻,V动=V阻。这类滑轮起个名字叫费力动滑轮。
特点是:A、费力
B、省距离
C、不能改变力的方向
例题分析:
学法指导:紧扣引入部分,代入需要的知识点教学,尽量让学生理解概念性的知识。这方面以老师讲解为主,可以联系小例子予以讲解。
一、滑轮使用特点
例1
如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知滑轮质量不计,若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子与滑轮间的摩擦)( )
A、第一幅图比第二幅图省力
B、第一幅图比第二幅图省距离
C、第一幅图和第二幅图一样省力
D、第一幅图和第二幅图一样费距离
【解析】第一幅图是定滑轮,定滑轮使用特点是改变力的方向,不省力也不省距离,第二幅图是动滑轮,使用特点能改变力的方向,可以省力但费距离。
【答案】
B
变式训练1
关于滑轮,下列说法中错误的是( )
A、使用定滑轮不省力但能改变动力方向
B、使用动滑轮能省一半力,还能改变动力的方向
C、定滑轮实质是个等臂杠杆
D、动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
【答案】B
变式训练2
用如图所示的滑轮匀速提升重物,那么()
A、a方向的拉力最小?
B、b方向的拉力最小?
C、c方向的拉力最小?
D、三个方向的拉力都一样大
【答案】D
变式训练3
如图所示,物体A重20牛,弹簧秤示数为26牛,则物体B重为
牛;地面对物体A的支持力
【解析】本题滑轮为费力动滑轮,动力端的力是阻力2倍,阻力端为B,所以B
的重力是13牛,然后可得绳子拉力是13牛,研究A可知受到3个力:重力、支持力和拉力,三个力的合力为0,可得支持力为7牛。
【答案】13;7牛
二、动力端与阻力端距离问题
例2
图1中A是____滑轮。利用这样的装置把物体举高,用力的方向应向____(选填“上”、“下”)。如果A重2牛,要提起50牛的物体,至少要用____牛的拉力。若要使物体上升2米,应将绳的自由端拉动____米。
【答案】
动,上,26,4
变式训练1
如图所示,某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米,A装置是
(填“定”或“动”).上升过程工人拉绳子的拉力为
牛,拉力移动的距离为
米.(滑轮、绳的重力及摩擦不计).
【答案】动,75,8
变式训练2
如图所示,建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物,不计滑轮的重和摩擦,若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米,手拉绳子的力为_____牛,物体在上升的高度为____米.
【答案】200,6
变式训练3
使用一个定滑轮将一重物提升2m,则绳子自由端拉过的距离是
。如果改用一个动滑轮来提升重物,且提升同样高度,则绳子自由端拉过的距离为
。
【答案】2m,4m
三、动力端与阻力端速度问题
例3如图所示,滑轮重和摩擦均不计,用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动,则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为__
__牛,若物体A在4秒内移动0.2米,绳子运动的速度是__
_米/秒。
【解析】动滑轮,F=f,V绳=2V物。【答案】20,0.1
变式训练1
如图所示,使用(a)图中滑轮的优点是可以
;物体B的重力为100牛,若不计滑轮重及摩擦,当用拉力FB匀速提升物体B时,力FB的大小为
牛,A、B物体上升2米用时4秒,(a)图中绳子速度是
米/秒,(b)图中绳子速度是
米/秒。
(
(b)
F
B
B
(
a
)
A
F
A
)
【答案】改变施力方向,50;0.5;1
变式训练2
如图滑轮A上挂一重10牛的物体B,C为固定点(地面),当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时,滑轮A的速度为重物B上升时速度的_______倍,力F应为______牛(
滑轮A和绳重及摩擦均不计)。
【答案】0.5;20。
变式训练3
如图所示,弹簧测力计的示数为5牛,水平拉力F=
牛,物体A受到的摩擦力f
=
牛。若2秒内绳子自由端移动的距离为6厘米,则物体A以
cm/s的速度在水平地面上做匀速直线运动。(不计滑轮重力以及轮与绳之间的摩擦)
【答案】5;10,1.5。
四、滑轮使用特点实验探究题
例1
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,分别测得一组数据如下表所示
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
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)比较测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是___
___;
(2)比较测力计拉力的方向,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】
(1)在丙中,拉力F=0.55N<G=0.98N,故使用动滑轮时省力;
(2)在乙中,拉力F=0.98N=G=0.98N,但是向下用力,故使定滑轮可以改变用力的方向;
(3)乙的距离为0.2m,丙中的距离为0.4,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)可得出拉力小于物重,即使用动滑轮时省力;
(2)可得出拉力与物重相等,但改变了用力的方向;
(3)乙中测力计移动的距离大于丙中的距离,即使用动滑轮费距离;
(4)滑轮组。
变式训练1
在探究动滑轮使用特点的实验中,各小组按照图(a)中所示的实验器材进行实验,每个小组的实验器材都相同(摩擦力可忽略不计)。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码,竖直向上拉弹簧测力计,每次都匀速提起钩码,如图(a)所示。乙、丙两个小组的同学实验时,没有注意按照要求规范操作,他们斜向上拉弹簧测力计,匀速提起钩码,实验情况分别如图(b)、(c)所示。各小组的实验数据记录在表格中。
表一(甲小组)
表二(乙小组)
表三(丙小组)
实验序号
物体的重力(牛)
弹簧测力计的示数(牛)
实验序号
物体的重力(牛)
弹簧测力计的示数(牛)
实验序号
物体的重力(牛)
弹簧测力计的示数(牛)
1
1.0
0.6
4
1.0
0.7
7
1.0
0.8
2
2.0
1.1
5
2.0
1.3
8
2.0
1.6
3
3.0
1.6
6
3.0
1.8
9
3.0
2.3
①甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件,得出动滑轮使用特点的初步结论是:使用动滑轮匀速提起重物,
。
②同学们查阅相关资料得知:若不计动滑轮自身的重力,使用动滑轮匀速提升重物时,可以省一半力……由此,他们分析了表一中的实验数据,求出滑轮的重力为
牛。
③分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象,初步分析甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是:
。
④分析比较实验序号1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的实验数据和相关条件,得出的初步结论是:
。
【答案】①可以省力,不能改变用力方向。
②0.2。
③拉力方向不同。
④使用动滑轮匀速提起同一重物,可以省力,测力计与竖直方向夹角越大,拉力也越大。
变式训练2
滑轮是我们日常生活和生产中常用的简单机械,使用滑轮能给我们带来许多好处。请分析下图中的实验,说明图中滑轮的特点
。
【解析】
不仅要注意到使用动滑轮可以改变施力方向,还要注意到弹簧测力计的示数减小了一半。(有时候因为滑轮重力不能忽略,滑轮自重算作阻力,弹簧测力计示数会大于一半且小于阻力。)
【答案】动滑轮不能改变力的方向,但能省一半的力
变式训练3
物理实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,完成了如下图所示的实验并记录了数据。
通过分析数据,她觉得与书中的结论有较大的偏差。你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题:
该实验中出现这样的结果的主要原因各是什么?分别叙述。
请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。
实验次数
物重G/N
使用定滑轮时测力计的示数?F1/N
使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1
1.00
0.60
0.65
2
1.50
1.10
0.90
3
2.00
1.60
1.15
【答案】(1)弹簧测力计本身有一定的重量;动滑轮有一定的重量
(2)弹簧测力计水平使用;测力动滑轮的重量
课堂练笔:
(时间30分钟,满分100分,附加题20分)
(1.
可针对学生不同的水平,选题时难易程度上要有区分;
2.
可根据实际情况,通过竞赛的互动方式进行,并给予学生相应的鼓励与表扬)
1、如图,用动滑轮拉起重30N的物体匀速上升1m,则拉力F的大小和拉力作用点移动的距离分别是(不计动滑轮的重)(
)
A.15N、1m
B.30
N、2m
C.15N、2m
D.30
N、1m
2、如图所示,弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=
1N,则弹簧秤A和B的示数分别为(
)
A.
1
N,0
B.
0,1N
C.
1N,
1N
D.
0,
0
3、如图所示,AB质量分别为20
kg和15
kg,弹簧秤重力不计,用手抓住弹簧秤时弹簧秤的读数是(
),用手抓住A时,弹簧秤读数为(
),用手抓住B时弹簧秤读数是(
)(秤钩在左侧)。
A.196
N
B.343
N
C.147
N
D.49
N
4、如图所示,A装置是
滑轮(选填“定”或“动”),使用它的好处是__________。
5、如图所示,小桶重20牛,绳子的一端系在桶上,手持绳子的另一端,分别沿不同方向用力F1和F2匀速提起小桶时,两力大小的关系是:F1
F2(选填“>”、“=”或“<”)。
6、动滑轮和定滑轮都可看成杠杆,它们之中属于等臂杠杆的是
。一个滑轮的轮的直径是6厘米,将它作为动滑轮使用,其动力臂是
,阻力臂是
。
7、如图所示,建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物,不计滑轮的重和摩擦,若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米,手拉绳子的力为
牛,物体在上升的高度为
米,物体移动的速度是
。
8、如图所示,A装置是
滑轮(选填“定”或“动”).滑轮的重力不计,2秒内将重力为100牛的物体匀速提起0.2米,则拉力F为
牛,绳头提起的高度为
米,绳子自由端上升的速度是
。
第4题图
第5题图
第7题图
第8题图
9、如图所示,用滑轮将物体匀速提起,不计摩擦力,已知拉力F为5牛,则弹簧秤示数为________牛,物体和滑轮总重为________牛。
10、如图,弹簧测力计的示数为10N,人拉绳所用的拉力为
N,物体和滑轮的总重为
N。
如图,物体重为150N,动滑轮重为10N,则:
当地面对物体的支持力为50N时,弹簧测力计的示数为
N。
(2)当弹簧测力计的示数为50N时,物体对地面的压力为
N。
12、如图,弹簧测力计的示数为55N,物体重为25N,则动滑轮重为为
N。
13、如图,拉力F=30N,匀速向上拉的速度为0.2m/s,则物体和滑轮的总重为
N,物体的速度为
m/s。(不计绳重和摩擦)
14、如图,物体重为45N,拉力F为100N,则动滑轮重为
N;若动滑轮匀速上升的速度为0.25m/s,那么物体上升的速度为
m/s。(不计绳重和摩擦)
(
第
10
题图
第
11
题图
第
12
题图
第
13
题图
第
14
题图
)
15、某同学研究定滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。
(1)比较(a)、(b)两图可知
;
(2)比较(b)、(c)、(d)三图可知
。
16、某同学研究动滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果(不计滑轮的重力),然后归纳得出初步结论:
(1)比较A、B两图可知:_
,
(2)比较B、C两图可知:
__
。
【答案】
1、C
2、C
3、A/C/A
4、定,改变力的法方向;
5、=
;
6、定滑轮
6cm,3cm;
7、200,6,1.2米/秒
;
8、动,50,0.4,0.2米/秒;
9、5;10
10、10;20
11、55;60
12、5
13、60;0.1
14、10;0.5
15.(1)使用定滑轮不能省力,但可以改变拉力方向(2)使用定滑轮提升重物时,沿不同方向拉力大小相等;
16.(1)使用动滑轮可以省力,但不能改变拉力方向;(2)使用动滑轮提起重物费一半距离
知识梳理:
动滑轮与定滑轮的使用特点(动力与阻力大小方向关系;动力端与阻力端运动距离大小关系);
滑轮动力端与阻力端运动速度的大小关系;
纠错总结:
请大家把做错的题都记录一下
题号:
题号:
题号:
题号:
题号:
原因:
原因:
原因:
原因:
原因:
课后巩固:
1、学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮,如图升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升.对该滑轮的说法中,正确的是(
)
A.这是一个动滑轮,可省力
B.这是一个定滑轮,可省力.
C.这是一个动滑轮,可改变用力的方向
D.这是一个定滑轮,可改变用力的方向
2、如图所示的使用该装置匀速提起重物G,沿不同方向所用的拉力中(
)
A.F1最大
B.F2最大
C.F3最大
D.一样大
(
第
3
题图
)
(
第
2
题图
)
3、物体重为200牛,物体与地面间的滑动摩擦力为20牛,当物体被力F拉着匀速直线运动时,如图所示,力F的大小为
(
)
A.20牛
B.10牛
C.200牛
D.100牛
4、如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮本身的重力及摩擦,则()
A
F1B
F1>F2>F3>F4
C
F1=F2=F3D
F1=F2=F3>F4
5、如图所示,滑轮A的作用是
_,滑轮B的作用是_
__。
6、如图所示,物体A在力F的作用下匀速上升,物体A的重为100牛,则拉力F的大小为
牛,物体相对于滑轮是
的(选填“运动”或“静止”)。
(
第
5
题图
)
7、如图所示,某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米,A装置是
(填“定”或“动”).上升过程工人拉绳子的拉力为
牛,拉力移动的距离为
米.物体运动速度是
米每秒(滑轮、绳的重力及摩擦不计)。
8、如图所示,用一个动滑轮把物体匀速提起,绳头移动了3米,用250牛的力,则物体上升
米,物体重为
牛.(滑轮、绳的重力及摩擦不计)
(
第
8
题图
)
(
第
7
题图
)
【答案】1、D;
2、D;
3、.B;
4、D;
5.改变拉力方向,省力;
6、100,运动;
7、动,75,8,0.4;8、1.5,500;
物理阅读角:了解爱因斯坦
(二)爱因斯坦不修边幅、不拘小节,我行我素。
爱因斯坦成名以后,薪水多了,地位高了,一些不曾谋面的人都在猜测着这个伟大人物的形象。可是,现实生活中的他,恐怕要让那些对他憧憬的人失望了。
他一付不修边幅的打扮,穿戴不仅不干净利落,甚至还有些寒酸。在社交中他是善良、坦诚和谦虚的,无论是地位卑微的市井人士,还是大名鼎鼎的教授或是大权在握的官员,他都一样对待,从不势利。
爱因斯坦在家里就像一个大孩子一样,喜欢光着脚,在客厅里走动。来了客人也不穿袜,赤着脚,头发的蓬乱像是永远也拉不直的,却还大摇大摆地坐在那里招待着客人。
有一次他在布拉格科学协会大厅作演讲,当主持人宣布:“请我们的老朋友——大科学家爱因斯坦上台为我们作报告……”在掌声中,人们发现,讲台上那个头发蓬松,鼻子粗大,一脸大胡须,一身随便着衣的人,一点也不像是一个科学家,看起来,倒像是一个搞艺术之类的人物。
有人嘲笑他的穿戴打扮,以及在家里待人接物的举止,认为没有一点教授和科学家的样子。
爱因斯坦听了人们对他的议论,很是不以为然,他轻松地说:“我从出生开始就是这样生活的,这是我个人的事,又没有关系到别人的事,谁管我的闲事干什么,总不会干涉别人的自由吧。”了解他的人,倒认为他是一个崇尚自由的人。
(三)爱因斯坦两次放弃德国国籍
第一次放弃德国国籍时,他还是少年,在十六岁那年,爱因斯坦未完成中学学业,退学后只身前往瑞士与家人团聚。
后来,中年时代的他成名后,为了帮助战后的德国重建,受邀出任柏林大学教授,被选为普鲁士皇家科学院院士,他决定重新加入了德国国籍。
希特勒上台后,对于犹太人迫害也更为疯狂,纳粹分子对爱因斯坦郊外的别墅进行了查抄。为此,爱因斯坦在1933年5月,宣布放弃德国国籍。
1933年10月,受普林斯顿高等研究院的邀请,爱因斯坦移居美国,在那里继续他的科学研究工作。他于1940年加人入美国国籍。1955年4月18日晚上,这位20世纪最伟大的科学家在睡梦中与世长辞,走得十分安详,享年七十六岁。
(本文参考《犹太人智慧总集》)授课讲义
学员姓名
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八年级
科目
物理
日期
时段
授课教师
课题
第八讲:滑轮的速度关系
授课目标
1.能够准确判断动滑轮与定滑轮;
2.掌握动滑轮与定滑轮的使用特点(动力与阻力大小方向关系;动力端与阻力端运动距离大小关系);
3.掌握滑轮动力端与阻力端运动速度的大小关系;
授课内容:
知识点一.复习滑轮的定义
1.定义:
。
2.分类与区别:滑轮在工作时,根据轴的位置是否移动,又分为定滑轮和动滑轮两种
①
,叫定滑轮。
②
,叫动滑轮。
问题:滑轮是不是杠杆?是什么样的杠杆?
注:使用滑轮的条件是①有滑轮;②有绳子;③有重物
知识点二.滑轮的使用特点
1.支点、动力端与阻力端的判断:
定滑轮的支点、动力端与阻力端的判断
①支点:
②动力端:
③阻力端:
;
动滑轮的支点、动力端与阻力端的判断
①支点:
②动力端:
③阻力端:
;
2.
定滑轮特点:
。
相关结论:
A、
使用定滑轮不省力
B、使用定滑轮可以改变力的方向
C:使用定滑轮不省距离也不费距离
D:
使用定滑轮,改变拉力方向后,力不变
(定滑轮是变形的等臂杠杆,所以只使用定滑轮,无论拉力方向怎么样,F=G)
观察上面几幅图,还可以得出什么结论?
结论:使用定滑轮不可能提起比自己体重大的重物。
3.
动滑轮特点:
。
相关结论:
A:使用动滑轮能省一半力
B:使用动滑轮不能改变力的方向
C:使用动滑轮费距离(当两股绳平行时费一半距离)
(动滑轮在使用时,相当于一个动力臂二倍于阻力臂的省力杠杆。因此拉力与物重的关系是:
F=1/2G)
知识点三:
滑轮动力端与阻力端运动速度
定滑轮:因为使用定滑轮不省距离也不费距离,所以动力端与阻力端产生的距离相同,即S动=S阻,经历的时间也相同,那么速度相同,即V动=V阻;
动滑轮:因为使用动滑轮绳子自由端费一倍距离,所以绳子自由端产生的距离是滑轮端产生的距离的2倍,即S自由端=2S滑轮,经历的时间也相同,那么速度也是2倍关系,即V自由端=2V滑轮。
知识点四.特殊(费力)动滑轮
如图所示是动滑轮还是定滑轮?
分析:由滑轮的轴可以移动判断是动滑轮,A是支点,F是动力端,B是阻力端,但是此图与常见动滑轮不同,动力作用在轴上,阻力作用在绳端,所以动力与阻力的大小关系也不同,F动=2F阻,S动=S阻,V动=V阻。这类滑轮起个名字叫费力动滑轮。
特点是:A、费力
B、省距离
C、不能改变力的方向
例题分析:
一、滑轮使用特点
例1
如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知滑轮质量不计,若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子与滑轮间的摩擦)( )
A、第一幅图比第二幅图省力
B、第一幅图比第二幅图省距离
C、第一幅图和第二幅图一样省力
D、第一幅图和第二幅图一样费距离
变式训练1
关于滑轮,下列说法中错误的是( )
A、使用定滑轮不省力但能改变动力方向
B、使用动滑轮能省一半力,还能改变动力的方向
C、定滑轮实质是个等臂杠杆
D、动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
变式训练2
用如图所示的滑轮匀速提升重物,那么()
A、a方向的拉力最小?
B、b方向的拉力最小?
C、c方向的拉力最小?
D、三个方向的拉力都一样大
变式训练3
如图所示,物体A重20牛,弹簧秤示数为26牛,则物体B重为
牛;地面对物体A的支持力
二、动力端与阻力端距离问题
例2
图1中A是____滑轮。利用这样的装置把物体举高,用力的方向应向____(选填“上”、“下”)。如果A重2牛,要提起50牛的物体,至少要用____牛的拉力。若要使物体上升2米,应将绳的自由端拉动____米。
变式训练1
如图所示,某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米,A装置是
(填“定”或“动”).上升过程工人拉绳子的拉力为
牛,拉力移动的距离为
米.(滑轮、绳的重力及摩擦不计).
变式训练2
如图所示,建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物,不计滑轮的重和摩擦,若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米,手拉绳子的力为_____牛,物体在上升的高度为____米.
变式训练3
使用一个定滑轮将一重物提升2m,则绳子自由端拉过的距离是
。如果改用一个动滑轮来提升重物,且提升同样高度,则绳子自由端拉过的距离为
。
三、动力端与阻力端速度问题
例3如图所示,滑轮重和摩擦均不计,用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动,则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为__
__牛,若物体A在4秒内移动0.2米,绳子运动的速度是__
_米/秒。
变式训练1
如图所示,使用(a)图中滑轮的优点是可以
;物体B的重力为100牛,若不计滑轮重及摩擦,当用拉力FB匀速提升物体B时,力FB的大小为
牛,A、B物体上升2米用时4秒,(a)图中绳子速度是
米/秒,(b)图中绳子速度是
米/秒。
(
(b)
F
B
B
(
a
)
A
F
A
)
变式训练2
如图滑轮A上挂一重10牛的物体B,C为固定点(地面),当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时,滑轮A的速度为重物B上升时速度的_______倍,力F应为______牛(
滑轮A和绳重及摩擦均不计)。
变式训练3
如图所示,弹簧测力计的示数为5牛,水平拉力F=
牛,物体A受到的摩擦力f
=
牛。若2秒内绳子自由端移动的距离为6厘米,则物体A以
cm/s的速度在水平地面上做匀速直线运动。(不计滑轮重力以及轮与绳之间的摩擦)
四、滑轮使用特点实验探究题
例1
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,分别测得一组数据如下表所示
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
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)比较测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是___
___;
(2)比较测力计拉力的方向,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
。
变式训练1
在探究动滑轮使用特点的实验中,各小组按照图(a)中所示的实验器材进行实验,每个小组的实验器材都相同(摩擦力可忽略不计)。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码,竖直向上拉弹簧测力计,每次都匀速提起钩码,如图(a)所示。乙、丙两个小组的同学实验时,没有注意按照要求规范操作,他们斜向上拉弹簧测力计,匀速提起钩码,实验情况分别如图(b)、(c)所示。各小组的实验数据记录在表格中。
表一(甲小组)
表二(乙小组)
表三(丙小组)
实验序号
物体的重力(牛)
弹簧测力计的示数(牛)
实验序号
物体的重力(牛)
弹簧测力计的示数(牛)
实验序号
物体的重力(牛)
弹簧测力计的示数(牛)
1
1.0
0.6
4
1.0
0.7
7
1.0
0.8
2
2.0
1.1
5
2.0
1.3
8
2.0
1.6
3
3.0
1.6
6
3.0
1.8
9
3.0
2.3
①甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件,得出动滑轮使用特点的初步结论是:使用动滑轮匀速提起重物,
。
②同学们查阅相关资料得知:若不计动滑轮自身的重力,使用动滑轮匀速提升重物时,可以省一半力……由此,他们分析了表一中的实验数据,求出滑轮的重力为
牛。
③分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象,初步分析甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是:
。
④分析比较实验序号1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的实验数据和相关条件,得出的初步结论是:
。
变式训练2
滑轮是我们日常生活和生产中常用的简单机械,使用滑轮能给我们带来许多好处。请分析下图中的实验,说明图中滑轮的特点
。
变式训练3
物理实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,完成了如下图所示的实验并记录了数据。
通过分析数据,她觉得与书中的结论有较大的偏差。你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题:
该实验中出现这样的结果的主要原因各是什么?分别叙述。
请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。
实验次数
物重G/N
使用定滑轮时测力计的示数?F1/N
使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1
1.00
0.60
0.65
2
1.50
1.10
0.90
3
2.00
1.60
1.15
课堂练笔:
1、如图,用动滑轮拉起重30N的物体匀速上升1m,则拉力F的大小和拉力作用点移动的距离分别是(不计动滑轮的重)(
)
A.15N、1m
B.30
N、2m
C.15N、2m
D.30
N、1m
2、如图所示,弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=
1N,则弹簧秤A和B的示数分别为(
)
A.
1
N,0
B.
0,1N
C.
1N,
1N
D.
0,
0
3、如图所示,AB质量分别为20
kg和15
kg,弹簧秤重力不计,用手抓住弹簧秤时弹簧秤的读数是(
),用手抓住A时,弹簧秤读数为(
),用手抓住B时弹簧秤读数是(
)(秤钩在左侧)。
A.196
N
B.343
N
C.147
N
D.49
N
4、如图所示,A装置是
滑轮(选填“定”或“动”),使用它的好处是__________。
5、如图所示,小桶重20牛,绳子的一端系在桶上,手持绳子的另一端,分别沿不同方向用力F1和F2匀速提起小桶时,两力大小的关系是:F1
F2(选填“>”、“=”或“<”)。
6、动滑轮和定滑轮都可看成杠杆,它们之中属于等臂杠杆的是
。一个滑轮的轮的直径是6厘米,将它作为动滑轮使用,其动力臂是
,阻力臂是
。
7、如图所示,建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物,不计滑轮的重和摩擦,若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米,手拉绳子的力为
牛,物体在上升的高度为
米,物体移动的速度是
。
8、如图所示,A装置是
滑轮(选填“定”或“动”).滑轮的重力不计,2秒内将重力为100牛的物体匀速提起0.2米,则拉力F为
牛,绳头提起的高度为
米,绳子自由端上升的速度是
。
第4题图
第5题图
第7题图
第8题图
9、如图所示,用滑轮将物体匀速提起,不计摩擦力,已知拉力F为5牛,则弹簧秤示数为________牛,物体和滑轮总重为________牛。
10、如图,弹簧测力计的示数为10N,人拉绳所用的拉力为
N,物体和滑轮的总重为
N。
如图,物体重为150N,动滑轮重为10N,则:
当地面对物体的支持力为50N时,弹簧测力计的示数为
N。
(2)当弹簧测力计的示数为50N时,物体对地面的压力为
N。
12、如图,弹簧测力计的示数为55N,物体重为25N,则动滑轮重为为
N。
13、如图,拉力F=30N,匀速向上拉的速度为0.2m/s,则物体和滑轮的总重为
N,物体的速度为
m/s。(不计绳重和摩擦)
14、如图,物体重为45N,拉力F为100N,则动滑轮重为
N;若动滑轮匀速上升的速度为0.25m/s,那么物体上升的速度为
m/s。(不计绳重和摩擦)
(
第
10
题图
第
11
题图
第
12
题图
第
13
题图
第
14
题图
)
15、某同学研究定滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。
(1)比较(a)、(b)两图可知
;
(2)比较(b)、(c)、(d)三图可知
。
16、某同学研究动滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果(不计滑轮的重力),然后归纳得出初步结论:
(1)比较A、B两图可知:_
,
(2)比较B、C两图可知:
__
。
知识梳理:
动滑轮与定滑轮的使用特点(动力与阻力大小方向关系;动力端与阻力端运动距离大小关系);
滑轮动力端与阻力端运动速度的大小关系;
纠错总结:
请大家把做错的题都记录一下
题号:
题号:
题号:
题号:
题号:
原因:
原因:
原因:
原因:
原因:
课后巩固:
1、学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮,如图升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升.对该滑轮的说法中,正确的是(
)
A.这是一个动滑轮,可省力
B.这是一个定滑轮,可省力.
C.这是一个动滑轮,可改变用力的方向
D.这是一个定滑轮,可改变用力的方向
2、如图所示的使用该装置匀速提起重物G,沿不同方向所用的拉力中(
)
A.F1最大
B.F2最大
C.F3最大
D.一样大
(
第
3
题图
)
(
第
2
题图
)
3、物体重为200牛,物体与地面间的滑动摩擦力为20牛,当物体被力F拉着匀速直线运动时,如图所示,力F的大小为
(
)
A.20牛
B.10牛
C.200牛
D.100牛
4、如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮本身的重力及摩擦,则(
)
A
F1B
F1>F2>F3>F4
C
F1=F2=F3D
F1=F2=F3>F4
5、如图所示,滑轮A的作用是
_,滑轮B的作用是_
__。
6、如图所示,物体A在力F的作用下匀速上升,物体A的重为100牛,则拉力F的大小为
牛,物体相对于滑轮是
的(选填“运动”或“静止”)。
(
第
5
题图
)
7、如图所示,某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米,A装置是
(填“定”或“动”).上升过程工人拉绳子的拉力为
牛,拉力移动的距离为
米.物体运动速度是
米每秒(滑轮、绳的重力及摩擦不计)。
8、如图所示,用一个动滑轮把物体匀速提起,绳头移动了3米,用250牛的力,则物体上升
米,物体重为
牛.(滑轮、绳的重力及摩擦不计)
(
第
8
题图
)
(
第
7
题图
)
物理阅读角:了解爱因斯坦
(二)爱因斯坦不修边幅、不拘小节,我行我素。
爱因斯坦成名以后,薪水多了,地位高了,一些不曾谋面的人都在猜测着这个伟大人物的形象。可是,现实生活中的他,恐怕要让那些对他憧憬的人失望了。
他一付不修边幅的打扮,穿戴不仅不干净利落,甚至还有些寒酸。在社交中他是善良、坦诚和谦虚的,无论是地位卑微的市井人士,还是大名鼎鼎的教授或是大权在握的官员,他都一样对待,从不势利。
爱因斯坦在家里就像一个大孩子一样,喜欢光着脚,在客厅里走动。来了客人也不穿袜,赤着脚,头发的蓬乱像是永远也拉不直的,却还大摇大摆地坐在那里招待着客人。
有一次他在布拉格科学协会大厅作演讲,当主持人宣布:“请我们的老朋友——大科学家爱因斯坦上台为我们作报告……”在掌声中,人们发现,讲台上那个头发蓬松,鼻子粗大,一脸大胡须,一身随便着衣的人,一点也不像是一个科学家,看起来,倒像是一个搞艺术之类的人物。
有人嘲笑他的穿戴打扮,以及在家里待人接物的举止,认为没有一点教授和科学家的样子。
爱因斯坦听了人们对他的议论,很是不以为然,他轻松地说:“我从出生开始就是这样生活的,这是我个人的事,又没有关系到别人的事,谁管我的闲事干什么,总不会干涉别人的自由吧。”了解他的人,倒认为他是一个崇尚自由的人。
(三)爱因斯坦两次放弃德国国籍
第一次放弃德国国籍时,他还是少年,在十六岁那年,爱因斯坦未完成中学学业,退学后只身前往瑞士与家人团聚。
后来,中年时代的他成名后,为了帮助战后的德国重建,受邀出任柏林大学教授,被选为普鲁士皇家科学院院士,他决定重新加入了德国国籍。
希特勒上台后,对于犹太人迫害也更为疯狂,纳粹分子对爱因斯坦郊外的别墅进行了查抄。为此,爱因斯坦在1933年5月,宣布放弃德国国籍。
1933年10月,受普林斯顿高等研究院的邀请,爱因斯坦移居美国,在那里继续他的科学研究工作。他于1940年加人入美国国籍。1955年4月18日晚上,这位20世纪最伟大的科学家在睡梦中与世长辞,走得十分安详,享年七十六岁。
(本文参考《犹太人智慧总集》)