2020-2021学年八年级物理沪科版全一册 第十章 第二节 滑轮及其应用 课件73张

(共73张PPT)
第十章
机械与人
第2节
滑轮及其应用
沪科版物理八年级全一册
1．知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
2．能识别生活和生产中常见的滑轮。
3．会根据要使用和组装滑轮组。
学习目标
你知道这是什么吗？
窗帘轨道上的滑轮
起重机
导入新知
1
知识点
定滑轮和动滑轮
滑轮的构成
轴
框
轮
滑轮
滑轮：周边有槽，绕轴转动的圆轮。
定义
合作探究
将绳子从滑轮的槽中穿过
滑轮在使用时，根据轴的位置是否移动，又分为定
滑轮和动滑轮两种。
使用时，轴固定不动，叫定滑轮。
实验：研究使用定滑轮提升物体时，分别在用
力大小、方向以及移动距离方面的特点。
先用弹簧测力计直接测出每一个钩码重，再按图那样拉
弹簧测力计，比较每次拉力和钩码重力的大小关系。
使用定滑轮有什么好处？
定滑轮的特点：使用
定滑轮不省力，也不
省距离，但可以改变
拉力的方向。
F1
F2
O
l1=l2，F1=F2
l1
l2
活动：定滑轮的实质
滑轮属于杠杆类机械，由杠
杆平衡原理分析滑轮实质。
1.支点在轴心O处。
2.动力臂l1等于阻力臂l2。
(1)定滑轮实际上就是等臂
杠杆。
(2)不计摩擦时,拉力大小等
于重物的重力大小。(F＝G)
(3)拉力的方向与重物移动的方向相反。
结论：使用定滑轮不省力，但可以改变施力的方向。
l1
l2
.O
F
G
F
F
s=h
h
物体上升h米绳子自由端下降h米
使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向。
s=h，F=G。
使用时，轴和重物一起移动，叫动滑轮。
实验：研究使用动滑轮提升物体时，分别在用力
大小、方向以及移动距
离方面的特点。
动滑轮的实质
O
·
L1
L2
L1
=2L2，F1
=
F2
/2
F1
F2
A:支点在边缘O处。
B：动力臂l1为阻力臂l2的2倍。
动力F为阻力G的1/2倍，F=G/2。
1.
动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。
2.
在上述情况下，动力是阻力的1/2，
即
F=G/2。
3.
拉力的方向与重物的移动方向相同。
结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变施力的方向。
F
G
动滑轮
l2
l1
O
h
s=2h
物体上升h米绳子自由端上升2h米
使用动滑轮可以省一半的力，但费一倍的距离，
不改变力的方向。S=2h，F=G/2。
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=(G物+G滑轮)
/2
动滑轮特点:
【例1】如图所示的是滑轮的两种用法，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．乙是动滑轮，使用时不能省力
B
【导引】
在拉动物体的过程中，甲的位置始终不变，甲属于定
滑轮；乙滑轮随着物体一起运动，乙属于动滑轮。
识别定滑轮与动滑轮，用概念辨析法。分析技巧是：
抓住两种滑轮定义中的“不动”与“动”来判断。
新知小结
1
下列各图中利用了动滑轮的是(　　)
D
巩固新知
2
【中考·盐城】学校旗杆顶端装有定滑轮，这样
做(　　)
A．既省力，也改变施力的方向
B．省力，但不改变施力的方向
C．不省力，但改变施力的方向
D．既不省力，也不改变施力的方向
C
2
知识点
滑轮组
定滑轮虽然能改变力的方向，使我们
工作方便，但不能省力；
而动滑轮虽然能省一半力，但不能改
变力的方向，使用时经常感觉不便。
于是人们就把定滑轮和动滑轮组合起
来使用，把它们各自的优点结合起来，
这样就组成了滑轮组。
合作探究
滑轮组
把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论一
下，你能设计出几种组合方式？
F
G
F
G
G
F
F
G
F
G
G
F
2段绳子承担F=(1/2)G
不计动滑轮重
2段绳子承担F=(1/2)G
3段绳子承担F=(1/3)G
F
G
F
G
G
F
承担物体重力的绳子段数：与动滑轮接触的绳
子的段数
实验结论
拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子段数n有关。动
滑轮被几段绳子吊起，所用力就是物重的几分之
一即F=
G或F=
(G+G动)，S=nh。
滑轮组的设计
(1)滑轮组绕出绳子的股数：n个滑轮可以绕出n
股绳子，也可以绕出n+1股绳子。
(2)绕绳子采用奇动偶定的方法，由里向外或由
外向里。
F
F
G
G
F=
G
n=2
例如：
F=
G
n=3
知识拓展：用滑轮组水平拉物体前进
实验表明，使用滑轮组拉重物时，若动滑轮重和摩
擦不计，动滑轮被几股绳子拉住，所用的力就是物
体与接触面摩擦力的几分之一。即F=
f。
F
.
f
N
G
T
如图所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。
F=
f
【例2】如图所示，物体做匀速直线运动，拉力F＝
60
N，则物体受到的摩擦力是(　　)
A．60
N
B．120
N
C．20
N
D．180
N
D
【导引】
该滑轮组是用来水平移动物体的，克服的是物体和地
面间的摩擦力，由图可知拉动滑轮的绳子股数是3股，
根据滑轮组的省力情况即可求出摩擦力。所以绳子末
端的拉力F＝
f，物体和地面之间的摩擦力f＝nF＝
3×60
N＝180
N。
判断滑轮组用来克服物重(或摩擦力)绳子的段数，可
采用隔离法，即将动滑轮与定滑轮隔离开，看与动滑
轮相连的绳子有几段，则n就等于多少。
新知小结
1
关于滑轮组，下列说法较全面的是(　　)
A．一定省力，且能改变力的方向
B．一定省力，但不能改变力的方向
C．有时能省力，又能改变力的方向，有时可以省力，但不能改变力的方向
D．肯定可以改变力的方向，省力与否要具体分析
C
巩固新知
2
【中考·庆阳】用图示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，滑轮重和摩擦不计，最省力的是(　　)
A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
D
1
知识小结
定滑轮
动滑轮
滑轮
滑轮组
归纳新知
1.
滑轮组中，关于承担阻力的绳子股数n：
(1)若绳子末端是绕过定滑轮后出来的，它只改变力
的方向而不承担阻力；
(2)若绳子末端是绕过动滑轮后出来的，它承担阻力
——与动滑轮相连的绳子都承担阻力。
2.
滑轮组绕线规律：当承担阻力的绳子的股数n为奇
数时，绳子的起始端固定在动滑轮上；当承担阻
力的绳子的股数n为偶数时，绳子的起始端固定在
定滑轮上；概括为“奇动偶定”。
【中考·桂林】小明利用如图所示的简单机械移动物体A时，沿不同方向分别用F1、F2、F3的力以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮之间的摩擦，下列说法中正确的是(　　)
A．F1＝F2＜F3
B．F1＜F2＜F3
C．F1＞F2＞F3
D．F1＝F2＝F3
2
易错小结
易错点：不理解定滑轮的实质
D
如图所示，沿三种不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则(
)
A.
F1最大
B.
F2最大
C.
F3最大
D.
三个力一样大
1
D
课堂练习
两个滑轮用如图所示的方式组合，用力F拉动绳端时，物体会向______(选填“左”或“右”)移动。其中A是_______滑轮，B是_____滑轮。
2
左
动
定
用图所示的动滑轮提起200
N的水桶，绳子B承受的拉力为______N,人拉绳子A的动力为______N(不计滑轮重)。
3
200
100
物重1
000
N，若用1个定滑轮将它提起，需用多大的力？若用1个动滑轮将它提起，又要用多大的力？(不计滑轮重)
4
解：1
000
N；500
N。
解：
250
N。
如图所示，用滑轮组提起重物。若物重500
N，需用多大的拉力？(不计滑轮重)
5
【中考·济宁】小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200
N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为______N；实际测量A端的拉力为110
N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为______N。
6
100
20
如图所示，夏天为了遮阳，窗前挂有竹帘，其顶部安装着两个______滑轮，这种滑轮的优点是____________________。
定
7
能够改变力的方向
【中考·河南】如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用______(填“甲”或“乙”)
方案，因为采用这种方案可以_______。(不计机械的自重及摩擦)
8
甲
省力
如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为240
N的泥桶，不计滑轮重、滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人将绳子匀速向上拉6
m，则泥
桶上升_______m，手拉绳子的力为
________N。
9
2
80
如图所示，用一根结实的绳子在两根光滑的木棒上绕几圈，一小朋友用力一拉，两个大力士竟撞在一起了。这幅漫画中小朋友所用的简单机械可以看成________，两个大力士撞在一起说明了_________________。
10
滑轮组
滑轮组能够省力
1．高高的旗杆顶端有个能绕着固定轴转动的小轮子，站在地面的升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗会徐徐上升，关于这个小轮子的说法不正确的是(　　)
A．这种小轮子我们称为定滑轮
B．这种小轮子实质是等臂杠杆，不能省力
C．使用这种小轮子的目的是省距离
D．使用这种小轮子的目的是改变力的方向
C
课后练习
2．小明利用如图所示的简单机械移动物体A时，当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是(　　)
A．F1＝F2＜F3
B．F1＜F2＜F3
C．F1＞F2＞F3
D．F1＝F2＝F3
【点拨】使用定滑轮时，拉力的大小与拉力的方向无关。当物体沿水平方向匀速运动时，不计绳子与滑轮的摩擦，拉力的大小等于它所受到的摩擦力的大小。
【答案】D
3．【中考·青岛】研究定滑轮的特点。
(1)
在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所
示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是
____________和__________________。
(2)
如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提
升重物，则三个力的大小关系是____________。
(3)
旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮__________________的特点。
物体的重力
绳子自由端的拉力
F1＝F2＝F3
能够改变力的方向
4．【中考·盐城】如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做(　　)
A．省力，不改变施力的方向
B．不省力，改变施力的方向
C．既省力，也改变施力的方向
D．既不省力，也不改变施力的方向
A
5．【中考·湘西】如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1
N，不计动滑轮重、绳重及绳子与滑轮之间的摩擦，则弹簧测力计的示数为(　　)
A．1
N
B．1.5
N
C．2
N
D．0.5
N
D
6．如图所示，物体A的质量为5
kg。在水平方向拉力F的作用下，物体恰好以0.1
m/s的速度匀速前进。已知拉力F的大小为20
N，物体A受到的摩擦力为______N，绳子自由端的移动速度为________m/s，1
min内绳子自由端移动的距离为________m。(不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦)
【答案】40；0.2；12
7．【中考·泰州】在图中画出正确使用动滑轮提升重物的绕线方法。
解：如图所示。
8．如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动。所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是(不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦)(　　)
A．F1＞F2＞F3
B．F1＜F2＜F3
C．F2＞F1＞F3
D．F2＜F1＜F3
【答案】D
9．如图所示，用滑轮提升重100
N的物体，使物体以
0.2
m/s速度上升(绳重和各种摩擦不计)，已知动滑轮重10
N，则下列关于绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是(　　)
A．55
N，0.1
m/s
B．210
N，0.1
m/s
C．55
N，0.4
m/s
D．210
N，0.4
m/s
【答案】B
10．【中考·安徽】如图所示，物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12
N，乙重8
N，不计绳重及一切摩擦，则甲受到地面的支持力为________
N。
【点拨】物块甲受竖直向下的重力G甲＝12
N、竖直向上的拉力F拉＝G乙＝8
N、竖直向上的地面的支持力F支，由于甲处于平衡状态，则G甲＝F拉＋F支，则甲受到地面的支持力F支＝G甲－F拉＝12
N－8
N＝4
N。
【答案】4
11．【中考·济宁】小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200
N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的力为________
N；实际测量A端的拉力为110
N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为________
N。
【答案】100；20
12．【中考·海南】小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有________段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受300
N拉力，则小谦对绳子的拉力至少为________N。
2
150
13．如图是小海同学“探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弹簧测力计匀速移动，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
弹簧测力计
示数F/N
弹簧测力计移
动距离s/m
甲
1
0.2
1
0.2
乙
1
0.2
1
0.2
丙
1
0.2
0.55
0.4
请你分析：
(1)
比较甲、乙两图及实验数据，可得到的初步结论是使用定滑轮_______________________________________；
不省力也不费力，可以改变力的方向
(2)
比较甲、丙两图及实验数据，可得到的初步结论是____________________；
(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，可得到的初步结论是使用动滑轮可以________，但必须费__________；
使用动滑轮能省力
省力
距离
(4)如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是__________。
A．从三次实验中选取最准确的数据　　
B．三次测量取平均值，减小误差
C．从特殊现象中得到普遍规律　　　　
C
【点拨】“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验属于探究规律类实验，这类实验只凭一组数据得出的结论具有偶然性，要进行多次测量，寻找普遍规律。
14．【模拟·曲靖】如图所示，绳子质量和摩擦都不计，人的重力为600
N，平板重200
N，小滑轮重为60
N，要使平板处于平衡状态，则人拉绳子的力为________N，人对平板的压力为________N。
【点拨】如图1所示，将人、平板看作一个整体，有3段绳子承担整体的重(注意：3段绳子上的力不同)，整体处于平衡状态，则有：F2＋F1＋F1＝G人＋G板＝
600
N＋200
N＝800
N　①，
如图2，以小滑轮为研究对象，由力的平衡条件可得：
F2＝2F1＋G轮　②
②代入①可得：2F1＋G轮＋F1＋F1＝800
N，
整理可得：4F1＋G轮＝800
N，
所以，4F1＝800
N－G轮＝800
N－60
N＝740
N，
解得人拉绳子的力：F1＝185
N；
由于绳子对人有向上的拉力F1，则人对平板的压力：
F压＝G人－F1＝600
N－185
N＝415
N。
【答案】185；415
再见