12.2滑轮 课件2020-2021学年人教版八年级下册物理(共62张PPT)

第十二章 第２节 滑轮
F2
O
F1
l1
l2
l1
l2
F1
F2
O
O
F2
F1
l1
l2
O
F1
F2
l1
l2
l2
F2
l1
F1
O
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂 F1·L1=F2·L2
l2
F2
O
l1
F1
O
l2
l1
F2
F 1
O
F1
F2
l1
l 2
你能讲个故事吗?
我们先来观察一幅科学漫画
想想议议
这个故事中起到关键作用的是哪个部件?
你在哪里见到过吗？
　这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧。
　滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。
凹槽
轴
小轮
一、滑轮
1、滑轮:一个周边有槽，能绕轴转动的轮子
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?
旗杆顶端的滑轮
电动机下面的滑轮
货物上升时，电动机下面的滑轮随物体一起移动。
国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。
想想议议
2. 分类
定滑轮：
使用时轴固定不动。
动滑轮：
使用时轴和重物一起移动。
探究动滑轮与定滑轮的特点
探究实验
探究活动
使用定滑轮有何好处?
拉力的方向
拉力的大小
作用点移
动的距离
观察
直接提重物
用定滑轮提重物
结论
测量
直接提重物
用定滑轮提重物
结论
测量
重力作用点
拉力作用点
结论
向上
向下
改变
近似相等
相等
定滑轮
(1)能否改变用力方向?
定滑轮可以改变用力方向。
(2)能否省力?
定滑轮不能省力。
(3)能否省距离?
定滑轮不能省距离。
F1
F
F
F
F
G
O
L2
L1
L1
L2
=
相当于一个等臂杠杆
F = G
理论分析
转轴固定不动，滑轮中心相当于支点 O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。
L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物
F1 = G物
定滑轮相当于一个等臂杠杆，
因此，不省力也不费力。
l2
l1
O
F2
F1
受力分析
物体匀速上升: F1 = G物
理论上不省力也不费力。
F1＞G物
绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大
假如摩擦忽略不计
使用定滑轮，既不省力也不费力。
F1
F1
G物
定滑轮特点:
3、力的关系：
4 、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
V拉=V物
2、定滑轮实质：是等臂杠杆。
h为物体上升高度
S为绳自由端移动的距离
探究活动
使用动滑轮有何好处?
拉力的方向
拉力的大小
作用点移
动的距离
观察
直接提重物
用动滑轮提重物
结论
测量
直接提重物
用动滑轮提重物
结论
测量
重力作用点
拉力作用点
结论
向上
向上
不改变
省力
费距离
动滑轮
(1)能否改变用力方向?
动滑轮不能改变用力方向。
(2)能否省力?
动滑轮能省力。
(3)能否省距离?
动滑轮不能省距离。
F1
F
寻找支点
O
·
L1
L2
L1 =2L2
动滑轮的实质
理论分析
支点是 A 点还是 O 点?
∵ G · R = 2R · F
F =
GR
2R
=
1
2
G
动滑轮相当于一个动
力臂是阻力臂二倍的省力
杠杆。因此能省一半力。
杠杆的支点在 O 点处
O
A
F
l2 = R
l1= 2R
O
G
F
G
为什么实验中的拉力比重力的一半大?
2 F2 = G动 + F物 = G动 + G物
F2 = (G动 + G物)/2
G物＞＞G动
一般情况下，忽略动滑轮重及
绳子与动滑轮之间的摩擦。
F2
F2
G动
F物
F物
G动
2.动滑轮实质：
动力臂为阻力臂2 倍的省力杠杆
动滑轮特点:
3.力的关系：
4.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
V拉=2V物
小结
定滑轮
动滑轮
1
可以改变力的方向
不能改变力的方向
2
不省力
能省一半的力
3
不省距离（s=h）
费距离（s=2h）
4
实质：L动=L阻
等臂杠杆
实质：L动=2L阻
省力杠杆
动滑轮使用中的特殊情况
F
SF=1/2S物
F
F=2G物+G动
F=2f
SF=1/2S物
匀速拉动
1. 在图中，货物 G 重为 100 牛，若不计滑轮的重力，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。
由 a 图装置拉，拉
力 F1 = _____牛；
由 b 图装置拉，拉
力 F2 = _____牛。
由 c 图装置拉，拉
力 F3 = _____牛。
F1
F2
a
100
50
b
F3
c
200
2. 物体被匀速升高时，如果 F = 25 牛，滑轮质量1kg，不计绳子与滑轮之间的摩擦力，则重物 G 受到的重力为 _____ 牛。
40
F = 25 牛
3． 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
丙
F3
乙
F2
甲
F1
斜着拉时，仍旧既不省力也不费力。
L1 = L2
F1L1 = F2L2
F1 = F2
l1
l2
l2
l1
l2
l1
F2
F1
F2
F1
F2
F1
F2
F1
F3
在探究动滑轮的特点的实验中，拉绳子是竖直拉的，如果斜着拉，弹簧测力计的示数有变化吗?
斜着拉时，动力臂变小，而阻力和阻力臂的乘积不变，根据杠杆平衡条件，动力的大小变大。（注意如果动力臂比滑轮的半径小时，就成了费力杠杆。）
　　定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。
动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。
想想议议
用绳索把定滑轮和动滑轮组合使用：
就组成滑轮组
能否得到这样一种机械，它既可以省力，
又可以改变力的方向呢？
组成滑轮组，探究滑轮组的特点
①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？把你的方案画出来。
实验探究
G
G
G
F
F
F
2 段绳子承担
F =(1/2)G
2 段绳子承担
F =(1/2)G
3 段绳子承担
F =(1/3)G
滑轮组的作用 (若忽略了滑轮重和绳与滑轮的摩擦力)
二、滑轮组
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，所用的力就是物重的几分之一即:
F =
1
n
G
拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍，即:
s = nh
6 段绳子承担
F =(1/6)G
F
G
F
G
7 段绳子承担
F =(1/7)G
F
18 段绳子承担
F =(1/18)G
总结：
1n
F=——G物（不计摩擦、绳重和动滑轮重）
F=——(G物+G动)（不计摩擦、绳重）
1n
3.力的关系
1. 中，有几段绳子与动滑轮相连，n就为几；
2. s=nh 中重物上升 h 高度，绳子自由端要移动 nh 距离。
F =
1
n
G
1. 在右图所示的滑轮组中:
(a)若动滑轮重 G轮 不计，拉力 F 是多少?
F =
1
5
G物
(b)若动滑轮重 G轮 不能忽略，那么图中的拉力 F 应等于多少?
F =
1
5
(G物＋G轮)
F
G轮
G物
例 题
2. 如图所示，物体 A 重为 100 N，挂重物的钩子承受的拉力是 _____ N。人匀速拉绳子的力是 _____ N(动滑轮自重不计)。
100
50
A
3. 如图所示的四个滑轮组中，图 ______ 可省一半力，图 ______ 最费力，图 ______ 和图 ______ 用力大小一样。
a
b
c
d
b
c
a
d
F
F
F=1/2G
F=1/3G
根据F与G的大小关系画出绕线
F=1/3G
F
F=1/4G
F
X
F=1/4G
F=1/5G
F
F
4、绳子的绕法：
当n为奇数时，绳子的起端（或末端）在动滑轮上；
当n为偶数时，绳子的起端（或末端）在定滑轮上。
奇动偶定
从里向外、不可相交
动滑轮、滑轮组平移物体共同点
F
F=1/n f
S=nS物
F
f为物体受到的水平面的摩擦力
S为绳自由端移动的距离
n为与动滑轮相连的绳子的股数
小结： 滑轮
１．定滑轮：
（1）使用特点：可以改变动力的方向，不省力也不费力；
不省距离也不费距离．
（2）实质：是一个等臂杠杆．F=G s=h
２．动滑轮：
（1）使用特点：能省一半力，但不能改变动力的方向；
要多移动一倍距离（费距离）．
（2）实质：动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆．F=1/2G s=2h
３．滑轮组
（1）使用特点：可省力，也可改变力的方向，但费距离(s＝nh).
（2）动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一
公式：Ｆ＝Ｇ总／n＝（Ｇ物＋Ｇ动滑轮）／n （不计滑轮摩擦）
轮轴和斜面
杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴。
轮轴：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
科学世界
r
F1
R
F 1· R = F2 · r
F2
轮轴：能连续转动的杠杆，动力作用在轮上可省力。
如果动力作用在轴上，就成了费力杠杆
下面是几种轮轴
1. 井上的辘轳
从右边看过去，可画成下图:
动力臂大于阻力臂 —— 省力杠杆。
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
2. 汽车的方向盘
从上边看下去，也可画成下图:
动力臂大于阻力臂——省力杠杆。
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
3. 水龙头
从上边看下去，也可画成下图:
动力臂大于阻力臂——省力杠杆。
船舵
门的把手
螺丝刀
单车的踏板
4. 其他轮轴
斜面也是一种省力机械
将玩具车升高 20 公分，甲最费力，丙最省力，由此可知斜面越缓和越省力，但也越费距离。
甲
乙
丙
其他斜面
杠杆、滑轮、轮轴、斜面都属于简单机械。
凡是省力的机械都费距离。费力的机械都省距离。
即省力又省距离的机械是不存在的。
课堂小结
定滑轮
动滑轮
滑轮组