11.2滑轮学案（典型例题分析）2021-2022学年苏科版九年级上册物理

课题：滑轮
学习目标
＊知道定滑轮和动滑轮，了解定滑轮和动滑轮的特点
＊知道滑轮组的特点，及其根据要求会组装简单的滑轮组
＊能判断不同滑轮组的省力情况
知识点①定滑轮和动滑轮
滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮
定滑轮：工作时， 轴的位置固定不动的滑轮（如下左图）

动滑轮：工作时，轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮（如上右图）
知识点②探究定滑轮和动滑轮的特点
定滑轮的特点
实验操作要点：
匀速竖直向下拉弹簧测力计；
用刻度尺分别量出钩码上升高度和对应的绳子自由端移动的距离；
c、改变钩码的个数，多次实验
（2）实验数据：
实验序号 钩码重力/N 弹簧测力计示数/N 钩码上升的高度/m 绳子自由端移动的距离/m
1 2 2 0.2 0.2
2 4 4 0.4 0.4
3 6 6 0.5 0.5
（3）归纳总结：使用定滑轮不能省力，也不能省距离，但能改变施力的方向
（4）定滑轮的实质：等臂杠杆
（5）因为绳子与滑轮之间、轮与轴之间存在摩擦力，所以实际的拉力比物体重力要稍大一些，无特殊说明，一般不考虑摩擦力的影响
2、动滑轮的特点
（1）实验操作要点：
a、匀速竖直向上拉弹簧测力计；
b、用刻度尺分别量出钩码上升高度和对应的绳子自由端移动的距离；
c、改变钩码的个数，多次实验
（2）实验数据：
实验序号 钩码重力/N 弹簧测力计示数/N 钩码上升的高度/m 绳子自由端移动的距离/m
1 2 1 0.2 0.4
2 4 2 0.4 0.8
3 6 3 0.5 1.0
（3）归纳总结：使用动滑轮最多省一半力，但费距离，且不能改变施力的方向
（4）定滑轮的实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆
（5）无特殊情况，一般不考虑绳子与动滑轮、轴之间的摩擦力。使用动滑轮时，拉力如果不沿竖直方向，那么拉力不能省一半力 F>
知识点③滑轮组
滑轮组的组成：由动滑轮和定滑轮组合而成的装置
使用滑轮组达到了既能省力又能改变施力方向的目的。通常情况下，滑轮组都是省力的，但不是所有的滑轮组在省力的同时还能改变力的方向
探究滑轮组的特点
使用滑轮组匀速提升重物时，有几（n）段绳子吊着动滑轮提起重物，所用的拉力F就是重物和动滑轮总重的几分之一（不计绳重和摩擦），绳子自由端移动的距离S就是重物上升高度h的几倍。F =G，s = nh
优点：既能省力，又能改变施力的方向。缺点：费距离
滑轮组承担物重绳子段数的确定
几段绳子吊物体，实质上是重物和动滑轮由几段绳子提起，绳子段数包括：跨过动滑轮的绳子和最后从动滑轮引出的绳子（如左图）
知识点④轮轴
轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成
轮轴实质是一个可以连续转动的杠杆
轮轴的支点在轴心，动力作用在轮上时，动力臂为轮半径，阻力臂为轴半径（省力杠杆），动力作用在轴上时，动力臂为轴半径，阻力臂为轮半径（费力杠杆）
典型例题
例题1：如图中的_____（选填“（a）”或“（b）”）图为定滑轮，作用是_____。
解析：定滑轮中间的轴固定不动，如图（b）；定滑轮的作用是改变力的方向。
故答案为：（b）；改变力的方向
例题2：如图所示，利用滑轮起吊重物。该滑轮为 _____（选填“动”或“定”）滑轮；若弹簧测力计的拉力为图所示大小时，重物能在空中静止，则重物及滑轮的总重为 _____N。

解析：如图，该滑轮使用时，滑轮随重物?起移动，故该滑轮为动滑轮；由图可知，2～3N之间有5个小格，则每个小格代表0.2N，则测力计的示数为2.4N；因为使用动滑轮省?半的力，故重物能在空中静止，则重物及滑轮的总重为：G 总=2F=2×2.4N=4.8N。
故答案为：动；4.8N。
例题3：如图所示，用动滑轮把重为80N的物体匀速上提，弹簧测力计示数为48N，则拉力为_____N．不计摩擦和绳重，动滑轮重为_____N。
解析：动滑轮两段绳子上的拉力相等，所以F=48N。
根据F= 1/2（G 动 +G 物 ）得：
G 动 =2F-G 物 =2×48N-80N=16N
故答案为：48；16。
例题4：如图所示，如果货物在500N的拉力下匀速上升3m，则货物重_____N（动滑轮自重和摩擦力不计），拉力的自由端绳子要移动_____m。
解析：此题考查滑轮组绳子拉力与物重的关系、绳子?由端移动距离和物体提升高度的关系等知识；明确承担总重的绳子的段数是本题的突破口
由图知，滑轮组由2段绳子承担物重，
动滑轮?重和摩擦力不计，由F= 1/nG可知，
货物重为：G=2F=2×500N=1000N；
拉力通过的距离为：s=2h=2×3m=6m。
故答案为：1000；6
例题4：如图甲，方向盘相当于一个轮轴，若F1=20N，轮盘的半径为20cm，轴的半径为2cm，不计摩擦阻力，该轮轴平衡时F2=_____N．如图乙，门锁的把手相当于一个 _____（选填“省力”或“费力”）轮轴。
解析：轮轴是?种简单的机械，相当于变形的杠杆，即在使用时，外轮半径大于轴半径，要看动力作用在哪?，若动力作用在轮上，是省力的机械，若动力作用在轴上，是费力的机械。
（1）由题知，F 1 =20N，盘的半径R=20cm，轴的半径r=2cm，
轮轴的实质是杠杆的变形，根据杠杆的平衡条件可得F 1 R=F 2 r，
则F 2 =F 1 R/r
= 20N×20cm÷2cm=200N；
（2）门锁的把手，外轮半径大于轴半径，动力作用在轮上，相当于?个省力轮轴。
故答案为：200；省?