第6讲 滑轮速度关系及滑轮组拓展-【分层备课】2021-2022学年八年级物理下学期同步精品讲义（沪教版）

赢未来工作室小注： 本专辑专为2022年上海初中物理第二学期研发。 思路说明：按照课本重难点进行知识系统化讲解，分为课堂讲练部分，课后分层作业加练部分。 课堂按照“六步法”：学习目标；学习引导；知识精讲；例题精讲；能力检测；预习思考等设计。 课后分层作业加练部分按照：基础过关练；能力提升练；尖子拓展类，三个难度梯次递增设计。 第6讲 滑轮速度关系及滑轮组拓展 1.能够准确判断动滑轮与定滑轮； 2.掌握滑轮动力端与阻力端运动速度的大小关系； 3.了解滑轮组的使用特点，可以判断滑轮组的动力大小。 下图为两个人用不同的方式把重物拉到指定的高度，两者提升重物的方式不同，由上节课的学习我们可以知道他们谁更省力呢？拉升相同的高度两者所拉动的绳子自由端的距离是怎么样的？移动的速度又是什么关系呢？ 在现实生活中我们运用的并不是仅仅只是单个定滑轮或单个动滑轮的运用，往往是组合这运用，你思考过这样运用的好处吗？他们到底省多少力呢？ 滑轮 【知识梳理】 定义：滑轮是周边有槽、能绕着轴转动的小轮。 將绳子绕在槽内，拉动绳子，滑轮便可绕轴转动。 滑轮分有两种：动滑轮和定滑轮，使用时滑轮轴的位置不动的叫做定滑轮（如下左图），使用时滑轮轴的位置跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮（如下右图） 【思考】滑轮是不是杠杆？他们分别是什么类型的杠杆？ 注：使用滑轮的条件是①有滑轮；②有绳子；③有重物 滑轮的使用特点 【知识梳理】 （1）定滑轮支点、动力端与阻力端、动力臂和阻力臂的判断： 【动动手】请同学们在上图中画出定滑轮的支点、动力端与阻力端、动力臂和阻力臂。 【思考】定滑轮的使用特点有哪些？ （1）使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向； （2）使用定滑轮不省距离也不费距离； （3）使用定滑轮，改变拉力方向后，力不变。 动滑轮支点、动力端与阻力端、动力臂和阻力臂的判断： 【动动手】请同学们在上图中画出动滑轮的支点、动力端与阻力端、动力臂和阻力臂。 【思考】动滑轮的使用特点有哪些？ （1）使用动滑轮能省一半力 但是不能改变力的方向； （2）使用动滑轮费距离（当两股绳平行时费一半距离）； （3）当拉力的方向与竖直方向的夹角变大是，拉力的大小变大。 滑轮动力端与阻力端运动速度 （1）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； （2）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。 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 滑轮组的特点 使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。那我们能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使其又可以既改变力的方向，又能省力？ 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？ 方法要点： ①数绳子股数，注意要记“有效的绳子股数”，如上图有每个图都有3股绳子，但是有效的股数即承担力的绳子股数是不同的，一个妙诀是注意前两个图的动力端方向是竖直向下的与阻力方向相反，是用定滑轮改变力的方向，所以这股不算！第三幅图就是有效的。 ②根据公式F阻=nF动（n为绳子有效股数） 【例题精讲】 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 例2.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 例3.图中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。若一秒内要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动 米，绳子自由端的速度为 。 例4.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。