12.2 滑轮（八大重点考向）（导图+知识梳理+精讲精练+新题速递）2023-2024学年人教版物理八年级下册同步精编讲义

12.2 滑轮 1.认识定滑轮、动滑轮和滑轮组； 2.理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的工作特点； 3.通过实验探究理解动滑轮力与距离特点； 4.会进行有关滑轮计算； 5.能分析滑轮的应用实例。 考点01：定滑轮及其工作特点 考点02：动滑轮及其工作特点 考点03：动滑轮拉力的计算 考点04：研究定滑轮和动滑轮的特点 考点05：滑轮组及其工作特点 考点06：轮轴及其他常见简单机械 考点07：滑轮组的设计与组装 考点08：滑轮组中的相关计算 知识点01：定滑轮和动滑轮 1.认识定滑轮和动滑轮 (1)滑轮：周边有槽，可绕中心轴转动的轮，如图甲所示。 (2)定滑轮和动滑轮：在实际使用时，根据轮的中心轴是否随物体移可分为定滑轮和动滑轮，即轴不随物体一起运动的滑轮叫定滑轮，如乙所示；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，如图丙所示。 2.实验：研究定滑轮和动滑轮的特点 提出问题 (1)使用定滑轮、动滑轮是否省力(或更费力)? (2)使用定滑轮、动滑轮是否省距离(或费距离)? (3)什么情况下使用定滑轮,什么情况下使用动滑轮? 设计实验 分别使用定滑轮、动滑轮缓缓(使物体处于平衡状态，且便于读取弹簧测力计示数)提升同一物体，记录整个过程中用力大小、物体移动距离及动力移动的距离、动力的方向，找出动滑轮和定滑轮的特点 实验器材及装置 弹簧测力计、钩码(多个)、滑轮、铁架台、细绳、刻度尺 进行实验 (1)如图甲所示,用弹簧测力计拉钩码匀速(匀速时，拉力才等于重力)上升h=10cm,记录弹簧测 力计的示数F₁、拉力方向及绳子自由端移动的距离s₁； (2)按图乙所示安装定滑轮,让钩码匀速上升h=10cm,记录弹簧测力计的示数F₂、拉力方向及绳子自由端移动的距离s₂； (3)按图丙所示安装动滑轮,让钩码匀速上升h=10cm,记录弹簧测力计的示数F₃、拉力方向及绳子自由端移动的距离s₃； (4)换用数量不同的钩码,重复上面的步骤。 实验记录 拉力大小F/N 将钩码提升10cm时绳子自由端移动的距离s/m=cm 拉力方向 实验1 实验2 实验3 不使用滑轮 1 2 6 10 上 使用定滑轮 1 2 6 10 下 使用动滑轮 0.5 1 3 20 下 分析与论证 实验结论 (1)使用定滑轮既不省力，也不省距离，但可以改变力的方向； (2)使用动滑轮能省力，但要费距离，且不能改变力的方向。 ★特别提醒 1.实验中安装定滑轮时，注意绳子要放在槽内，以免绳子脱落使摩擦变大，影响实验效果； 2.实验中，注意要使动滑轮两侧绳子平行或夹角很小； 3.实验中应选用重一些的钩码、较轻的动滑轮、光滑的细绳，以减小实验中摩擦力、动滑轮自重的影响. 4.实验中要保证轮和轴间有良好的润滑，以减小摩擦。 3.定滑轮和动滑轮的实质 种类 实质 示意图 作用分析 定滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等,且都等于轮的半径r,所以使用定滑轮时不省力 动滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O,因此动力臂等于直径(2r),阻力臂等于半径r,动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半的力 ▲拓展培优滑轮中拉力方向对拉力大小的影响 (1)定滑轮 如图所示，利用定滑轮拉起一个重为C的物体时，改变拉力的方向后，根据几何知识可知，动力臂都等于定滑轮的半径，因此不管拉力的方向如何，所用力的大小不变，始终等于物体重力C。 (2)动滑轮 使用动滑轮时，若拉力F不沿竖直方向(或两侧绳子不平行)，如图所示，动力臂l₁小于OB，即小于2l₂,故F1>(1/2)G， 此时动滑轮将不能省一半力，如杲再加上动滑轮的自身重力，甚至会更费力。 由此可见，对于动滑轮来说，动滑轮省一半力的条件之一是跨过动滑轮的两段绳平行(或跨过动滑轮的两段绳夹角较小)。但在初中阶段如无特殊说明，一般认为动滑轮两侧绳子是平行的，即不考虑动滑轮两侧两段绳夹角的影响。 4.几种常见情况中的等量关系(图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦) 图示 等量关系 定滑轮 F=G，s绳=s物，v绳=v物 F=f，s绳=s物，v绳=v物(其中，f为物体所受的摩擦力) 动滑轮 ，s绳=2s物，v绳=2v物 ，s绳=2s物，v绳=2v物 ，s轮=(1/2)s物，v轮=(1/2)v物 ，s轮=(1/2)s物，v轮=(1/2)v物 知识点02：滑轮组 1.滑轮组 定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向