10.2 滑轮及其应用 2023-2024学年沪科版物理八年级全一册

第二节 滑轮及其应用 第十章 机械与人 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 学习目标 课时讲解 1 课时流程 2 滑轮 定滑轮 动滑轮 滑轮组 知识点 滑轮 知1－讲 感悟新知 1 1. 概念：如图1，周边有槽、能绕轴转动的小轮。 知1－讲 感悟新知 2. 分类： (1)定滑轮：如图2 甲，使用滑轮时，其轴固定不动的滑轮。 (2)动滑轮：如图乙，使用滑轮时，其轴随物体一起运动的滑轮。 知1－讲 感悟新知 物理模型 生活中的滑轮： 感悟新知 知1－练 如图4，是手摇晾衣架的示意图。其中定滑轮 是_____________、动滑轮是________ 。(均填对应的字母) 例 1 B、C、E、F A、D 6 感悟新知 知1－练 解析：在摇动手柄时，B、C、E、F 滑轮的轴固定不动，故B、C、E、F 是定滑轮，A、D 滑轮的轴随晾衣架一起移动，故A、D 是动滑轮。 方法点拨 化静为动判断滑轮种类： 为了确定滑轮的种类，需要假设滑轮正在被使用，然后根据其轴是否随物体一起移动，判断滑轮的种类。 7 知识点 定滑轮 知2－讲 感悟新知 2 1. 探究定滑轮工作时的特点 (1)实验装置及探究过程：如图5，图乙中两线之间的间距均为h。 知2－讲 感悟新知 ① 如图甲所示，将一个钩码挂在弹簧测力计下，读出弹簧测力计示数(钩码的重力)。 ② 如图乙所示，通过定滑轮 匀速竖直向上拉同样的钩 码，读出弹簧测力计的示 数，记录钩码上拉力的作 用点和绳子自由端拉力的 作用点移动的方向和距离。 ③改变钩码个数，重复①②步骤。 知2－讲 感悟新知 思路点拨 确定研究对象： 直接提升物体时，拉力为F′，用定滑轮提升物体时，拉力为F。我们探究的是使用定滑轮时拉力F和不使用定滑轮时拉力F′的关系。 确定研究对象后，结合力的三要素，探究两者之间关系。 知2－讲 感悟新知 (2)数据记录 实验 序号 提升钩码的拉力F ′ 绳子自由端的拉力F 大小 方向 作用点移动距离 大小 方向 作用点移动距离 1 1 N 竖直 向上 h 1 N 竖直 向下 h 2 2 N 竖直 向上 2h 2 N 竖直 向下 2h 3 3 N 竖直 向上 1.5h 3 N 竖直 向下 1.5h 知2－讲 感悟新知 拓展延伸 学科内综合定滑轮特点的应用： 在探究共线力的合成、二力平衡的条件时，通过定滑轮，把物体向下的重力转化为水平方向的拉力，改变了力的方向。 知2－讲 感悟新知 (3)实验结论 ① 使用定滑轮不能省力：使用定滑轮时的拉力F，与直接提升物体的拉力F′的大小相等。 ② 使用定滑轮不能省距离：使用定滑轮时拉力F 的作用点移动的距离，与直接提升物体时拉力F′的作用点移动的距离相等。 ③ 使用定滑轮可以改变力的方向：使用定滑轮时拉力F 的方向，与直接提升物体时拉力F′的方向不同。 知2－讲 感悟新知 2. 定滑轮的实质 定滑轮相当于等臂杠杆，如图7 所示： 知2－讲 感悟新知 (1)支点：定滑轮的轴。 (2)动力：对绳子末端的拉力F1。 (3)阻力：物体对绳子的拉力F2。 (4)动力臂：轴到动力F1 作用线的距离l1。 (5)阻力臂：轴到阻力F2 作用线的距离l2。 l1 与l2 是定滑轮对应圆的半径→ l1=l2 →定滑轮是等臂杠杆。 知2－讲 感悟新知 思想方法 构建模型探究定滑轮工作的特点： 忽略定滑轮的材料、形状等因素，抓住定滑轮在动力、阻力的作用下，绕固定点O转动的特点，确定定滑轮实质是杠杆。 在确定杠杆的动力臂和阻力臂大小的基础上，结合杠杆的平衡条件，判断定滑轮所属的杠杆种类，从而确定定滑轮的工作特点。 知2－讲 感悟新知 3. 拉力方向改变时，拉力大小的分析。 如图8，用不同方向的拉力匀速拉动同一物体时，由于拉力的力臂都等于半径，所以拉力大小都相等。 感悟新知 知2－练 如图9 所示，升旗时，使用的是______(填“定”或 “动”)滑轮，升旗手向______ (填“上”或“下”)拉绳子时，国旗就会上升；学校升旗 时，升旗手把国旗拉升15 m 的过程 中，绳子自由端移动距离是______m。 例2 定 下 15 感悟新知 知2－练 解析：升旗时，使用的是定滑轮，能改变力的方向，国旗向上运动时，升旗手需要向下拉动绳子；定滑轮不能省距离，绳子自由端移动的距离与国旗移动的距离相等，都是15 m。 19 感悟新知 知2－练 归纳总结 20 知识点 动滑轮 知3－讲 感悟新知 3 1. 探究动滑轮工作时的特点 (1)实验装置及探究过程：如图10，图乙中两线之间的间隔均为h。 知3－讲 感悟新知 ① 如图甲所示，将一个钩码挂在弹簧测力计下，读出弹簧测力计示数(钩码的重力)。 ② 如图乙所示，通过动滑轮匀速竖直向上拉同样的钩码，读出弹簧测力计的示数，记录钩码上拉力的作用点和绳子自由端