9.2 滑轮-2023-2024学年北师大版物理八年级下册

第九章 机械和功 第2节 滑轮 大人利用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己吊了上去。想想看，为什么会出现这样的笑话？你能解释其中的道理吗？ 我来帮忙啦 好，让你来 看我......分分钟... 新知导入 1. 认识滑轮及其分类。 2. 知道定滑轮和动滑轮的特点。 3. 知道滑轮组的使用及特点。 学习目标 这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧。 滑轮：用绳索或链条绕过具有转动轴的光滑圆轮。 凹槽 轴 新知学习 滑轮 一 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 想想议议 升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，国旗就会徐徐上升。 这是因为旗杆顶部有一个滑轮，它的轴固定不动，这种滑轮叫做定滑轮。 1.定滑轮 电动起重机吊钩上有一种滑轮，它的轴可以随被吊物体一起运动，当电动机转动并收起绳子时，物体和滑轮就被提起，这种滑轮叫做动滑轮。 2.动滑轮 设想： 1.两类滑轮都可以拉起重物，在使用的时候有什么不同？ 2.两类滑轮是否都省力或费力？ 3.两类滑轮是否都省距离或费距离？ 实验器材 ： 定滑轮、动滑轮、弹簧测力计、砝码、细线等。 探究定滑轮和动滑轮的特点 二 （一）探究定滑轮的特点 1.使用定滑轮拉动物体时，拉力与物体的重力有什么关系呢？  2.绳端（自由端）移动的距离与物体上升的距离有什么关系呢？ 实验器材 滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺 物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力 方向 拉力移动距离s/m 实验表格 0.5 向上 0.2 0.5 向下 0.2 1.0 向上 0.1 1.0 向下 0.1 1.5 向上 0.15 1.5 向下 0.15 使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向。 实验结论 F1 F2 O L1=L2 F2 F1 O L1=L2 L1 L2 L1 L2 定滑轮的实质：等臂杠杆 L1=L2 ，F1=F2 使用定滑轮为什么不省力？ F=G 不 省力 s=h 不 省距离 改变拉力方向，拉力大小 不变 。 （二）探究动滑轮的特点 1.使用动滑轮拉动物体时，拉力与物体的重力有什么关系呢？  2.绳端（自由端）移动的距离与物体上升的距离有什么关系呢？ 实验器材 滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺 物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力 方向 拉力移动距离s/m 实验表格 0.5 向上 0.2 0.3 向上 0.4 1.0 向上 0.1 0.6 向上 0.2 1.5 向上 0.15 0.8 向上 0.3 使用动滑轮可以省力，但费距离；且不改变力的方向。 实验结论 F1 F2 O L1 L2 L1 =2L2 F1 F2 O 动滑轮的实质：动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆 省力 s=2h 费 距离 力的方向 不改变 。 F1 L2 O 拉力方向改变，拉力大小 改变 L1 机械名称 定 义 实 质 特 点 定滑轮 滑轮轴 固定不动 等臂杠杆 不能省力， 能改变力的方向 动滑轮 滑轮可以和重物一起动 动力臂是阻力臂 二倍的杠杆 能省力，不能改变力的方向 定滑轮和动滑轮的区别 F2 F1 F3 滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。 由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合？这样的组合各有什么特点？ 滑轮组 三 n:表示承担重力的绳子段数。 S:表示绳子末端移动的距离。 在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时： 绳子的固定点不同：甲固定在动滑轮的轴上，乙固定在定滑轮的轴上。 拉力的方向不同：甲作用在动滑轮上竖直向上，乙作用在定滑轮上竖直向下。 常见的几种绕线方法 甲 乙 滑轮组工作的演示 问题：用如图甲、乙所示的滑轮组分别提高重力相同的物体，在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时，所用拉力多大？拉力移动的距离与物体升高的距离是什么关系？ 甲 乙 图中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走，所以拉力移动的距离为s=3h。 分析动滑轮受力可知，四个力平衡：F1+F2+F=G物 同一根绳子上的力相等：F1=F2=F 3F=G物 ①分析判断图甲滑轮组的省力与费距离的情况 F2 F1 G物 结论：使用滑轮组省了力，但是费距离。 n=3 S=3h F2 F1 G物 ②分析判断图乙滑轮组的省力与费距离的情况 图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重。物体受F1和F2两个力，用这个滑轮组提起重物，只要用物重1/2的力，就可以提起重物。 图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，所以拉力移动的距离为2h。 n=2 S=2h 结论：使用滑轮组省了力，但是费距离。 思考：利用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组，可以怎样绕绳子呢？有几种方法？绕线方法有什么不同？ 不同点 ①绳子的起点（固定点）不同：甲固定在定滑轮的钩上；乙固定在动滑轮的钩上。 ②拉力的方向不同： 甲中拉力的方向向下，乙中拉力的方向向上。 甲 乙 受力分析： F1+F2+ F3+ F4 =G物 同一根绳子 上的力相等： F1=F2= F3=F4 = F 同一根绳子 上的力相等： F1=F2= F3=F4 = F5= F 受力分析： F1+F2+ F3+ F4 + F5=G物 s=4h s=5h 两个滑轮组的省力费距离情况比较（不计动滑轮重和摩擦） G G 同学们发现了什么规律？ 在不计绳重，动滑轮重和摩擦，用一根绳子组装的滑轮组时，拉力F大小和绳子自由端移动的距离s与动滑轮相连的绳子段数n有关。 小结：使用滑轮组的特点 (1)使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，当不计动滑轮重、绳重及摩擦时，提起物体所用的力就是物重的几分之一， 即F＝G物(n为吊动滑轮和重物绳子段数)。 若考虑动滑轮重G动，不计绳重及摩擦时，则F＝(G物＋G动)。 (2)若物体升高距离h，则绳子自由端移动距离s＝nh。 (3)绳子自由端移动速度v绳与物体移动速度v物的关系式：v绳＝nv物。 课堂总结 滑轮 滑轮：中心有轴，边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。 定滑轮 不省力，不省距离 可以改变力的方向 动滑轮 省力，费距离 不改变力的方向 滑轮组 定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组 绳子自由端的拉力 绳子自由端的距离 1.下列选项图中使用了动滑轮的是（ ） C 课堂练习 2.定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为F1、F2、F3，则 （ ） A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．三个力一样大 F2 F1 F3 D 3.如图所示：A、B两个滑轮中，A是 滑轮，B是 滑轮，在不考虑滑轮摩擦和重力情况下物体与桌面的摩擦力为90牛，匀速移动物体，水平力F 为 牛。 定 30 动 F A B $$