12.3 滑轮导学课件 2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十二章　简单机械 第3节 滑轮 第2课时 滑轮组、轮轴、斜面 新旧衔接 1. 使用定滑轮________(填“能”或“不能”)省力，________(填“能”或“不能”)改变力的方向。 2. 使用动滑轮________(填“能”或“不能”)省力，________(填“能”或“不能”)改变力的方向。 不能 能 能 不能 预学检验 3. 如图所示，物重均为G，在拉力F的作用下物体均做匀速直线运动，不计摩擦，则图甲中F________G，图乙中F________G，通过图________可以改变力的方向。 ＝ ＝ 乙 预学检验 预学新知 1. 既要改变力的方向，又要省力，人们将________滑轮和________滑轮组合在一起，构成________。 2. 图甲中的重物由________段绳子通过动滑轮吊 着，若物重为G，忽略动滑轮自重、绳重及摩 擦，只要用________的力就可以提起重物。据 此推断，图乙中用________的力就可以提起重物。 动 定 滑轮组 3 预学检验 3. 轮轴：由具有共同__________的大轮和小轮组成，通常把大轮叫________，小轮叫________。 4. 斜面：在高度一定时，斜面与水平面夹角越小，斜面就越________，也就越________力。 转动轴 轮 轴 长 省 预学检验 课堂任务1　滑轮组的绕线方式与特点 1. 省力情况分析 如图1所示，重力为G物的物体由________段绳子 通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重，若忽 略动滑轮重、绳重及摩擦，要拉起物体，绳自由 端处所需拉力为________。若动滑轮重力为G动， 要拉起物体，绳自由端处所需拉力为________。 2 课堂导学 2. 运动情况分析 重物与动滑轮相连的绳不可伸长，且动、定滑轮 间的所有绕线(图1中线段AB和CD)皆看作竖直状 态，因此，若重物被抬升高度为h，则动滑轮上 升高度为______，动、定滑轮的间距缩短的长度 为_______，绳AB段和CD段分别缩短_______，拉 力F拉移动的距离(即绳自由端E处伸长的长度)为______。 h h h 2h 课堂导学 3. 绕线情况分析 ①观察滑轮组的绕线，发现线的固定端既可以固定在________滑轮的下钩处，也可以固定在________滑轮的上钩处，因此，在滑轮数量一定的情况下，存在________种不同的绕线方式。 定 动 两 课堂导学 ②绕线时采用直线画法，从挂钩处开始，只画出滑轮间的连线即可，滑轮凹槽处的线并不画出，且画线时要做到不重漏，不能出现某个滑轮被绕两次或无绕线的情况，请尝试将下面各图的绕线补充完整。 课堂导学 如图所示： 课堂导学 课堂导学 例1 如图所示，物体的重力为2 N，测力计的示数为________N，由图可知，利用滑轮 组提升重物可以________。弹簧 测力计所做的功是__________J， 物体上升的时间是2 s，弹簧测力 计做功的功率是________W。 0.8 省力 0.24 0.12 课堂导学 变式1 用如图所示的滑轮组水平拉动物体，用笔画线代替绳子画出最省力的绳子绕法。 如图所示： 课堂导学 变式2 小明放学回家发现一辆汽车陷入了泥泞路面，不使用工具很难将汽车拉出，于是小明找来滑轮组成了如图所示的滑轮组，这样设计过后使用F＝1.2×103 N拉力恰好能拉动汽车。已知汽车的质量为3.5×103 kg，在拉力作用下汽车移动了1.5 m。不计滑轮和绳子的 重及摩擦，则汽车受到的阻力 为________N，拉力F端绳子移 动的距离为________m。 3.6×103 4.5 课堂导学 变式3 如图所示，绳子能承受的最大拉力大于500 N，重力为500 N的小明通过此滑轮组用200 N的拉力，在20 s内将重为450 N的物体匀速提升2 m，求：(不计绳重和摩擦) 课堂导学 (1)动滑轮重。 课堂导学 (2)绳子自由端移动的速度。 课堂导学 (3)在绳子承受的范围内，小明用此滑轮组提升物体的最大的重力。 课堂导学 课堂任务2　轮轴和斜面 1. 如图甲所示，利用轮轴提升重物，重物对小轮 拉力的力臂是________，人对大轮拉力的力 臂是________，因R>r，所以轮轴相当于一个 ________杠杆。请列举出一些生产和生活中利用轮轴的例子：________________________________________。 r R 省力 门锁转动把手、汽车方向盘、自行车脚蹬子 课堂导学 2. 如图乙所示，利用斜面提升重物所需推力________(填“大于”“小于”或“等于”)物体重力，斜面长度一定时，斜面倾角越小越________力，斜面倾角越大，所需推力越接近________力。请列举出一些生产和生活中利用斜面的例子：__________________________。 小于 省 重 盘山公路、螺丝钉 课堂导学 例2 轮轴是一种变形杠杆。下列实例不属于轮轴的是(　　) D 课堂导学 变式4 小珠沿盘山公路(如图甲所示)骑行，盘山公路相当于_______(填“斜面”或“轮轴”)，这是一种_______(填“省力”或 “费力”)的简单机械；图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，手柄____(填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。 斜面 省力 粗 课堂导学 G G G物 (G物＋G动) 技巧点拨 由上图我们可以发现一个规律，由n个滑轮组成的滑轮组，两种绕线方式中，与动滑轮相连的绳子的段数分别是n段和n＋1段，在忽略动滑轮重、绳重及摩擦时，省力情况分别是F拉＝ G物和F拉＝G物。 解：由图可知，承担物重的绳子段数为n＝3，不计绳重和摩擦，则由F＝可得，动滑轮重G动＝nF－G＝3×200 N－450 N＝150 N。 解：物体上升的速度v物＝＝＝0.1 m/s，绳子自由端移动的速度为v绳＝nv物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s。 解：在绳子承受的范围内，小明对绳子的最大拉力等于小明的重力，即F大＝G小明＝500 N，由F大＝可得，小明用此滑轮组提升物体的最大重力是G大＝nF大－G动＝3×500 N－150 N＝1 350 N。 $$第十二章　简单机械 第3节 滑轮 第1课时 定滑轮和动滑轮 新旧衔接 1. 如图1所示，在拉力F的作用下，物体匀速上升，此时物体处于受力________状态。 平衡 预学检验 2. 如图2所示，利用杠杆将重物提升至高处，在拉力F2的作用下，杠杆缓慢匀速转动，此时杠杆处于________(填“平衡”或“非平衡”)状态。若支点位于杠杆中点处，则F2______F1，拉力F2相较于直接拉升物体的拉力F而言，使用此杠杆只改变了拉力的________，未改变拉力的________。 平衡 ＝ 方向 大小 预学检验 预学新知 1. 定滑轮：______________________的滑轮，举例：______________________________。 2. 动滑轮：______________________的滑轮，举例：_________________________。 轴固定不动 旗杆顶部的定滑轮 轴可以随物体一起运动 电动起重机上的动滑轮 预学检验 3. 滑轮的特点：使用定滑轮不可以改变力的________，但可以改变力的________；使用动滑轮不可以改变力的________，但可以改变力的________。 大小 方向 方向 大小 预学检验 课堂任务1　滑轮的种类和结构特点 1. 定滑轮的结构特点：定滑轮可以 看作是一个支点在中间的杠杆， 如图甲所示，定滑轮的轮轴处相当于杠杆的支点，动力是________________，阻力是__________________，因此，动力臂和阻力臂刚好是滑轮______的长度。定滑轮相当于一个________杠杆，只能改变力的________，无法改变力的________。 人对绳的拉力 物体对绳的拉力 半径 等臂 方向 大小 课堂导学 2. 动滑轮的结构特点：动滑轮可以看作是一个支点在一端的杠杆，如图乙所示，动力臂的长度就是滑轮的________，阻力臂的长度是滑轮的________，动滑轮是一个动力臂为阻力臂______倍的 ________杠杆，但它不能改变拉 力的________。 直径 半径 2 省力 方向 课堂导学 课堂任务2　演示实验：研究定滑轮和动滑轮的特点 1.实验仪器：铁架台、弹簧测力计、滑轮、钩码、细线等。 课堂导学 2. 实验步骤 ①将弹簧测力计调零，测出钩码的重力。 ②将定滑轮悬挂在铁架台上，细线两端分别与钩码和弹簧测力计相连，记录钩码和测力计位置。竖直向下缓慢匀速拉动测力计一段距离，测出拉力的大小，记录钩码和测力计的位置并算出两者移动的距离。 课堂导学 ③将动滑轮、细线、钩码安装在铁架台上，记录钩码和测力计的位置。竖直向上缓慢匀速拉动测力计一段距离，测出拉力的大小。记录钩码和测力计的位置并算出两者移动的距离。 ④改变钩码数量，重复上述实验步骤。 课堂导学 3. 数据记录 次数 钩码 重力 G/N 定滑轮 钩码移动 距离s1/m 弹簧测力计(拉力) 移动距离h1/m 拉力F1/N 1 0.5 2 1 3 1.5 课堂导学 续表 次数 钩码 重力 G/N 动滑轮 钩码移动 距离s2/m 弹簧测力计(拉力) 移动距离h2/m 拉力F2/N 1 0.5 2 1 3 1.5 课堂导学 4. 实验结论 ①定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但可以改变______________。 ②动滑轮的特点：使用动滑轮________省力，但不能改变____________，而且费距离。 力的方向 可以 力的方向 课堂导学 5. 误差分析 ①在研究定滑轮特点时，按图乙操作，觉得读数 不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系 在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会_______ (填“大于”“小于”或“等于”)物体的重力，其原因是________________(不计绳重和摩擦)。 小于 测力计有重力 课堂导学 课堂导学 ②在使用动滑轮进行实验时，测得的实际拉力总是大于钩码重力的，请你分析误差产生的原因，并思考如何改进实验来减小该误差？ 解：由于动滑轮的自身重力和摩擦力的存在，导致测得的实际拉力总是大于钩码重力的。改进方案：可使用较小较轻的动滑轮进行实验或给滑轮加润滑油。 $$