11.2 滑轮及其应用 学案 2024-2025学年沪科版物理八年级下学期

第二节 滑轮及其应用 学习目标 1.了解定滑轮、动滑轮的特点，知道滑轮在生产生活中的应用。 2.知道滑轮是一种理想模型；能将杠杆的使用特点迁移至滑轮。 3.动手探究定滑轮和动滑轮的实验，体验滑轮在使用过程中作用和特点，并通过对实验数据进行分析、处理，得出对应物理量之间的定量关系。 4.能体会人们对简单机械的使用的重要性，能了解机械的使用对社会发展的作用。 重点难点 重点：应用滑轮使用特点解决实际问题 难点：滑轮组绳子股数判断 导学过程 自主学习1 定滑轮及其特点 1.滑轮：是一个周边有槽、能绕轴转动的轮子。 2.滑轮分类 两种方法如图： 像A那样使用时轴 固定不动 ，只转动不移动的滑轮叫做定滑轮； 像B那样使用时轴 随物体一起移动 ，既转动又移动的滑轮叫做动滑轮。 合作探究1 1.定滑轮使用特点 （1）实验探究过程： ①组装如P265图11—19所示的装置。用弹簧测力计竖直向下拉动勾码缓慢匀速上升，读出弹簧测力计示数，用刻度尺测量物体上升高度和弹簧测力计移动距离，记入下表。 ②改变勾码个数重复上述操作。 ③改变弹簧测力计拉力方向重复上述操作。 次数 物重G/N 拉力F/N 拉力方向 重物升高高度h/cm 弹簧测力计移动距离s/cm 1 1 1.1 向下 10 10 2 2 2.1 向下 10 10 3 1 1.1 斜向下 10 10 4 1 1.1 水平向右 20 20 （2）实验结论： 使用定滑轮 不能 省力， 不能 省距离，但可以改变 力的方向 。 （3）实验反思： ①观察记录数据，发现两个力大小并不相等。可能原因是什么？ 答： 因为轮轴和滑轮之间存在摩擦 。 ②如果定滑轮使用过程中摩擦力可以忽略，那么拉力和物体的重力大小应该是什么关系呢？物体移动距离和力移动距离呢？ 答： F=G,s=h ； 4.定滑轮实质： 分析课本P265图11—20，讨论下列问题： 若把滑轮看成杠杆，则动力臂l1和阻力臂l2关系为：l1__=__(>、<、=)l2，根据杠杆平衡条件可知，F1_ =__F2。 结论:这根杠杆是__等臂__(省力、费力、等臂)杠杆。 5.对点训练： 如图所示，小亮同学正在探究“定滑轮的使用特点”实验： (1)实验时，他应该 匀速 （选填“匀速”或“变速”）拉动绳子，让物体匀速上升； (2)如图所示，保持钩码不变，小亮同学使用 弹簧测力计 分别测量不同方向的拉力大小，使用前要对它进行 调零 ； (3)测出的三次示数大小关系是F甲 = F乙 = F丙（选填“>”、“<”或“=”）。 自主学习2 动滑轮的使用特点 1. 阅读P266“做中学”部分，分小组讨论探究方案。 2.实验探究过程： ①组装如P266图11—21（a）所示的装置。用弹簧测力计竖直向上拉动，使勾码 缓慢匀速 上升，读出弹簧测力计示数，用 刻度尺 测量物体上升高度和弹簧测力计移动距离，记入下表。 ②改变勾码个数重复上述操作。 ③改变弹簧测力计拉力方向重复上述操作。 次数 物重G/N 拉力F/N 拉力方向 重物升高高度h/cm 弹簧测力计移动距离s/cm 1 1 0.7 向上 10 20 2 2 1.3 向上 10 20 3 1 0.9 斜向上 10 20 3.实验结论： 使用动滑轮 省力（F<G） ，但费距离（s=2h）， 不能 改变力的方向。 合作探究2 1.定滑轮实质： 分析课本P266图11—21（b），讨论下列问题： 若把此滑轮看成杠杆，则动力臂l1和阻力臂l2关系为：l1= 2 l2，根据杠杆平衡条件可知，F1= F2。结论:这根杠杆是__省力 _(省力、费力、等臂)杠杆。 2.实验反思： 从动滑轮的工作原理来看，使用动滑轮的拉力应该是物重的一半，但实验的结果似乎并非如此，你认为这可能是什么原因呢？ 答： ①忽略摩擦时，动滑轮本身也有重力，使用动滑轮提升重物，所用拉力是滑轮与物体总重的一半，即；②使用动滑轮省力一半只是一种理想状态 。 3.对点训练： （1）如图所示，不计摩擦和绳重，G为120N的重物在70N拉力F作用下匀速上升，动滑轮重为 20N ； （2）如图所示，若动滑轮自重10N，不计摩擦和绳重，重物G在55N拉力F作用下匀速上升，则重物G= 100 N，重物上升0.5m时，绳子自由端移动距离为 1m ，绳子自由端上升速度为8m/s，则重物上升速度为 4 m/s。 自主学习3 滑轮组的特点 1.滑轮组 （1）漫画中的人物遇到了问题，你能帮帮他吗？ （2）阅读课本P266“滑轮组”部分。 用动滑轮和定滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组，它既可 省力 又可改变力的方向 。 2.使用特点探究过程： （1）绕线组装如下图所示滑轮组。 （2）指导学生探究滑轮组的省力情况与费距离情况。 ( F ) ( F ) 绕线 方式 钩码重G/N 拉力F/N 物体上升高度h/cm 绳端（拉力作用点）移动距离s/cm 大小 方向 甲 2 1.2 向上 10 30 乙 2 1.6 向下 10 20 合作探究3 1.实验结论： 若承担重物的绳子的股数为n的滑轮组： ①在理想情况下（忽略动滑轮重和摩擦），滑轮组用几股绳子吊起物体，将物体提升所用的力就是物重的 几分之一 ，即 ； ②如果在半理想情况下（只忽略动摩擦），拉力F跟物重G的关系为： ； ③使用滑轮组提升物体时，物体上升的高度h和绳子自由端移动的距离s的关系是 s=nh 。 2.拓展探究：判断滑轮组绕线方法的技巧 我总结： 。 3.对点训练： 用如图所示的装置提升重为600N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是（　B　） A．两个滑轮均为动滑轮 B．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为300N C．若人将绳子匀速拉过2m，物体也上升2m D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向 自我评价 1．如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在一个物体上，分别用力F1、F2、F3拉物体匀速上升。下列关于力F1、F2、F3的大小关系说法正确的是（　D　） A．F1较大 B．F2较大 C．F3较大 D．三个力一样大 2.如图简单机械，不计绳重、机械自重和摩擦，提起相同重物所用的动力F最小的是（ D ） A． B． C． D． 3．如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　D　） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 4．如图所示，工人用200N的力F将重为300N的物体在5s内匀速提升2m，则此过程中（　D　） A．绳子自由端被拉下6m B．工人做的有用功为400J C．拉力做功的功率为240W D．工人做的总功为800J 5．如题图所示，物体M的重力为10N，忽略弹簧测力计、动滑轮和绳子的重力及轮与轴之间的摩擦力，弹簧测力计甲的示数为 10 N，弹簧测力计乙的示数为 5 N，弹簧测力计丙的示数为 5 N。 6．工人使用图-1所示的滑轮组提升一批重物，其中滑轮 A （选填“A”或“B”）可以起到省力的作用。已知滑轮A、B的重力均为60N，在提升一个重为600N的重物时，绳子自由端的移动距离与时间的关系图像如图-2所示，若不计绳重及摩擦，绳端的拉力是 220 N，拉力做功的功率是 220 W。 7．小明利用如图的装置提升物体达到省力的目的，请帮助他在图上画出最省力的绳子绕法。若物体的重量为300N，绳子自由端最小的拉力为 100 N（不计绳重、摩擦及动滑轮重量）。 答案： 8．用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人的体重为500N，人对绳的拉力为 200N，不计绳重和摩擦，求： （1）物体被提高2米时，绳子自由端移动的距离？ （2）动滑轮重力； （3）拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少？ 解：（1）物体被提高2米时，绳子自由端移动的距离： ； （2）不计绳重和摩擦，根据可得： ； （3）根据题意，人能施加的最大拉力为500N，则由可得，他用此滑轮组能提升的最大物重为： 。 答：（1）物体被提高2米时，绳子自由端移动的距离为4m； （2）动滑轮重力为50N； （3）拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是950N。 我的收获 学科网（北京）股份有限公司 $$