9.2 滑轮（课件）--2024-2025学年北师大版物理八年级下册

nullnull第九章　机械和功 第二节　滑 轮 第1课时 定滑轮和动滑轮 学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练 北师大版-物理-八年级下册 学习目标 1.通过观察、使用滑轮，正确识别定滑轮和动滑轮。 2.通过动手实验，掌握定滑轮和动滑轮的特点及实质，并能根据需要选择合适的滑轮来解决实际问题。 【重点】掌握定滑轮和动滑轮的特点及实质。 【难点】根据需要选择合适的滑轮来解决实际问题。 新课导入 学校的升旗仪式是靠什么把红旗拉上去的？把建筑材料运到房上又是利用了什么机械呢？ 升旗仪式和往房上运输建材都使用了常见的一种机械——滑轮。 新知探究 知识点 滑轮的种类 一 【学生活动】用不同方式，分别将小红旗和钩码提升至一定高度。 小组讨论总结归纳定滑轮、动滑轮的定义。 滑轮是一种常用的简单机械，它通常由绳索或链条绕过具有转动轮的圆轮构成。 新知探究 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，使用时它的轴固定不动，这种滑轮叫作定滑轮。 新知探究 使用时，滑轮跟物体一起运动，这样的滑轮叫作动滑轮。 新知探究 如图是手摇升降晾衣架的结构示意图，使用它可以方便地升降衣架来晾晒衣物。该装置通过一些机械的组合来实现此功能。该装置有　　个定滑轮，有 个动滑轮。 练一练 2 2 新知探究 知识点 探究定滑轮的工作特点 二 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。 新知探究 实验表格 物重G/N 重物移动的方向 重物移动的距离h/m 拉力F/N 拉力的 方向 拉力作用点移动的距离s/m 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 新知探究 理论分析 转轴固定不动，相当于支点O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。 L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物 F1 = G物 定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力。 L2 L1 O F2 F1 定滑轮的本质 新知探究 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 练一练 D 新知探究 知识点 探究动滑轮的工作特点 三 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.拉力作用点移动的距离与重物移动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。 新知探究 实验表格 物重G/N 重物移动的方向 重物移动的距离h/m 拉力F/N 拉力 的方向 拉力作用点移动的距离s/m 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，但不能改变用力的方向，而且“费距离”。 实验结论 新知探究 动滑轮的本质 理论分析 ∵ G · R = 2R · F F = GR 2R = 1 2 G 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。如果忽略动滑轮和绳所受的重力及滑轮轴的摩擦，使用动滑轮能省一半力。 杠杆的支点在 O 点处 O A F L2 = R L1= 2R O G F G 支点是 A 点还是 O 点? 新知探究 如图所示，用5N的拉力F匀速竖直提升重为G的物体，使其上升了0.2m。若不计滑轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s，下列判断中正确的是（　　） A．G＝2.5N s＝0.1m B．G＝2.5N s＝0.4m C．G＝10N s＝0.1m D．G＝10N s＝0.4m F G 练一练 D 课堂小结 滑轮 使用时轴固定不动 实质：等臂杠杆 滑轮跟物体一起运动 省力但费距离，且不能改变力的方向 定滑轮 动滑轮 不省力也不费距离，但可以改变用力的方向 实质：省力杠杆 课堂训练 C 1．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮轴的摩擦力不计，则（　　） A．手的拉力：F甲＝F乙 B．手的拉力：F甲＜F乙 C．手的拉力：F甲＞F乙 D．无法确定 课堂训练 D 2.用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（ ） A． F1>F2>F3 　 B． F2>F3>F1 　 C． F2>F1>F3 　 D． F3>F1>F2 乙 F2 甲 F1 丙 F3 课堂训练 3．如图所示，在竖直方向大小为20N的拉力F作用下，重物A沿竖直方向，以0.2m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重、摩擦，物体A的重力及滑轮移动的速度是（　　） A．40N 0.4m/s B．10N 0.1m/s C．20N 0.1m/s D．10N 0.4m/s B F A 课堂训练 4. 如图所示的动滑轮提起200N的水桶，绳子B承受的拉力为 N，人拉绳子A的动力为 N（不计滑轮重）。 200 100 $$第九章　机械和功 第二节　滑 轮 第2课时 滑轮组 学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练 北师大版-物理-八年级下册 学习目标 1.知道滑轮组的使用及特点。 2.了解滑轮组的简单应用。 【重点】知道滑轮组的使用及特点。 【难点】了解滑轮组的简单应用。 新课导入 定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。 能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？ 新知探究 知识点 滑轮组 一 ＋ 定滑轮和动滑轮组合在一起使用，构成滑轮组。 还有别的绕线方法吗？ 或者 结论：使用滑轮组既可以省力，又可以改变用力的方向， 但是“费距离”。 新知探究 这两种绕线方法有什么不同？ 1.绳子的起点 2.拉力的方向 3.拉力的大小 4.移动的距离 讨 论 思考角度： F F 怎么判断与动滑轮相连的绳子段数n？ 讨 论 1 2 3 1 2 n=3 n=2 F F 方法：在滑轮组绳子中间画一条横线，横线以下有几根绳子是连接着动滑轮的，n就为几。 新知探究 ？ 利用两个定滑轮和两个动滑轮，可以怎样绕绳子呢？ 试一试 新知探究 F F 请将这两个滑轮组的绳子绕好 1 2 1 2 3 4 3 4 n=4 n=5 甲 乙 数一数这个两个滑轮组绳子的段数n分别是多少？ 5 新知探究 新知探究 知识点 探究滑轮组的工作特点 二 分别按照图甲、乙所示方式组装滑轮组，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，测出钩码受到的重力、钩码上升的高度、绳子自由端移动的距离，并记录在实验表格中。 新知探究 物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 与动滑轮相连的绳子段数n 拉力F/N 拉力方向 拉力移动距离s/m 0.5 向上 0.1 2 0.3 向下 0.2 1.5 向上 0.05 2 0.8 向下 0.1 0.5 向上 0.1 3 0.2 向上 0.3 1.5 向上 0.05 3 0.5 向上 0.15 新知探究 实验结论 1.拉力的方向： 2.拉力的大小： 3.拉力作用点移动的距离： 可以改变拉力的方向 绕线越多越省力 绕线越多越费距离 使用滑轮组既可以省力，又可以改变用力的方向，但不能既省力又省距离。 新知探究 对于用一根绳子组装的滑轮组而言，拉力F与动滑轮相连的绳子段数n有什么关系呢？(不计绳重，动滑轮重和摩擦) 拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子段数n有关。 动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体所用的力就等于物重的几分之一。 即：nF=G。 n=3 3F G 3F=G 新知探究 拉力作用点移动的距离s与物体移动的距离h之间有什么关系呢？ 物体升高h，相当于吊起动滑轮的每段绳子抽走了h，这些都只能从绳子自由端抽走，则绳子自由端在相等的时间内共需要抽走3h，即s=3h。 若动滑轮上承担物重的绳子段数为n，则有s=nh。 h 新知探究 结 论： （n为承担物重的绳子段数） F＝ （G物+G动） 1 n s＝nh 不计绳重和摩擦时，有 若考虑动滑轮的重力，不计绳重和摩擦，上面的关系式还成立吗？ 新知探究 1.若不计绳重和摩擦，每个滑轮重20N，则结果如何？ F=100N s=30m F=100N h=10m G=100N h=10m 练一练 F= s= 20m 60N F G G F G F G F G= h= 280N 10m G= s= 280N 30m s= 8m 物体以0.2m/s的速度匀速上升10s 新知探究 练一练 2.汽车重2×104N，陷入泥中，受到的阻力为3×103N。用如图所示装置，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？(不计绳重、滑轮重及摩擦) F 解：由图可知，有三段绳子连接动滑轮，故 F＝ 3 1 ×3×103N＝1×103N 知识点 滑轮组的应用 三 滑轮和滑轮组在起重机械中得到了广泛的应用，下图就是实际应用中的滑轮。 新知探究 汽车起重机中含有很多简单机械。如A、B组成滑轮组，吊臂是杠杆。C杆伸缩时，吊臂的长短发生变化。D杆伸缩时，吊臂的角度发生变化。装在E里的卷扬机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物。整个汽车起重机也可视为杠杆，若起吊货的质量过大，会发生侧翻事故。根据杠杆平衡条件，起吊货物的质量是有限的。操纵起重机时，要控制好吊臂的长度和角度，必要时还应在车身外侧增加支柱（图中的F），以防翻车，并避免轮胎受到过大的压力。 汽车起重机 新知探究 练一练 如图所示，如果用250N的力将重物吊起，应该怎样连接滑轮组？请在图中画出绕绳的方法。(不计动滑轮重及摩擦) 因为 ，4为偶数，绳子固定端应固定在定滑轮上，然后顺次缠绕。 新知探究 课堂小结 滑轮组 定滑轮和动滑轮组合在一起使用，构成滑轮组 绳子自由端的拉力 拉力作用点移动的距离 F＝ （G物+G动） 1 n s＝nh 滑轮组 滑轮组的应用 课堂训练 1.用下列装置将同一物体匀速提高h,不计滑轮重、绳重及摩擦，最省力的是（　　） A B C D D 课堂训练 2．小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则绳端移动距离是　 　m，施加在绳端的拉力F是　 　N，悬挂定滑轮处拉力F′是　 　N。 2 3 10 课堂训练 3. 如图所示，动滑轮重40N，工人至少要用多大的力才能把重500N的货物匀速拉起？ 解：工人用的力 解析：从题图中看出有2段绳子连在动滑轮上，因此拉力 课堂训练 4. 如图所示，货物重1000N，动滑轮重50N，至少要用多大的拉力才能提升重物？如果每段绳子只能承担400N的拉力，滑轮组最多能提起多重的货物？ 因为 ，所以最多提起的货物重力 G′物 = nF′-G轮 = 3×400N-50N = 1150N。 解：至少用的拉力 5. 如图所示，动滑轮重2N，所吊起的重物B重10N，物体A重80N。此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降，要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升，至少要对A施加一个多大的向左的水平外力？ 解：物体B 恰好以0.1m/s的速度匀速下降时，物体A所受的向左的摩擦力 物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升时，物体A所受的摩擦力方向向右，大小为4N，此时，拉力大小为F=f+F绳=4N+4N=8N。 课堂训练 $$nullnull