6.6滑轮课件 2024-2025学年沪粤版物理八年级下册

6.6 滑轮 第六章 力和机械 定滑轮和动滑轮 探究两类滑轮的作用 滑轮组 轮轴 学习目标 知识点 定滑轮和动滑轮 知1－讲 1 1. 滑轮 滑轮是一个周边有槽并可以绕轴转动的轮子。(如图1 所示) 感悟新知 知1－讲 2. 滑轮的种类 使用滑轮工作时，根据滑轮的轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。定滑轮的轴固定不动，而动滑轮的轴与重物一起移动。(如图2 所示) 感悟新知 知1－讲 知识链接 (1)安装滑轮时，绳子要放在槽内，以免绳子脱落或使摩擦力变大。 (2)使用滑轮时，要保证滑轮的轮与轴间有良好的润滑。 感悟新知 知1－练 例 1 如图3，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) B、C、E、F A、D 感悟新知 知1－练 解题秘方：根据转动轴是否随物体一起运动来判断。 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运动，故A、D 是动滑轮。 感悟新知 知1－练 1. 以下滑轮中，动滑轮与定滑轮的个数相比_______(填“ 定滑轮”“动滑轮”或“一样”)多。 定滑轮 感悟新知 知2－讲 知识点 探究两类滑轮的作用 2 1. 实验探究 分类 定滑轮 动滑轮 实验装置 感悟新知 知2－讲 分类 定滑轮 动滑轮 设计实验与 制订方案 (1)按如图所示方式组装定滑轮； (2)在它的左侧挂钩码，右侧竖直向下匀速拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的大小关系； (3)改变弹簧测力计拉力的方向，进行观察和比较； (4)改变钩码的个数，重做上述实验 (1)按如图所示方式组装动滑轮； (2)竖直向上匀速拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的大小关系； (3)改变钩码的个数，重做上述实验 感悟新知 知2－讲 获取与处理 信息 定 滑 轮 动 滑 轮 次数 G/N h/m F/N s/m 拉力方向 1 1 0.2 1 0.2 竖直向下 2 1 0.2 1 0.2 水平向右 3 2 0.2 2.1 0.2 竖直向下 次数 G/N h/m F/N s/m 1 1 0.2 0.6 0.4 2 2 0.2 1.1 0.4 3 3 0.2 1.6 0.4 感悟新知 知2－讲 分析与论证 使用定滑轮不省力、不省距离，但可以改变施力的方向 使用动滑轮省力，费一倍的距离，不能改变施力的方向 感悟新知 知2－讲 总结归纳：(1)使用定滑轮提升物体时：F=G，s=h。 (2)使用动滑轮提升物体时：F= G(不考虑动滑轮重及摩擦)，F=(G+G动)(考虑动滑轮重，不考虑摩擦)，s=2h。 感悟新知 知2－讲 2. 滑轮的本质 分类 定滑轮 动滑轮 简化过程 感悟新知 知2－讲 分类 定滑轮 动滑轮 等效为杠杆的示意图 感悟新知 知2－讲 总结归纳：(1)定滑轮实质上是一个等臂杠杆。(2)动滑轮实质上是一个L1=2L2的省力杠杆。 感悟新知 知2－讲 关联思考由对动滑轮实质的分析，可知使用动滑轮应该省一半力，但实际上所用力会比一半力稍大，这是为什么？ 关联结果 使用动滑轮提升物体时，除了要提升物体外，还要提升动滑轮，且还要克服绳重、绳与滑轮间的摩擦等，因而实际拉力比理想情况的一半力要大一些。 感悟新知 知2－讲 知识图解 定滑轮中，物体与绳子连接，使用时，物体上升的高度h 与绳子末端通过的距离s相等，如图4 所示。 动滑轮中，物体与动滑轮轴心连接，使用时，物体上升的高度h与动滑轮上升高度相同，是绳子末端通过的距离s 的一半，即s=2h，如图5 所示。 感悟新知 知2－讲 规律总结 定滑轮既不省力，也不省距离；动滑轮省力，但费距离。滑轮是变形的杠杆，既省力又省距离的杠杆是不存在的，所以既省力又省距离的滑轮也是不存在的。 感悟新知 知2－练 [科学思维科学分析]期末·北京在动滑轮使用特点的实验中，晓松探究了绳子自由端拉力F与物重G的静态关系(不计绳重，物体始终处于静止状态)，测得6组数据。 例 2 G/N 1 2 3 4 5 6 F/N 0.8 1.3 1.8 2.3 2.8 3.3 感悟新知 知2－练 (1)分析数据可以得到拉力F 与物重G 的关系式：F= ____________。 ×(G+0.6 N) 感悟新知 知2－练 解题秘方：利用F=(G+G动)求出动滑轮重力，代入原表达式中，进而得出F与G的关系式。 解析：设动滑轮的重力为G动，不计绳重，物体静止， 所以不计摩擦，拉力F=(G+G动)，由表中第1 组数据可得： 0.8 N=×(1 N+G动)，解得G动=0 .6 N，则拉力F 与物重G 的关系式是F=×(G+0.6 N)。 感悟新知 知2－练 (2)当物体重力为6 N 时，晓松匀速提升时发现自由端的拉力变为3.5 N，请你帮他分析一下拉力变大的原因：_____________________________。 绳与滑轮、轮与轴之间存在摩擦 感悟新知 知2－练 解题秘方：使用滑轮拉动物体后，绳与滑轮、轮与轴间的摩擦会使所需拉力增大。 解析：当物重为6 N 时，由表格数据知物体静止不动时拉力F=3.3 N，当匀速提升时，由于绳与滑轮、轮与轴之间存在摩擦，所以自由端的拉力变大，变为3.5 N。 感悟新知 知2－练 2. [中考·内江] 如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一 端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为( ) A. F1 ＞ F2 B. F3 ＞ F4 C. F1 ＜ F4 D. F1=F2=F3=F4 D 感悟新知 知3－讲 知识点 滑轮组 3 1. 滑轮组 两个或多个滑轮的组合简称滑轮组。如图6 所示均为滑轮组。 感悟新知 知3－讲 2. 实验探究 使用滑轮组时拉力与物重的关系。 滑轮 组的 几个 概念 s：绳子自由端移动的距离 h：重物被提升的高度n：承重的绳子段数 感悟新知 知3－讲 用两个相同的滑轮组成如图7 所示的滑轮组，并测出不同情况下的拉力F 和钩码的重力G。 感悟新知 知3－讲 数据记录表 实验 序号 钩码的重G/N 弹簧测力计的示数F/N 吊起动滑轮的绳子段数/n 钩码被提升高度h/cm 绳子自由端移动距离s/cm 1 10 6 2 10 20 2 10 6 2 10 20 3 10 4 3 10 30 感悟新知 知3－讲 归纳总结：滑轮组的特点： (1)不计动滑轮自重、绳重和摩擦时，动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即F=；若考虑动滑轮自重，则F=。 (2)滑轮组由几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体上升距离的几倍，即s=nh。 感悟新知 知3－讲 关联思考关于滑轮组的组装，有何规律可以遵循？ 关联结果 n 为偶数，绳端始于定滑轮；n 为奇数，绳端始于动滑轮，即“奇动偶定”。 n 为动滑轮个数的2 倍或动滑轮个数的2倍加1。 感悟新知 知3－练 例 3 用如图10 所示的三个装置先后提升同一个物体G，若不考虑滑轮的自重、绳重和摩擦，作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3 的大小关系是( ) A.F1 最小 B.F2 最小 C.F3 最小 D. 一样大 感悟新知 知3－练 解题秘方：本题考查定滑轮和滑轮组的省力特点，确定承担物重的绳子段数是关键。 解析：不计滑轮自重、绳重和摩擦，图甲中使用定滑轮提 升物体，不省力，也不省距离，所以F1=G；图乙中与动滑轮相连的绳子有2 段，故F2=；图丙中与动滑轮相连的绳子有3 段，故F3=。 答案：C 感悟新知 知3－练 规律总结：使用滑轮或滑轮组时，不计滑轮重、绳重和摩擦，有几段绳子承担物体的重力，拉力就是物体重力的几分之一。 感悟新知 知3－练 3. 家用的手摇晾衣架如图所示，假设衣服和晾衣架的总重为100 N(不计动滑轮重、绳重及摩擦)，以下说法正确的是( ) A. 静止时，绳子自由端的拉力是50 N B. 绕在动滑轮上的绳子段数是5 段 C. 如果晾衣架上升1 m，则绳子自由端移动4 m D. 此滑轮组能省力，但不能改变力的方向 C 感悟新知 知4－讲 知识点 轮轴 4 1. 定义 由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械，如图11 甲所示，通常把 大轮叫轮，小轮叫轴。 2. 实质 轮轴可以看成一个可连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上，如图乙所示，设轮半径为R，轴半径为r。 感悟新知 知4－讲 3. 公式 F1R=F2r 或=，即轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是作用在轴上的力的几分之一。 4. 特点 当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，由于R>r，则F1<F2，此时轮轴能够省力，也可改变力的方向，但会费距离(如方向盘)。当动力作用在轴上，阻力作用在轮上时，由于r<R，则F1>F2，此时轮轴会费力，也可改变力的方向，但会省距离(如皮卷尺)。 感悟新知 知4－讲 规律总结 ●杠杆、滑轮和轮轴都属于简单机械。 ●凡是省力的机械都会费距离。既省力又省距离的机械是不存在的。 感悟新知 知4－讲 误区警示 不要误认为使用轮轴一定会省力，要看动力是作用在轮上还是作用在轴上。 感悟新知 知4－练 [立德树人 家国情怀]如图12 甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘轳，图乙是它提水时的示意图，为方便提 水，应按照_____(填“省 力”或“费力”)杠杆来 设计，支点是_____(填 “A”“B”或“C”)点； 例 4 省力 B 感悟新知 知4－练 图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理，开关选用_____(填“①”或“②”)效果更好。 ① 感悟新知 知4－练 解题秘方：辘轳的实质是轮轴，根据轮轴的作用分 析。水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以更省力。 解析：辘轳的实质是轮轴，动力作用在大轮上，可以省力； 支点是轮轴绕着转动的固定点，即B 点。水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以减小动力，故选择图丙中的①可以更省力。 感悟新知 知4－练 4. 如图甲所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB ＞ BC。其使用方法如图乙、丙所示， 该工具属于______(填简单机械名称)， 使用时可以______。图乙与图丙两种使用方法相比，图______可以更轻松地拧动螺丝。 轮轴 省力 乙 感悟新知 滑轮 滑轮 定滑轮 动滑轮 滑轮组 改变力的方向 省力 课堂小结 44 $$