6.6 滑 轮（课件）-2024-2025学年度沪粤版物理八年级下册

第六章 力和机械 6.6 滑 轮 第1课时 定滑轮和动滑轮 请同学们翻到《主书》P23 　　1． 定滑轮(如图甲) 　　定义：轴 ⁠的滑轮叫做定滑轮．如旗杆顶端的滑轮． 　　特点：使用定滑轮不省力，但可以改变力的 ⁠． 　　实质：定滑轮实质是一个 (L1＝L2)杠杆．杠杆的支点是定滑 轮的轴(图中O点)． 固定不动 方向 等臂 　　2． 动滑轮(如图乙) 　　定义：轴 ⁠的滑轮叫做动滑轮． 　　特点：使用动滑轮可以 ，但不改变力的 ⁠． 　　实质：动滑轮实质上是一个 (L1＝2L2)的杠 杆．杠杆的支点是图中的O点． 与重物一起移动 省力 方向 动力臂是阻力臂两倍 　　 探究两类滑轮的作用 　　例1 如图所示的装置中，利用了动滑轮的是（　D　） D 　　例2 在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做 了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图丙进行，并将测得的 数据记录在表格中． 实验 序号 钩码重G/N 钩码上升的 高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移 动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 0.7 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0 　　(1)分析第1、2次的数据，可以得出结论：使用定滑轮 (选填 “能”或“不能”)省距离；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着 水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 (选填“变大”“不变”或 “变小”)． 不能 不变 实验 序号 钩码重G/N 钩码上升的 高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移 动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 0.7 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0 　　(2)用图丙进行实验时，最好 ⁠匀速拉动绳子自由端；分 析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要 是因为 ⁠． 竖直向上 动滑轮自身受到重力 实验 序号 钩码重G/N 钩码上升的 高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移 动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 0.7 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0 　　(3)通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 ⁠ ⁠，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考 虑动滑轮和绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提 升重物重力的 ⁠． 省 力 一半 　　知识点拨►(1)定滑轮是一个等臂杠杆，即L1＝L2，由F1L1＝F2L2可得 F1＝F2，在使用定滑轮提升重物G时，若不计摩擦和绳重，则F＝G，s绳 ＝s物；(2)动滑轮是一个省力杠杆，即L1＝2L2，由F1L1＝F2L2可得F1＝ F2，在使用定滑轮提升重物G时，若不计摩擦和绳重，则F＝(G＋G 动)，s绳＝2s物． 　　►拓展训练 　　1． 如图，用同一个滑轮按甲、乙两种方式提起同一个物体(G轮＜G 物)，不计绳重和摩擦，以下说法中正确的是（　A　） A． 图甲中的滑轮相当于一个等臂杠杆 B． 图乙中滑轮的特点是可以改变力的方向 C． 图甲中的滑轮比图乙中的滑轮省力 D． 图乙中的滑轮相当于一个等臂杠杆 A 　　 定滑轮和动滑轮的应用 　　例3 一题多设问如图所示，用甲、乙、丙三种方式分别匀速提升物 体，已知滑轮重20 N，物体重100 N，绳子自由端移动的距离分别为s甲、s 乙、s丙，不计绳重和摩擦．则： 　　(1)若滑轮重不计，物体匀速上升5 m： 　　①F甲＝ N，s甲＝ m； 　　②F乙＝ N，s乙＝ m； 　　③F丙＝ N，s丙＝ m． 50 10 100 5 200 2.5 　　(2)若考虑滑轮重，则F甲＝ N，F乙＝ N，F丙 ＝ N． 　　(3)在图甲、丙中，若滑轮上升5 m，则s甲＝ m，s丙 ＝ m． 60 100 220 10 5 　　►拓展训练 　　2． (2024·牡丹江改编)如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10 s 内匀速上升4 m，物体的重力为10 N，动滑轮的重力为2 N，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． 动滑轮移动的距离为8 m C． 拉力的大小为5 N D． 绳子自由端移动的距离为8 m D 　　1． 如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，关于该滑轮下列说法正确 的是（　C　） A． 它是一个动滑轮 B． 它可以上下移动 C． 它可以改变力的方向 D． 用它可以省力 C 　　2． 小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，所用装置如图 所示．下列说法错误的是（　D　） A． 实验前，需将弹簧测力计在竖直方向调零 B． 实验过程中，要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计 C． 探究动滑轮特点时，弹簧测力计的实际示数要大于物重的 D． 探究定滑轮特点时，把测力计倒过来，如图丙，弹簧测力计的示数会变大 D 　　3． (2024·盐城)下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　A　） A 　　4． 如图所示，一位体重为600 N的学生，利用定滑轮提起重力为200 N的物体，定滑轮本质上是 (选填“等臂”“省力”或“费力”)杠杆， 该学生利用此装置最大能提起重力为 N的物体．他向右行走时， 物体匀速上升，绳子拉力F将 (选填“变大”“变小”或“不变”)．(绳 子不断裂，不计绳重和滑轮摩擦) 等臂 600 不变 　　5． 如图所示，某工人将重150 N的物块在10 s内竖直向上匀速拉起4 m，A装置是 ⁠滑轮；滑轮、绳的重力及摩擦不计，工人拉绳端的力 为 N，拉力移动的距离为 m． 动 75 8 第六章 力和机械 6.6 滑 轮 第2课时 滑轮组和轮轴 请同学们翻到《主书》P25 　　1． 滑轮组(如右图) 　　定义：把 和 ⁠组合在一起，就构成了滑轮组． 　　特点：既省力又能 ⁠力的方向． 　　力的关系：使用滑轮组吊重物时，若动滑轮自重、绳重和摩擦不 计，动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的 ．即 ⁠ ⁠． 定滑轮 动滑轮 改变 几分之一 F ＝G物 　　2． 轮轴(如右图) 　　定义：由轮和轴组成的能绕 ⁠转动 的简单机械就是轮轴． 　　特点：轮轴可以看成 ⁠杠杆．若动力作用在轮上，阻力作 用在轴上，就 ⁠力，如汽车方向盘、井上的辘轳和水龙头等；反 之，若动力作用在轴上，阻力作用在轮上，就 ⁠力，如汽车前窗上 的雨刮器、自行车通过链条带动车轮转动等． 共同轴心 不等臂 省 费 　　 滑轮组 　　例1 图甲和乙都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，但是 它们有不同点．请回答： 　　(1) 滑轮组能改变动力的方向，而 ⁠滑轮组不改变动力的 方向． 　　(2)甲滑轮组有 段绳子承担物重，而乙滑轮组有 ⁠段绳子承 担物重， ⁠滑轮组更省力些． 　　(3)如果都使物体上升12 cm高度，那么甲滑轮组的绳端必须向下移 动 cm，乙滑轮组的绳端必须向上移动 cm． 甲 乙 2 3 乙 24 36 　　(4)若不计摩擦和动滑轮重，G＝300 N，则图甲中的拉力F甲 ＝ N，图乙中的拉力F乙＝ N；若不计摩擦，动滑轮重是 30 N，G＝300 N，则F甲＝ N，F乙＝ N． 150 100 165 110 　　知识点拨►(1)用“切割法”判断承担物重的绳子段数n：在动滑轮与定 滑轮之间画一条虚线，观察绕在动滑轮上的绳子段数．(2)滑轮组竖直放 置时，相关物理量的计算如下：(n表示承担物重的绳子的段数) 　　动力F＝(G物＋G动)(不计绳重及摩擦)，F＝G物(不计绳和动滑轮重 及摩擦)； 　　绳子自由端移动的距离s＝nh(h是指物体上升的高度)；绳子自由端移 动的速度v绳＝nv物． 　　►拓展训练 　　1． 如图所示，在一水平地面上，木箱重400 N，受到的摩擦力为200 N，用力F拉动木箱使它在5 s内匀速直线运动了3 m(不计滑轮重及绳与滑 轮间的摩擦)，下列说法正确的是（　C　） C A． 拉力F的大小为200 N B． 滑轮A移动了6 m C． 绳自由端移动了6 m D． A是定滑轮，B是动滑轮 　　 滑轮组作图 　　例2 按图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法．图中G表 示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力． 　　知识点拨►滑轮组的组装(n为承担物重的绳子段数)：(1)用n＝ 或 n＝来先确定绳子的段数．(2)滑轮组绕线：n为奇数时，绳子的固 定端在动滑轮上；n为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上(简记为“奇 动偶定”)．(3)在画滑轮组的绕线时，绳子的线条要画直且与滑轮的衔 接要平滑． 　　 轮轴 斜面(拓展) 　　例3 (2023·广东节选)明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产 汲水装置——辘轳，沿用至今．如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴 的大轮和小轮组成．提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井 绳，提起水桶． 　　(1)如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 ⁠ (选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的．用辘轳提水的某时刻示意图如 图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 ⁠点． 省 力 B 　　(2)设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90 N，若要 使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N． (不计 井绳的粗细和自重) 　　(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力， 开关应选用 (选填“①”或“②”)． 30 ① 　　►拓展训练 　　2． 如图甲所示是某风景区盘山公路，盘山公路相当于简单机械中 的 ，利用它可以省 (选填“力”或“距离”)，图乙和图丙为 生活中常见的两种钉子，其中与盘山公路的力学原理相同的是 (选 填“乙”或“丙”)钉．图乙中螺丝钉，螺纹 (选填“密”或“稀”)一些拧 起来更省力，原因是 ⁠ ⁠． 斜面 力 乙 密 螺纹属于斜面，螺纹越密，即越费距离，就会越 省力 　　1． 轮轴是一种变形杠杆．下列实例不属于轮轴的是（　D　） D 　　2． 战国时期的《荀子·有坐》中有记载：“三尺之岸而虚车不能登 也，百仞之山任负车登焉，何则？陵迟故也”．人们不能把空车举上三尺 高的垂直堤岸，却能把满载的车推上百丈高山．这是因为登山路属于简 单机械中的 ⁠，为了更加省力，应把登山路的坡度修得 更 (选填“大”或“小”)一些． 斜面 小 　　3． 如图，请画出滑轮组的绕法，使其既可以省力又可以改变力 的方向． 　　4． 某人用如图所示的滑轮组匀速提升500 N的重物，所用的拉力F为 300 N，绳子自由端被拉下4 m，在此过程中，不计摩擦和绳重．求： 　　(1)物体被提升的高度； 　　解：由图知，承担重物绳子的段数n＝2，由s＝nh可得，物体被提升 的高度 　　h＝＝＝2 m 　　(2)滑轮组中动滑轮的重力； 　　解：不计摩擦和绳重，由F＝可得，滑轮组中动滑轮的重力 　　G动＝nF－G＝2×300 N－500 N＝100 N 　　(3)若物重再增加240 N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的 拉力． 　　解：若用此滑轮组匀速提升的物重再增加240 N，绳端拉力 　　F′＝＝＝420 N． 　　答：(1)物体被提升的高度为2 m； 　　(2)滑轮组中动滑轮的重力为100 N； 　　(3)若物重再增加240 N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力 应为420 N． $$