第二节 滑轮（教学课件）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级下册

第九章 简单机械 第2节 滑轮 八年级下册鲁科版五四学制2024 （本课件包含PPT32张；图片：37张，动图视频11个；教学视频：3个） 教学 目标 新课 导入 3.滑轮组 1.定滑轮 课堂小结与 练习 2.动滑轮 目录 能识别定滑轮和动滑轮，了解定滑轮和动滑轮和滑轮组的特点。 经历探究定滑轮和动滑轮工作特点的过程，进一步掌握用观察和对比来研究问题的方法。 经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法。 对实际中的滑轮的工作具有好奇心，关心生活、生产中有关滑轮的实际应用。具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 教学目标 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 看一看 想一想 给有时我们会看到工人站在地面上，利用滑轮将重物提升到楼上。这样使用滑轮有什么好处？会省力吗？ 新课导入 本节课我们将一起解决这个问题。 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 看一看 想一想 给除了杠杆之外，滑轮（pulley）也是一种常用的简单机械，它的主要部分是一个能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。《墨子》中就有关于滑轮的记载？ 新课导入 特点：边缘有凹槽，能绕轴转动。 新课学习 1. 定滑轮与动滑轮概念： 看一看 想一想： 在升旗仪式或奥运会赛场上， 旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮， 它 的 轴 固定不动，这种滑轮叫作定滑轮。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 1. 定滑轮与动滑轮概念： 看一看 想一想： 电动起重机中有一种滑轮，它的轴可以随被吊物体一起运动，当电动机转动并收绳子时，物体和滑轮就被提起，这种滑轮叫作动滑轮。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 1. 定滑轮与动滑轮概念： （1）概念： 定滑轮：工作时，轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮。 动滑轮：工作时，如果滑轮的轴能随物体一起运动，这种滑轮叫做动滑轮。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 1. 定滑轮与动滑轮概念： （2）生活中的定滑轮和动滑轮： 在生产生活中，你还发现了哪些定滑轮与动滑轮的使用实例？说说使用这些滑轮能给我们带来哪些好处。 升国旗：在旗杆顶部安装定滑轮；起重机：会利用定滑轮来改变钢丝绳的拉力方向。晾衣架：手摇式晾衣架，在其顶部安装了定滑轮。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 1. 定滑轮与动滑轮概念： （2）生活中的定滑轮和动滑轮： 在生产生活中，你还发现了哪些定滑轮与动滑轮的使用实例？说说使用这些滑轮能给我们带来哪些好处。 吊运建筑材料：将动滑轮与建筑材料连接在一起，通过拉动绳子，可以用较小的力将材料提升到所需的高度。电动葫芦：它常常利用动滑轮原理来提升重物；部分钓鱼竿采用了滑轮组的设计，其中包含动滑轮。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 2. 实验探究：定滑轮与动滑轮的特点 （1）实验器材： 滑轮，钩码若干、细绳、弹簧测力计、支架。 （2）实验装置图： 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 2. 实验探究：定滑轮与动滑轮的特点 （3）实验步骤： ①如图 所示，分别安装定滑轮和动滑轮。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 2. 实验探究：定滑轮与动滑轮的特点 （3）实验步骤： ②以两个 50 g 的钩码做重物，将 其 匀 速 提 升 20 cm， 分别测出用弹簧测力计直接提起钩码、用定滑轮和动滑轮分别提起钩码时，所用的拉力的大小及拉力通过的距离，并观察拉力的方向。 ③改变钩码个数和弹簧测力计拉力的方向，重复上述操作。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 2. 实验探究：定滑轮与动滑轮的特点 （4）实验表格： 一 定滑轮与动滑轮 类型 物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力 方向 拉力移动距离S/m 定滑轮 动滑轮 新课学习 2. 实验探究：定滑轮与动滑轮的特点 （5）实验结论： 大量实验表明： 使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但费距离，而且不能改变力的方向。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 3. 定滑轮与动滑轮的实质： （1）定滑轮的实质： 定滑轮相当于一个等臂杠杆，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。 因为：F1 l1 = F2 l2，并且l1 =  l2，所以：F1  = F2 ，即：F1  = G。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 3. 定滑轮与动滑轮的实质： （2）动滑轮的实质： 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆，轮子和绳子固定端的接触点相当于支点 O ，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。 因为：F1 l1 = F2 l2，并且l1 =  2l2，所以：F1  = 1/2F2 ，即：F1  =1/2 G。 一 定滑轮与动滑轮 新课学习 1. 滑轮组的概念： 如果既需要改变力的方向，又需要省力，单独使用定滑轮或动滑轮都无法满足我们的需要。在实际应用中，人们常将定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。 （1）概念： 定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置叫做滑轮组。 （2）特点： 利用滑轮组可以改变力的方向，也可以改变力的大小。 二 滑轮组 新课学习 2. 滑轮组的省力情况： 用滑轮组提起重物时，若忽略滑轮重、绳重和摩擦，则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力，提起物体所用的力就是物体重力大小的几分之一。 F甲= G物 F乙= G物 二 滑轮组 新课学习 3. 滑轮组的绕线方法： 绳子先系在定滑轮（或动滑轮）的固定挂钩上，然后绕过动滑轮（或定滑轮），再绕过定滑轮（或动滑轮）； 绕绳方式要遵循偶定奇动的方法，若绳子段数n为偶数，绳子固定端在定滑轮上，若绳子段数n为奇数，绳子固定端在动滑轮上。 二 滑轮组 新课学习 4. 生活中的滑轮组： 电气化铁路上的接触网补偿装置涉及滑轮组，其作用是当温度变化时，绳索长度会发生变化，在重物的作用下借助滑轮组，自动调整绳索的松弛度。 二 滑轮组 新课学习 1. 轮轴： 轻轻转动门把手，就可以把门打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽车转弯。门把手、方向盘等属于另一类简单机械——轮轴。 三 轮轴 新课学习 2. 工作原理： 辘轳是典型的轮轴，所有的轮轴都可以看作杠杆。 如图所示，由杠杆的平衡条件可知，F1R =F2r，因为轮半径 R 大于轴半径 r，所以作用在轮上的力 F1 总是小于作用在轴上的力 F2。因此，使用辘轳提水可以省力。 三 轮轴 新课学习 3. 生活中的轮轴： 三 轮轴 ①定义：工作时，轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮. ②特点：定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向. ③实质：等臂杠杆. ④应用：旗杆顶部有一个定滑轮. ①定义：滑轮的轴能随物体一起运动，这种滑轮叫做动滑轮. ②特点：动滑轮可以省力，但不改变力的方向，且费距离. ③实质：动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆. ④应用：电动起重机吊钩上有一个动滑轮. ①定义：定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置叫做滑轮组. ②特点：既可以省力，又可以改变力的方向. ③计算公式：F=1/nG总；S=nh. 滑轮 定滑轮 滑轮组 动滑轮 课堂小结 25 课堂练习 【例题1】1．一辆汽车不小心陷进入泥潭中，按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮均可将汽车从泥潭中拉出。两种方法中，更省力的是方法 （选填“甲”或“乙”）；若按甲方式拉车，则图中的滑轮是 滑轮，其作用是 。 【解析】[1]甲是定滑轮，不省力可以改变力的方向，乙是动滑轮，可以省一半的力，更省力的是乙图。 [2][3]在甲方法中，滑轮是固定不动的，即滑轮与大树相连，这种滑轮我们称之为定滑轮。定滑轮的主要作用是改变力的方向，不省力也不费力。也就是说，使用定滑轮时，拉力的大小与物体受到的阻力相等，但拉力的方向可以与物体的运动方向不同。故其作用是改变力的方向。 课堂练习 【例题2】骑自行车是一种有氧运动。骑自行车上坡时往往要走S形路线，如图所示。原因是上坡时，不管路线如何，爬上坡顶，升高的高度 （选填“相同”或“不同”），但走的S形路线越长相当于斜面越长，斜面越长则越 （选填“省力”或“费力”）。 【解析】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 课堂练习 【例题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（　　） 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 【解析】A．使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误； B．物体在10s内匀速上升4m，物体运动的速度为 故B错误； C．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2 物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，故拉力的大小为 故C错误； D．绳子自由端移动的距离为 故D正确。 课堂练习 【例题4】实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　） A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮B．小科使用该装置可以省功 C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力 D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小 【解析A．从使用的情况来看，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，因此两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组，故A错误； B．使用简单机械可以省力，也可以省距离，但不能省功，故B错误； C．由图可知小曙那端木棍有6段绳子相连，因此小曙受到的拉力为6F，小光那端木棍有7段绳子相连，因此小光受到的拉力为7F，故C错误； D．滑轮组有几段绳子，绳端的拉力就是作用在棍上拉力的几分之一，滑轮组上绳子的段数越多越省力，所以想让小科所用的拉力变小，可以将绳子在木棍上多绕几圈，故D正确。 课堂练习 【例题5】为了赶在雨季之前给住在山区的奶奶的房屋做一次维修，爸爸专门请了一个小型施工队。这个施工队利用3个相同的滑轮组成滑轮组将材料运送到高处，滑轮组的结构如下图所示。已知每个滑轮重50N，绳子能够承受的最大拉力是500N，忽略绳重和摩擦。用此滑轮组提升材料，下列说法错误的是（　　） A．滑轮a是定滑轮，可以改变力的方向，但不省力 B．滑轮b是动滑轮，使用时可以省力 C．工人每次将材料匀速提起，需要施加大小等于材料和动滑轮总重力的一半的力 D．工人以0.2m/s的速度拉绳子时，材料上升的速度为0.4m/s. 【解析】A．在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。滑轮a是定滑轮，可改变力的方向，但不省力，故A正确，不符合题意； B．轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。滑轮b是动滑轮，使用时省力，但费距离，故B正确，不符合题意； C．由于滑轮组中有一个动滑轮b，承担物重的绳子股数为2，在忽略绳重和摩擦时，每次将材料提起，需要施加材料和动滑轮总重的一半的力，故C正确，不符合题意； D．动滑轮b上有两股绳，工人以0.2m/s的速度拉绳子时，材料上升的速度应该是 故D错误，符合题意。 课堂练习 【例题6】如图，要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，要用最小的力气，画出绕绳方法。 【解析】使用滑轮组时，与动滑轮连接的绳子的股数越多越省力。由图得，用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，要用最小的力气，则绳子应从动滑轮的挂钩连起，绕绳时，绳子不交叉，每个滑轮绕一圈。如图所示。 ENDING! Thank you for watching! 谢谢观看 $$