第十二章第3节《滑轮》2024-2025学年人教版物理八年级下册

第3节 滑轮 学习目标 识别定滑轮和动滑轮，认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。 经历分析定滑轮、动滑轮、滑轮组工作特点的过程，进一步掌握运用观察、对比研究问题的方法。 会安装滑轮组，并能根据安装情况研究施加的拉力大小和物重的关系。 了解滑轮在生活生产中的应用，认识滑轮的使用对社会发展的作用，并具有利用简单机械改善工作条件的意识。 01 02 03 04 将重物甲沿竖直方向移动h, 你会怎么做？ 需要多大的力呢？ 能否使用杠杆，如何设计？ F 分析杠杆中的特点回答以下问题？ 需要多大的力呢？能省力吗？ 力的方向如何？能改变力的方向吗？ 竖直方向移动距离与h的关系？ 能省距离吗？ 能设计出省力的方案吗？ 4 分析杠杆中的特点回答以下问题？ 需要多大的力呢？能省力吗？ 力的方向如何？能改变力的方向吗？ 竖直方向移动距离与h的关系？ 能省距离吗？ 5 F 真的能实现把物体竖直方向移动h吗？ 不能连续，如何改进？ F 6 F——拉力(动力) G——所挂重物重力的大小(阻力) h——重物移动的距离(阻力移动的距离) S——绳子自由端移动的距离(动力移动的距离) 1、定滑轮： (1)在工作的时候，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 G F h s 一、定滑轮和动滑轮 （2)定滑轮的本质 由F1L1=F2L2 因为L1=L2 所以F1=F2 定滑轮相当于一个等臂杠杆， ①不省力也不费力。②也不省距离. F 9 在用动滑轮提升重物的过程中： G——所挂重物重力的大小(阻力) F——拉力(动力) h——重物移动的距离(阻力移动的距离) S——绳子自由端移动的距离(动力移动的距离) 2、动滑轮： （1）在工作的时候，滑轮和重物一起移动的滑轮叫动滑轮。 h s G F （2）动滑轮的本质 L1 =2L2 F1 =1/2F2 =1/2G总 = 1/2（G物+G轮） 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。因此能省一半力。 ①拉力和重力关系? ②物体移动和绳子端移动距离、速度关系? ③做功关系? 克服重力做功： 拉力做功： 定滑轮既不省力又不省距离也不省功，但可以改变动力的方向。 3、定滑轮和动滑轮的特点 F1 F F1 (1)定滑轮 ①拉力和重力关系? ②物体移动和绳子端移动距离、速度关系? ③做功关系? 克服重力做功： 拉力做功： 定滑轮既能省力又不省距离也不省功，但可以不改变动力的方向。 （2）动滑轮特点 F1 F F2 3、定滑轮和动滑轮的特点 在上面的实验中，拉绳子是竖直拉的，如果斜着拉，上述实验中的结论还能成立吗? 拉力大小会变化吗? 定滑轮 F 在上面的实验中，拉绳子是竖直拉的，如果斜着拉，上述实验中的结论还能成立吗? 拉力大小会变化吗? 动滑轮 L2 L1 1. 在图中，货物 G 质量为 10kg，滑轮重10N，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。 (g=10N/kg) 由 a 图装置拉，拉力 F1 = _____牛；2s内把物体提升5m,则绳子自由端向下移动_____m，绳子自由端的速度是________. F1 a 100 2.5m/s 5 2. 在b图中，货物 G 质量为 10kg，滑轮重10N，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。(g=10N/kg) 由 b 图装置拉，拉力 F1 = ____牛；2s内把物体提升5m,则绳子自由端向上移动____m，绳子 自由端的速度是______。如果绳子自由端 向上移动了5m，则物体被拉起______m。 F1 55 10 b 5m/s 2.5 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？ 思考？ 1.定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。 使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向。 三、滑轮组 想一想：还有别的绕线方法吗？ 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 偶定奇动，由里到外 1、承重（承担总重力）绳段数：n (1)拉力和重力关系? (2)物体移动和绳子端移动距离、速度关系? (3)做功关系? 克服重力做功： 拉力做功： 滑轮组（一）特点 n=3 3F G总 3F=G总 nF=G h s=nh V绳=nV物 (1)拉力和重力关系? (2)物体移动和绳子端移动距离、速度关系? (3)做功关系? 克服重力做功： 拉力做功： 滑轮组（二）特点 n=2 2F G总 2F=G总 nF=G h s=nh V绳=nV物 F 滑轮组（三）特点 (1)拉力和阻力关系? (2)物体移动和绳子端移动距离、速度关系? (3)做功关系? 克服阻力做功： 拉力做功： n=5 5F f 5F=f ①、拉力 F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 n 有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即: ②、拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍， 即: s = nh 2、滑轮组特点 ③、拉力 F(绳子自由端)移动速度v绳是物体上升速度 v物的 n 倍， 即: v绳 = nv物 例2:如图所示，用滑轮组将质量是900N的物体提高5 m，每个滑轮的重力是30N， 绳重、摩擦不计，试求： （1）承担动滑轮的绳子的段数n=_____. （2）提起物体所用的力是______N; （3）绳端移动的距离是______m. （4）若重物上升的速度是2m/s,则： 绳子自由端的运动速度是_____. 3 310 15 6m/s ①竖直方向：阻力来自重物的重力+动滑轮的重力。 例3: 用右图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，图中滑轮 是定滑轮， 滑轮 是动滑轮。①若小车的重力G=5N，物体与地面之间摩擦力 f=15N,则拉力大小F=_____N. ②若小车的重力G=5N，拉力大小F=3N，则物体 与地面之间摩擦力f= N。 ③若小车在拉力作用下前进了5m，则绳子被拉 力F拉过 m。 ④若绳子自由端的运动速度是3m/s, 则重物运动的速度是_____. 甲 乙 5 9 15 1m/s ②水平方向： 1. 井上的辘轳 轮轴：具有共同转动轴的大轮和小轮组成的装置 2. 汽车的方向盘 (从上边看下去，也可画成右图) 动力臂大于阻力臂——省力杠杆。 F2 l1 = R l2 = r O F1 斜面也是一种省力机械 例题2:用如图所示的滑轮组，质量为70Kg的人将重 1200N 的正方体物体 A 在 100s 的时间里匀速竖直提升 10m，已知在这个过程中，拉力 F 做功的功率为 150W。不计绳重和滑轮与轴的摩擦。（已知A的密度为1.2g/cm3）求 （1）请完成最省力绕线 （2）物体提升的速度 （3）自由端的速度 （4）拉力 F 的大小 （5）动滑轮的重力 （6）物体 A 克服重力做功 （7）若换提升物重为 1500N 的正方体物体 B，拉力 F 变为多大， （8）若换提升物重为 1500N 的正方体物体 B，100S 内物体提升 10m 时，拉力 F 做功和功率 （9）若换提升物重为 1500N 的正方体物体 B，此时单脚面积为350cm2的人对地面压强是多少 （10）若绳子能承受的最大拉力为 1200N，求此滑轮组最多可提升多重的物体 （11）现有一个底面积为300dm2的装有高度50dm的水，将A浸没后，A所受浮力 （12）在第（11）基础上，拉力 F变为多少 （13）在第（11）基础上，容器底所受水的压强变化量 （14）在第（11）基础上，地面受到容器的压力变化量 Lavf58.45.100 $$