12.3 滑轮 课件-2024-2025学年人教版物理八年级下册

八 下 十二 3 十二 3 简单机械 滑轮 第 章 第 节 年级物理- 册-第 章 第 节 1、课堂引入 思考：吊车前端是什么机械装置？ 它们工作时候各自有什么特点？ 2、滑轮 轴 凹槽 轮子 滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的轮子。 凹槽 3、定滑轮与动滑轮 定滑轮： 使用过程中，滑轮的轴固定不动 3、定滑轮与动滑轮 动滑轮： 使用过程中，滑轮的轴随物体一起运动 3、定滑轮与动滑轮 使用过程中，滑轮的轴固定不动，该滑轮叫定滑轮 使用过程中，滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮叫动滑轮 3、定滑轮与动滑轮 定滑轮 动滑轮 3、定滑轮与动滑轮——课堂练习 例1：下图中属于定滑轮的有 ；属于动滑轮的有 。 A B C E D H G F F F F F F F F F ADEH BCFG 4、研究定滑轮和动滑轮的特点 思考1：人类使用机械的目的是什么？ 思考2：如何研究滑轮能否省力或者省距离？ 帮助省力、省距离或带来其他便利 先不使用滑轮，将重物提升一段高度，记录下力的大小和物体移动距离，然后使用滑轮，记录下力的大小和物体移动距离，对比两者数据即可得出结论。 思考3：需要用到哪些实验器材？ 实验器材 ：钩码、弹簧测力计、刻度尺、定滑轮、动滑轮和细线等 4、研究定滑轮和动滑轮的特点 思考4：实验过程中需要记录哪些数据？请设计实验数据记录表格。 机械 类型 钩码重力 G/N 钩码上升高度h/m 拉力 F/N 弹簧测力计移动距离 s/m 钩码移动方向 拉力方向 特点总结 不用 机械 定滑轮 动滑轮 4、研究定滑轮和动滑轮的特点 思考5：请对比实验数据，总结定滑轮和动滑轮的特点。 机械 类型 钩码重力 G/N 钩码上升高度h/m 拉力 F/N 弹簧测力计移动距离 s/m 钩码移动方向 拉力方向 特点总结 不用 机械 定滑轮 动滑轮 4、研究定滑轮和动滑轮的特点 机械 类型 能否省力 能否省距离 能否改变拉力的方向 特点总结 不用 机械 —— —— —— —— 定滑轮 否 否 能 不省力、不省距离 但能够改变力的方向 动滑轮 能 否 否 可以省力、费距离 不能够改变力的方向 实验结论 4、研究定滑轮和动滑轮的特点——理论分析 定滑轮的本质： l1=l2 F1=F2 l1=l2 F1=F2 等臂杠杆 F2 F2 F1 F1 l2 l1 l2 l1 4、研究定滑轮和动滑轮的特点——理论分析 动滑轮的本质： 相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆 思考6：支点是 A 点还是 O 点? G轮 ∵ G总 = G物 + G轮 G总 · R = 2R · F 若忽略绳重和摩擦因素 ∴F = G总R 2R = 1 2 G总 若考虑绳重和摩擦因素 ∵G总 > G物 + G轮 ∴F > 1/2 G总 G物 G总 杠杆的支点在 O 点处 4、研究定滑轮和动滑轮的特点——理论分析 思考7：使用动滑轮一定能够省力吗? G轮 G物 不考虑绳重和摩擦，使用动滑轮匀速向上提升重物时，求 F 的大小？ 情境一：动滑轮质量为50g，物体质量为250g； 情境二：动滑轮质量为450g，物体质量为50g； 结论：使用动滑轮可以省力，但不一定省力（具体情况，具体分析） 4、研究定滑轮和动滑轮的特点——课堂练习 例2：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 D 4、研究定滑轮和动滑轮的特点——课堂练习 例3：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 D 丙 F3 乙 F2 甲 F1 5、滑轮组 定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 思考8：有没有一种机械，既可以省力，又能改变力的方向呢？ 动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。 5、滑轮组 轴 凹槽 定滑轮和动滑轮组合在一起，该组合成为滑轮组。 使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向。 5、滑轮组——绕线方式 轴 凹槽 5、滑轮组 轴 凹槽 思考9：甲、乙所示的两个滑轮组，有什么不同？ 甲 乙 ① 绳端的固定点不同： 甲固定在动滑轮的轴上，乙固定在定滑轮的轴上。 ② 拉力的方向不同： 甲通过动滑轮向上，乙通过定滑轮向下。 5、滑轮组 轴 凹槽 思考10：甲、乙所示的两个滑轮组，在受力和运动上各有什么特点? （1）用甲、乙所示的滑轮组把重力为 G 的物体提高 h，所用拉力 F 各是多大？ （2）拉力移动的距离 s 与物体升高的距离 h 是什么关系？ 甲 乙 轴 凹槽 5、滑轮组 轴 凹槽 图中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走，所以拉力移动的距离为 s=3h 分析动滑轮受力可知，四个力平衡：F1+F2+F= G物+ G动 ∵同一根绳子上的力相等：F1=F2=F F(G物+ G动) ∴3F=G物+ G动 F F1 F2 G物+ G动 ① ③ ② 使用该滑轮组省力费距离 拉力的大小：F(G物+ G动)，拉力移动的距离 s=3h （1）分析甲滑轮组的省力与费距离的情况 5、滑轮组 轴 凹槽 图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为 h 时，则每段绳子都要缩短 h，所以拉力移动的距离为 2h. （2）分析乙滑轮组的省力与费距离的情况 ② F G物+ G动 ① 拉力移动的距离为 s = 2h 拉力的大小：F(G物+ G动) 图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重，因为同一根绳子上的力相等，所以拉力的大小：F(G物+ G动) 使用该滑轮组省力费距离 5、滑轮组 轴 凹槽 思考：利用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组，可以怎样绕绳子呢？有几种方法？ 组合一 组合二 5、滑轮组 轴 凹槽 ① 绳端的起点（固定点）不同： 甲固定在定滑轮的钩上；乙固定在动滑轮的钩上。 ② 拉力的方向不同： 甲中拉力的方向向下，乙中拉力的方向向上。 这两种绕线方法有什么不同？ 这两种方法拉力的大小是否相等？拉力移动的距离是否相等？ 甲 乙 固定点 固定点 5、滑轮组 轴 凹槽 4是动滑轮上 绳子的段数 F 甲 动滑轮受力分析： F1+F2+ F3+ F4 = G物+ G动 同一根绳子上的力相等： F1=F2= F3=F4 = F F G物+ G动 4F= G物+ G动 s=4h G物+ G动 F 乙 5是动滑轮上 绳子的段数 同一根绳子上的力相等： F1=F2= F3=F4 = F5= F 动滑轮受力分析： F1+F2+ F3+ F4 + F5= G物+ G动 F G物+ G动 s=5h 5F= G物+ G动 G物+ G动 两个滑轮组的省力费距离情况比较（不计绳重和摩擦） 5、滑轮组 轴 凹槽 在不计绳重和摩擦，用一根绳子组装的滑轮组时，拉力F大小和绳子自由端移动的距离 s 与动滑轮相连的绳子段数 n 有关。 F F F F 5、滑轮组 轴 凹槽 ① ② F F ① ② ③ F F 不计绳重和摩擦，有 n 段绳子与动滑轮连接，所用的力就是物重的 n 分之一，即： F 拉力F 的大小与连接动滑轮的绳子段数 n 的关系 5、滑轮组 轴 凹槽 设物体升高 h，则吊起动滑轮的每段绳子都要抽走 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 nh，即 s = nh ① ② ③ s=3h s=4h s=5h s=2h ① ② h 绳子自由端移动的距离 s 与连接动滑轮的绳子段数 n 的关系 绳子自由端的速度与物体升高的速度的关系：v绳=nv物 6、其他简单机械—轮轴和斜面 轴 凹槽 轮 动力 阻力 轴 各种轮轴 （1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成， 大的称为轮，小的称为轴。 6、其他简单机械—轮轴和斜面 轴 凹槽 根据杠杆的平衡条件F1l1 = F2l2得 当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。 当动力作用在轴上时，轮轴是一个费力杠杆，但省距离。 因为 R>r 所以 F<G FR = Gr 支点O R r F F2=G F1 F2 O l1 l2 r R 轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆， 如图：轮轴作为杠杆的支点在轴心 O，轮半径 R 是动力臂，轴半径 r 是阻力臂 6、其他简单机械—轮轴和斜面 ① 斜面是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。 盘山路也是斜面 使用斜面推动物体 （2）斜面 6、其他简单机械—轮轴和斜面 F1 F2 斜面省力费距离：用较小的力即可拉起较重的物体。 F1=G物 F2<G物 h s 用测力计测得 课堂练习 例7：搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重 120N 的物体10s内匀速提升 3m，所用动滑轮重 30N，不计绳重及摩擦，求： （1）拉力 F 的大小； （2）绳子自由端移动的距离s； （3）绳子自由端移动的速度v绳； （4）拉力 F 所做的功 W 和功率 P。 课后作业 练习册《滑轮》 $$