5.2 滑轮 课件-2025-2026学年华东师大版九年级上册科学

该初中科学课件聚焦滑轮的分类与特点，涵盖定滑轮、动滑轮及滑轮组的工作原理。通过“国旗升旗装置”的生活问题导入，联系杠杆定义引出滑轮概念，再经观察分类、实验探究构建从杠杆到滑轮的知识支架。 其亮点是以实验探究为主线，通过对比表格（定动滑轮轴是否移动、省力情况等）和多组实验数据（如动滑轮F=G/2、s=2h）培养科学思维与探究实践能力，结合鱼竿等生活实例强化科学观念。学生能直观理解知识，教师可借助结构化资源提升教学效率。

§5.2 滑轮 华师大版 九年级上册 第五章 功和简单机械 A.定滑轮与动滑轮 B.滑轮组 这节课我们就跟着法拉第重走电磁感应的发现之路 你知道国旗是如何被送到旗杆顶部的吗？ 观察旗杆顶部的装置，想一想与杠杆有关吗？ 国旗顶部的轮子，也是可以绕中心轴转动的，与杠杆的定义“如果一根硬棒在力的作用下，能绕着固定点转动”相符合，属于杠杆的一种，称为滑轮。 轴 带凹槽的轮 一个周边凹槽，能绕轴转动的小轮 ——滑轮 鱼竿 生活中的滑轮 这些滑轮有什么共同作用？ 用途：利用绳索或链条绕过槽， 可以提升重物或克服其他阻力。 仔细观察这些滑轮，你还发现了什么？ 有些滑轮固定不动，有些滑轮会随着物体运动 滑轮的种类： 滑轮分类三类：定滑轮、动滑轮和滑轮组。 定滑轮： 轴固定不动的滑轮 动滑轮： 轴随物体运动的滑轮 观察各类滑轮的工作过程 1、定滑轮： 工作时，轴的位置固定不变的滑轮，称为定滑轮。 如，国旗顶部的滑轮就是定滑轮。 工作时： 轴的位置 固定不变 探究定滑轮的特点 方向 不用定滑轮 使用定滑轮 拉力方向 向上 向下/水平 结论： 定滑轮能够改变力的方向。 问题：①使用定滑轮提升物体的拉力方向如何？ 问题：②使用定滑轮提升物体是否省力或费力？ 探究定滑轮的特点 拉的大小 直接提重物 定滑轮提重物 实验1 实验2 实验3 发现：使用定滑轮后的拉力会比重物的重力大一些 结论： 使用定滑轮不省力，即F=G 。 （不计滑轮与绳索的摩擦） 问题：③使用定滑轮提升物体是否省距离或费距离？ 探究定滑轮的特点 移动距离 重物上升h 绳索自由端移动s 实验1 实验2 实验3 s指绳子自由端移动的距离（拉力拉的距离） h指物体升高的高度。 拉力作用点移动距离与物体移动距离相等 结论： 使用定滑轮不省也不费距离，即h=s。 s h F1 F2 G G G 探究定滑轮的特点 问题：④什么情况下使用定滑轮？ 试比较F1 、F2 、F3的大小： F3 F1 = F2 = F3 你发现了什么？ 定滑轮的本质 一个力臂为滑轮半径的等臂杠杆 F1 F2 O F2 F1 O L1 L2 L1 L2 总结：定滑轮的特点： 1）定滑轮实质上是一个等臂杠杆。 2）使用定滑轮不能省力，但可以改变拉力的方向。 3）定滑轮工作时，若不考虑摩擦，则拉力大小等于物重， F拉＝G物； 4）定滑轮工作时，拉力作用点移动的距离等 于物体移动的距离，S拉＝h物。 2、动滑轮： 工作时，轴随着重物一起移动的滑轮，称为动滑轮。 工作时： 轴的位置 随物移动 提出问题： ①使用动滑轮提升物体的拉力方向如何？ ②使用动滑轮提升物体是否省力或费力？ ③使用动滑轮提升物体是否省距离或费距离？ ④什么情况下使用动滑轮？ 你会如何设计实验？ 动滑轮的特点                         动滑轮的特点 1.弹簧测力计测一个砝码的重力，记录数据。 2.如图安装器材，并在其后竖直放置一纸板。 3.用笔标记出物体和测力计的起始位置。 4.缓慢拉动弹簧测力计，观察测力计的示数。 5.用笔标记出物体和测力计移动后的位置。 6.分别测量移动的距离，测三次取平均值。                         增加钩码数量，重复上面过程，并记录数据。 实验 次数 砝码总重 G/N 测力计 读数F/N 砝码上升 距离h/cm 绳子端移动距离s/cm 1 2 3 2 1 12 24 1 0.5 10 20 动滑轮的特点                         增加钩码数量，重复上面过程，并记录数据。 实验 次数 砝码总重 G/N 测力计 读数F/N 砝码上升 距离h/cm 绳子端移动距离s/cm 1 1 0.5 10 20 2 2 1 12 24 3 3 1.5 15 30 动滑轮的特点                         观察分析，使用动滑轮有何特点？ 实验 次数 砝码总重 G/N 测力计 读数F/N 砝码上升 距离h/cm 绳子端移动距离s/cm 1 1 0.5 10 20 2 2 1 12 24 3 3 1.5 15 30 动滑轮省力（F= G），但不可以改变拉力方向。 绳子端移动距离是物体上升距离的2倍（s=2h） 如图组装，类似定滑轮过程，重复并记录。 21cnjy.com 动滑轮的特点 2、动滑轮特点： 1）动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 2）使用动滑轮能省一半力，但不能改变拉力的方向。 3）动滑轮工作时，若不考虑摩擦，则拉力大小等于物重的一半，F拉＝G物/2； 4）动滑轮工作时，拉力作用点移动的距离 等于物体移动的距离的二倍，S拉＝2h物。 使用动滑轮为什么可省一半力，但拉力作用点却移动2倍距离？ 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。 省力就要费距离。 拉力方向与物体移动方向平行时，最省力。 O · L1 L2 F1 F2 一个动力臂为 阻力臂两倍的 省力杠杆。 由力臂关系可知， 使用动滑轮可以省一 半力，为什么实际省 力不到物体重力一半？ 使用动滑轮拉动物体时， 也将动滑轮本身上拉！ 自由端拉力真正表达式 （不计摩擦）： F=（G+G动）/2 动滑轮的本质 按照刚才的方式理解，请你判断两种方向 的自由端拉力大小关系。 事实上，动滑轮省力的程度与绳自由端拉力方向有关。不计摩擦，当竖直上拉时最省力，即F=（G+G动）/2； 其他情况下省力不到一半。 但是，不专门讨论省力程度的情况下， 默认竖直上拉（即便某些图当中拉力没 有画成竖直向上）。 动滑轮的本质 3、定滑轮与动滑轮比较： 定滑轮 动滑轮 都是变形杠杆 工作情况 轴是否移动 轴不随物物 轴随物动 是否省力 不省力 可省一半力 是否改变力的方向 可改变拉力方向 不能改变拉力方向 是否省距离 S拉＝h物 S拉＝2h物 动滑轮 定滑轮 滑轮组 滑轮 特点：周边有槽的轮子； 分类 轴不随物动 能改变力的方向 不省力 S拉＝h物 轴随物动 不能改变力的方向 可省一半力 S拉＝2h物 每股绳子受力相等                         有什么办法既省力又可改变拉力方向呢？ ？ 把动滑轮和定滑轮组合起来                         滑轮组是由动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械。 滑轮组 认识滑轮组 动滑轮和定滑轮可以组成滑轮组，使用它吊重物时，既能 ，又能 。 省力 改变拉力的方向 动滑轮 定滑轮 多条细绳 滑轮组 看图，根据动滑轮和定滑轮的特点，说一说： （1）滑轮组的省力情况是与定滑轮有关还是与动滑轮有关？ （2）若不计滑轮重及滑轮与绳间的摩擦，下图中的滑轮组最少用多少力可匀速拉起重物？ G物 （1）滑轮组的省力情况是与与动滑轮有关。 原因：定滑轮不省力，只改变拉力的方向；而动滑轮可省力。 （2）拉力大小最少为物重的一半； 原因：动滑轮省力，而图中的动滑轮中由两股绳子承担重物（相当于两个人一起抬一个重物，每人只要负担重物的一半）。 活动 仔细观察定滑轮和动滑轮绕线特点，试着将一定一动两个滑轮组合在一起，使两个滑轮都能发挥作用。 F F 组合方式1 组合方式2 F F 组合方式1 组合方式2 绕线方法重现： 注意：绕线时要按一定顺序进行，绳子要画直，箭头符号表示拉力方向，还要标出F符号。 认识滑轮组 滑轮组的组装方式 1、最简单的滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成。 甲滑轮组特点： 若不考虑绳子与滑轮间的摩擦，拉力为动滑轮与物体总重力的一半；又可改变拉力的方向。 乙滑轮组特点： 若不考虑绳子与滑轮间的摩擦，拉力为动滑轮与物体总重力的三分之一；但不能改变拉力的方向。 2、复杂的滑轮组是由多个动滑轮与定滑轮组成的。 实验 次数 砝码总重 G/N 测力计 读数F/N 砝码上升 距离h/cm 绳子端移动距离s/cm 1 1 0.5 10 20 2 2 1 12 24 3 3 1.5 15 30 如图组装，类似定动滑轮过程，重复并记录。 观察分析，使用此滑轮组有何特点？ 此滑轮组省力（F= G），同时拉力方向改变。 绳子端移动距离是物体上升距离的2倍（s=2h） 滑轮组的特点                         实验 次数 砝码总重 G/N 测力计 读数F/N 砝码上升 距离h/cm 绳子端移动距离s/cm 1 1 0.3 5 15 2 2 0.7 10 30 3 3 1 15 45 如图组装，类似定动滑轮过程，重复并记录。 观察分析，使用此滑轮组有何特点？ 此滑轮组省力（F= G），但拉力方向没有改变。 绳子端移动距离是物体上升距离的3倍（s=3h） F= G F= G 寻找省力的数字特征： 致使滑轮组省力的部分是定滑轮还是动滑轮？ 动滑轮是滑轮组省力的真正原因。 滑轮组省力： F= G 费距离：s=nh 那么，从动滑轮部分寻找省力数字“2、3”。 n 指动滑轮上绳子的股数 1 2 1 2 3 滑轮组的物体移动距离与拉力作用点移动距离关系 若由两股绳子承担重物和滑轮，则此时： 拉力只要总重力的 ，且能改变拉力的方向，但拉力作用点要移动 距离； 二分之一 二倍 若由三股绳子承担重物和滑轮，则此时： 拉力只要总重力的 ，但拉力作用点要移动 距离，且不能改变拉力的方向； 三分之一 三倍 探究滑轮组的特点 G 理论分析 以下方动滑轮为研究对象进行受力分析 G 若不计摩擦和滑轮重： 有几股绳子与动滑轮相连？ F’ F’ F’ 3F’=G F‘= 可以省 三分之二的力 G 3 若计滑轮重： G动 3F’=G+G动 F’= G+G动 3 滑轮组工作特点： 1）滑轮组可以省力也可以改变拉力方向； 2）使用滑轮组时，重物和动滑轮由几股绳子承担，则拉力就是总重的几分之一。 3）滑轮组中每股绳子承担的力是相同的。 4）不计绳重与绳与滑轮间的摩擦时，滑轮组省力公式： G动=nF拉-G物 G物=nF拉-G动 1 F拉＝— （G物+G动） n 滑轮组的比较 G G F= G+G动 2 F’= G+G动 3 s=3h s=2h 你发现了什么？ 都省力 都费距离 能改变 力的方向 不能改变 力的方向 G G G G 滑轮组的规律 判断方法： 虚线隔开定滑轮和动滑轮，数动滑轮共与n股绳子相接， 则有： F= G总 n s=nh 绳子股数为偶数，从定滑轮钩子开始绕绳子 绳子股数为奇数，从动滑轮钩子开始绕绳子 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $