内容正文:
“来自东方的神秘力量”
思考:人为什么可以轻松地吊起小汽车?
视频 吊起小汽车
第十二章——简单机械
第3节 滑轮
八年级物理下册 •人教版(2024新版)
学习目标
认识定滑轮和动滑轮;了解滑轮组;知道简单机械的一些应用;
通过观察与实验,了解滑轮组的结构,并知道滑轮组中施加的拉力与被提物体重力的关系
通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用
通过探究,掌握定滑轮和动滑轮的特点及实质,并能根据需要选择合适的滑轮来解决实际问题。
物理观念
科学思维
科学探究
态度与责任
定滑轮和动滑轮
一
1.滑轮:滑轮是一个边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮。
轴
轮子
凹槽
①使用时,滑轮的轴固定不动,这种滑轮叫作定滑轮。
②使用时,滑轮的轴随物体一起运动,这种滑轮叫作动滑轮。
实验一:研究定滑轮的特点
①用已知质量的钩码作为被提升重物。
②用弹簧测力计测量使用定滑轮提升钩码重物时所用拉力的大小。
③竖直向下匀速拉动弹簧测力计,观察重物移动的距离和拉力作用点移动的距离。
实验一:研究定滑轮的特点
次数 勾码所受
重力G\N 勾码移动的
方向 勾码上升的距离h\m 测力计
示数F\N 拉力方向 测力计移动的距离s\m
1 2 竖直向上 0.1 2 竖直向下 0.1
2 2 竖直向上 0.1 2 水平 0.1
3 1 竖直向上 0.1 1 竖直向下 0.1
4 2 竖直向上 0.1 2 竖直向下 0.1
5 4 竖直向上 0.1 4 竖直向下 0.1
定滑轮的特点
一
F1
F2
F3
2.使用定滑轮时,各个方向拉力大小与物体的重力相等:F = G
3.绳子移动距离是物体上升高度相等:S绳=h物
4.绳子移动速度是物体上升速度相等:v绳 = v物
1.使用定滑轮时,可以改变力的方向
定滑轮的实质
定滑轮实质是个可以连续旋转的等臂杠杆。
L1=L2,F1=F2
实验二:研究动滑轮的特点
①用已知质量的钩码作为被提升重物。
②竖直向上匀速拉动弹簧测力计,记录弹簧测力计的示数,观察重物移动的距离和拉力作用点移动的距离。
实验二:研究动滑轮的特点
实验二数据记录
次数 勾码所受
重力G\N 勾码移动的方向 勾码上升的距离h\m 测力计示数F\N 拉力方向 测力计移动的距离s\m
1 1 竖直向上 0.05 0.6 竖直向上 0.10
2 2 竖直向上 0.05 1.2 竖直向上 0.10
3 4 竖直向上 0.05 2.2 竖直向上 0.10
如果不计动滑轮重,不计摩擦,F与G之间有什么数量关系?
实验二
动滑轮的特点:
2.使用动滑轮可以省一半力,但费距离.
理想滑轮:F=G/2
实际滑轮:F=(G+G动)/2 (竖直方向)
3.绳子移动距离是物体上升高度的2倍:S绳=2h物
4.绳子移动速度是物体上升速度的2倍:v绳 = 2v物
1.使用动滑轮不能改变力的方向。
动滑轮的实质
动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。
L1=2L2
动滑轮的两种用法(匀速提升,忽略摩擦)
F= (G物+G轮) /2
S=2h
F=2G物+G轮
S=h/2
力作用在轮上
力作用在轴上
机械名称 定 义 实 质 特 点
定滑轮
动滑轮
滑轮轴
固定不动
等臂杠杆
不省力,能改
变力的方向
滑轮和重物
一起移动
动力臂是阻力臂
二倍的杠杆
能省力,不能
改变力的方向
定滑轮和动滑轮的区别
是否有这样的机械,既可以省力,又可以改变力的方向呢?
?
四、滑轮组
定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组
滑轮组
二
利用滑轮组不仅可以改变力的方向,还可以改变力的大小,用较小的力提升较重的物体。
我是动滑轮
我负责省力
我是定滑轮
我负责改变力的方向
滑轮组
二
G总=G物+G动
G
F
F
F
F = =
G物+G动
n
G总
n
nF=G总
每段绳子都要承担物重和滑轮重甲图中由n段绳子通过动滑轮吊着
拉力端绳子移动的距离为重物移动距离的n倍:s绳 =nh绳
承重绳子段数有几段,提起重物的力就是重物的几分之一
F=
G总
拉力端绳子移动的速度为重物移动度的n倍:V绳 =nV绳
判断滑轮组绳子段数n
n=3
n=2
滑轮组的绳子段数n
F= G
2
1
F= G
3
1
F= G
4
1
②
①
②
①
③
③
①
②
③
①
②
F= G
5
1
练一练:按要求画出绳子的绕法
2.动定交替
3.就近绕线
1.奇动偶定
滑轮数相同:奇动最省力,偶定改方向,起线方向与出线方向相同
一定
一动
确定起线的位置
F= G
2
1
F= G
3
1
省力的绕线方式
滑轮数不同:从数量少的作起点,起线方向与出线方向相反
四、竖直放置的滑轮组特点
滑轮组的特点(忽略绳重及摩擦):
①_______省力,
②______距离,
③___改变力的方向,也可能不改变力的方向。
能
费
能
五、水平放置的滑轮组特点
轴的力臂较小,轮的力臂较大,当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆.
O
F
G
l2
轮轴:由大轮和小轮(轴)组成的简单机械
六、轮轴(实质也是变形的杠杆)
l1
轮轴的应用
若斜面光滑
则:FL=Gh
即:F=Gh/L
若L=nh
则:F=G/n
七、斜面(实质也是变形的杠杆)
斜面是一种能省力,却费距离的简单机械。
斜面是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面,也是一种简单机械。相同高度斜面的倾角越小,斜面就越长,也就越省力。
斜面的应用
课堂小结
课堂习题
1、研究定滑轮的特点:
①甲图中,是一个 滑轮,利用该滑轮
(能否) 省力,但可以
的优点。
②如图乙所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力的大小关系是 。
F1=F2=F3
改变力的方向
定
不能
课堂习题
2、用如图所示的滑轮将重3 N的物体匀速提升10 cm,如果动滑轮的重为1 N,忽略摩擦,拉力F= N ,绳子向上移动的距离为 cm。如右图改变拉力的方向,则拉力大小F1 F2 F3
1.5
20
< <
课堂习题
3、一辆小车陷进了泥潭,司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮,均可能将小汽车从泥潭中拉出,你认为甲方式中利用 滑轮的作用是______________;设两种方式将汽车拉出的最小力分别是F1、F2,则F1 ____ F2 (选填“>”、“<”或“=”) 。
改变力的方向
>
定
课堂习题
n=2
n=3
n=3
n=4
n=4
n=5
4、学会判断承重的绳子段数n为多少?
课堂习题
5、按要求绕绳将滑轮组装起来
F= G
3
1
F= G
4
1
课堂习题
6、如图所示,人向下拉绳提升重物。已知物体重为400 N,动滑轮重为60 N,不计绳重及摩擦,将重物匀速提升0.5 m,人需用的拉力为__________N,绳子自由端移动的距离为__________m。
230
1
课堂习题
7、用甲的滑轮组提升重为200 N的物体,已知拉力F为80 N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是__________(填“A”或“B”),动滑轮重为__________N。
A
40
课堂习题
8、如图所示,用三种方式分别拉动同一物体沿相同水平地面匀速运动,拉力分别为F1、F2、F3,不计滑轮与轴之间的摩擦,比较它们的大小,则( )
A. F1<F2<F3 B. F1>F2=F3
C. F2>F1>F3 D. F1=F2>F3
C
课堂习题
9、图甲中的辘轳,为方便提水,它是按照__________(填“省力”或“费力”)杠杆来设计的。某个时刻用辘轳提水的示意图如图乙所示,它的支点是“A”B”或C”中的__________点。如图1-12-26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__________(填“①”或“②”)。
省力
B
①
课堂习题
10. 如图所示工人利用的滑轮组将建筑材料运送上楼,若滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m,所用的拉力为300N,求:
(1)钢绳自由端移动的距离;
(2)动滑轮的重力;
(3)当所运送建材的重为1100N时,工人作用在绳子上的拉力。
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