12.3滑轮导学案 2025-2026学年人教版八年级物理下册

该初中物理导学案聚焦“滑轮”核心内容，引导学生识别定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，通过观察旗杆与起重机滑轮的差异导入，衔接杠杆知识，以实验探究和杠杆模型分析为支架，帮助构建滑轮的物理观念。 以科学探究为主线，设计实验步骤、数据记录与分析培养科学思维，结合汉代汲水、输电线牵引等生活实例习题强化科学态度与责任，分层训练助力学生掌握知识，提升解决实际问题的能力。

12.3 滑轮导学案教师版 【学习目标】 1. 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。 2. 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。 【合作探究】 一、定滑轮和动滑轮 1.滑轮 观察滑轮的结构： （1） 滑轮的概念：滑轮的主要部分是一个能绕轴自由转动，周边有凹槽的小轮。 （2）滑轮分类： 想一想：旗杆顶部的滑轮与起重机下面吊物体的滑轮，它们在使用上有什么不同呢? 结论：国旗上升时，旗杆顶端的滑轮轴不随物体一起移动，货物上升时，起重机下面的滑轮轴随物体一起移动。 ①定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 ②动滑轮：使用时，轴随着物体一起运动的滑轮叫动滑轮。 2.定滑轮 （1）实验：探究定滑轮的特点 实验步骤： ①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。 ②使用定滑轮缓缓提升钩码，记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离h物、拉力移动的距离s绳及拉力的方向。 ③分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码，观察拉力F1、 F2、 F3的大小。把实验数据记入表格中。 ④改变钩码的重力，重复上述实验。 分析论证： ①拉力与重力的大小关系：F=G，即使用定滑轮不省力。 ②定滑轮可以改变拉力的方向（选填“可以”或“不可以”）。 ③拉力（绳末端）移动距离与钩码上升高度的关系：s绳=h物 实验结论：使用定滑轮不省力，不省距离，可以改变力的方向。 （2） 从杠杆的角度研究定滑轮的特点 若把定滑轮看作一个杠杆，其支点是轴心O，动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r，它实质上是一个能够连续转动的等臂杠杆。 2. 动滑轮 （1）实验：探究动滑轮的特点 实验步骤： ①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。 ②使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码，记录整个过程中用力大小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。 ③将测量结果填入表格。改变钩码的个数，重复上述实验过程。 分析论证： ①拉力与重力的关系：若不计动滑轮的重及摩擦力时，则拉力F=G/2。即使用动滑轮能省一半的力。 ②动滑轮不能改变拉力的方向（选填“能”或“不能”）。 ③拉力（绳末端）移动距离S与钩码上升高度h的关系：s绳=2h物。 实验结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费距离。 （2）从杠杆的角度研究动滑轮的特点 若把动滑轮看作一个杠杆，动滑轮上的O点为支点，动力臂l1为滑轮的直径，阻力臂l2为滑轮的半径，它实质上可以看成是能够连续转动的动力臂是阻力臂2倍的杠杆。 跟踪训练： 1.如图所示是汉代画像石中的滑轮图，描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景。关于图中的滑轮说法正确的是（ D ） A． 它是一个动滑轮 B．利用它可以省力 C．利用它可以省距离 D．利用它可以改变施力的方向 2.在实验中，某同学用滑轮把重为1牛的钩码以0.1米/秒的速度匀速提升1米，在不计摩擦的情况下，以下说法正确的是（　D　） A．该滑轮为动滑轮 B．绳子自由端下降的高度为0.5米 C．拉力F的大小为0.5牛 D．该同学做功的功率为0.1瓦 3.如图，甲、乙两人分别将质量相同的物体匀速提升相同的高度，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（   A） A．甲的拉力比乙大 B．甲、乙两人的拉力一样大 C．甲、乙使绳子移动的距离相等 D．甲使绳子移动的距离大于乙 4.建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，如图所示．目的是（   B） A．改变拉力的方向 B．减小拉力的大小 C．减小做功的多少 D．减小物体移动的距离 5.如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上匀速运动，重物上升了1m，该滑轮为____动_（选填“动”或“定”）滑轮，不计滑轮重、绳重及轮轴间的摩擦，则拉力F为__200_N，拉力移动的距离为___2___m。 2、 滑轮组 1. 滑轮组 （1）滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。 如图所示，由一个定滑轮和一个动滑轮可以组成甲、乙所示的两个滑轮组，这两种绕线方法的不同之处： ①绳端的固定点不同：图甲固定在定滑轮的轴上，图乙固定在动滑轮的轴上； ②拉力的方向不同：图甲通过定滑轮向下，图乙通过动滑轮向上。 （2）滑轮组的特点 ①用力情况： 如图甲所示，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/2（忽略动滑轮的自重与摩擦）。 如图乙所示，动滑轮上有三段绳子，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/3（忽略动滑轮的自重与摩擦） ②距离情况： 图甲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。 图乙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。 结论： 图甲中拉力F=G/2，拉力移动的距离s=2h，使用该滑轮组省力费距离（填“力”或“距离”）。 图乙中拉力F=G/3，拉力移动的距离s=3h，使用该滑轮组省力费距离（填“力”或“距离”）。 如图所示，从左到右各图中物体重分别由3段、4段、4段和5段绳子承担；若物体上升的高度为h，则拉力作用点移动的距离分别是3h、4h、4h和5h；拉力大小分别是物体重力的三分之一、四分之一、四分之一和五分之一。 ③绕绳方式的判断——“奇动偶定” 当承重的绳子段数n为偶数时，绳的起始端系在定滑轮的挂钩上；当n为奇数时，绳的起始端系在动滑轮的挂钩上。 跟踪训练： 1.用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（　A　） A．B．C． D． 2.用如图所示的装置提升重为600N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是（　B　） A.两个滑轮均为动滑轮 B．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为300N C．若人将绳子匀速拉过2m，物体也上升2m D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向 3.高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（　D　） A．滑轮A为动滑轮、B为定滑轮 B．该牵引装置既能省力又能省距离 C．输电线P端受到的拉力大小为5000N D．坠砣对钢绳的拉力做功为900J 4.用一个定滑轮和一个动滑轮组装滑轮组有两种绕线方法．聪聪和明明各选取一种方法做实验．聪聪采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组，明明采取了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助明明在图乙中画出滑轮组的绕线． 解：明明的绕线可从定滑轮开始绕． 【百炼成钢】 1．如图所示，使用定滑轮匀速提升重力为的物体，分别用F1、F2、F3三个不同方向的力，不计绳重和摩擦，关于力的大小关系，下列说法正确的是（　C　） A． B． C． D． 2．如图所示，下列关于定滑轮、动滑轮的说法中错误的是（　B　） A．使用定滑轮不能省力，但可以改变施力的方向 B．使用动滑轮最多能省一半力，还能改变施力的方向 C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆 D．动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 3.在小区改造工程中，工人师傅用滑轮组提升建筑材料，如图所示。滑轮组挂在固定的钢架上，每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力F为500N，材料在30s内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　C　） A.绳子自由端的速度为0.1m/s B．滑轮组对建筑材料做的功是4500J C．拉力F的功率为150W D．建筑材料重力为1500N 4.图甲和乙都是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点．请回答： （1） __甲____滑轮组能改变动力的方向，而 ___乙___滑轮组不改变动力的方向； （2） 甲滑轮组有 ___2___段绳子承担物重，而乙滑轮组有 ___3___段绳子承担物重，___乙___滑轮组更省力些； （3）如果都使物体上升h高度，那么甲滑轮组的绳端必须向下移动 __2h____，乙滑轮组的绳端必须向上移动 __3h____． 5.如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面运动了2m，用时5s，弹簧测力计的示数为5N，则拉力F作用点移动的速度为 0.8 m/s,拉力F做功的功率为 4 W。 6.如图所示，用水平向左的拉力F拉着物体在地面上做匀速直线运动，__B__（选填“A”或“B”）为动滑轮；当物体向左移动1m时，则绳子自由端移动____3_____m。 7.如图所示，用两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组来拉动物体，请你画出最省力的绕绳方法． 8.如图，用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，将重为480N的物体匀速提高2m，在绳子自由端施加的拉力大小是250N，不计摩擦．试求： （1） 动滑轮的重力 （2） 绳子自由端移动的距离． （3） 若再增加150N的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力是多大？ 解：（1）∵由于不计摩擦，， ∴动滑轮重：2×250N-480N=20N； （2）绳子自由端移动的距离： s=2h=2×2m=4m； （3）作用在绳子自由端的拉力： F′= （G′+）= ×（480N+150N+20N）=325N． 答：（1）动滑轮的重力为20N； （2）绳子自由端移动的距离为4m； （3）若再增加150N的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力是325N． 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.3 滑轮导学案学生版 【学习目标】 1. 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。 2. 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。 【合作探究】 一、定滑轮和动滑轮 1.滑轮 观察滑轮的结构： （1） 滑轮的概念：滑轮的主要部分是一个能绕轴___________，周边有___________的小轮。 （2）滑轮分类： 想一想：旗杆顶部的滑轮与起重机下面吊物体的滑轮，它们在使用上有什么不同呢? 结论：国旗上升时，旗杆顶端的滑轮轴不随物体一起移动，货物上升时，起重机下面的滑轮轴随物体一起移动。 ①定滑轮：使用时，________固定不动的滑轮叫定滑轮。 ②动滑轮：使用时，________随着物体一起运动的滑轮叫动滑轮。 2.定滑轮 （1）实验：探究定滑轮的特点 实验步骤： ①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。 ②使用定滑轮缓缓提升钩码，记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离h物、拉力移动的距离s绳及拉力的方向。 ③分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码，观察拉力F1、 F2、 F3的大小。把实验数据记入表格中。 ④改变钩码的重力，重复上述实验。 分析论证： ①拉力与重力的大小关系：F________G，即使用定滑轮不省力。 ②定滑轮___________改变拉力的方向（选填“可以”或“不可以”）。 ③拉力（绳末端）移动距离与钩码上升高度的关系：s绳_________h物 实验结论：使用定滑轮__________力，_________距离，_________改变力的方向。 （2） 从杠杆的角度研究定滑轮的特点 若把定滑轮看作一个杠杆，其支点是______O，动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的__________r，它实质上是一个能够连续转动的__________杠杆。 2. 动滑轮 （1）实验：探究动滑轮的特点 实验步骤： ①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。 ②使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码，记录整个过程中用力大小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。 ③将测量结果填入表格。改变钩码的个数，重复上述实验过程。 分析论证： ①拉力与重力的关系：若不计动滑轮的重及摩擦力时，则拉力F=_________。即使用动滑轮能省一半的力。 ②动滑轮__________改变拉力的方向（选填“能”或“不能”）。 ③拉力（绳末端）移动距离S与钩码上升高度h的关系：s绳=_______h物。 实验结论：使用动滑轮__________省力，但_________改变力的方向，且_________距离。 （2）从杠杆的角度研究动滑轮的特点 若把动滑轮看作一个杠杆，动滑轮上的O点为支点，动力臂l1为滑轮的直径，阻力臂l2为滑轮的__________，它实质上可以看成是能够连续转动的动力臂是阻力臂2倍的杠杆。 跟踪训练： 1.如图所示是汉代画像石中的滑轮图，描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景。关于图中的滑轮说法正确的是（ ） A． 它是一个动滑轮 B．利用它可以省力 C．利用它可以省距离 D．利用它可以改变施力的方向 2.在实验中，某同学用滑轮把重为1牛的钩码以0.1米/秒的速度匀速提升1米，在不计摩擦的情况下，以下说法正确的是（　　） A．该滑轮为动滑轮 B．绳子自由端下降的高度为0.5米 C．拉力F的大小为0.5牛 D．该同学做功的功率为0.1瓦 3.如图，甲、乙两人分别将质量相同的物体匀速提升相同的高度，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．甲的拉力比乙大 B．甲、乙两人的拉力一样大 C．甲、乙使绳子移动的距离相等 D．甲使绳子移动的距离大于乙 4.建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，如图所示．目的是（    ） A．改变拉力的方向 B．减小拉力的大小 C．减小做功的多少 D．减小物体移动的距离 5.如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上匀速运动，重物上升了1m，该滑轮为_____（选填“动”或“定”）滑轮，不计滑轮重、绳重及轮轴间的摩擦，则拉力F为___N，拉力移动的距离为_____m。 2、 滑轮组 1. 滑轮组 （1）滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。 如图所示，由一个定滑轮和一个动滑轮可以组成甲、乙所示的两个滑轮组，这两种绕线方法的不同之处： ①绳端的固定点不同：图甲固定在______滑轮的轴上，图乙固定在________滑轮的轴上； ②拉力的方向不同：图甲通过定滑轮向________，图乙通过动滑轮向_________。 （2）滑轮组的特点 ①用力情况： 如图甲所示，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/2（忽略动滑轮的自重与摩擦）。 如图乙所示，动滑轮上有三段绳子，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/3（忽略动滑轮的自重与摩擦） ②距离情况： 图甲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_______h。 图乙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=________h。 结论： 图甲中拉力F=G/2，拉力移动的距离s=2h，使用该滑轮组省____费____（填“力”或“距离”）。 图乙中拉力F=G/3，拉力移动的距离s=3h，使用该滑轮组省______费______（填“力”或“距离”）。 如图所示，从左到右各图中物体重分别由____段、______段、____段和_____段绳子承担；若物体上升的高度为h，则拉力作用点移动的距离分别是_____、_____、______和______；拉力大小分别是物体重力的_______、_____、_____和_____。 ③绕绳方式的判断——“奇动偶定” 当承重的绳子段数n为偶数时，绳的起始端系在____滑轮的挂钩上；当n为奇数时，绳的起始端系在_____滑轮的挂钩上。 跟踪训练： 1.用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A．B．C． D． 2.用如图所示的装置提升重为600N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是（　　） A.两个滑轮均为动滑轮 B．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为300N C．若人将绳子匀速拉过2m，物体也上升2m D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向 3.高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮A为动滑轮、B为定滑轮 B．该牵引装置既能省力又能省距离 C．输电线P端受到的拉力大小为5000N D．坠砣对钢绳的拉力做功为900J 4.用一个定滑轮和一个动滑轮组装滑轮组有两种绕线方法．聪聪和明明各选取一种方法做实验．聪聪采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组，明明采取了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助明明在图乙中画出滑轮组的绕线． 解： 【百炼成钢】 1．如图所示，使用定滑轮匀速提升重力为的物体，分别用F1、F2、F3三个不同方向的力，不计绳重和摩擦，关于力的大小关系，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，下列关于定滑轮、动滑轮的说法中错误的是（　　） A．使用定滑轮不能省力，但可以改变施力的方向 B．使用动滑轮最多能省一半力，还能改变施力的方向 C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆 D．动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 3.在小区改造工程中，工人师傅用滑轮组提升建筑材料，如图所示。滑轮组挂在固定的钢架上，每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力F为500N，材料在30s内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A.绳子自由端的速度为0.1m/s B．滑轮组对建筑材料做的功是4500J C．拉力F的功率为150W D．建筑材料重力为1500N 4.图甲和乙都是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点．请回答： （1） _____滑轮组能改变动力的方向，而 _____滑轮组不改变动力的方向； （2） 甲滑轮组有 _____段绳子承担物重，而乙滑轮组有 ______段绳子承担物重，______滑轮组更省力些； （3）如果都使物体上升h高度，那么甲滑轮组的绳端必须向下移动 ______，乙滑轮组的绳端必须向上移动 ______． 5.如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面运动了2m，用时5s，弹簧测力计的示数为5N，则拉力F作用点移动的速度为 m/s,拉力F做功的功率为 W。 6.如图所示，用水平向左的拉力F拉着物体在地面上做匀速直线运动， （选填“A”或“B”）为动滑轮；当物体向左移动1m时，则绳子自由端移动______m。 7.如图所示，用两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组来拉动物体，请你画出最省力的绕绳方法． 8.如图，用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，将重为480N的物体匀速提高2m，在绳子自由端施加的拉力大小是250N，不计摩擦．试求： （1） 动滑轮的重力 （2） 绳子自由端移动的距离． （3） 若再增加150N的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力是多大？ 学科网（北京）股份有限公司 $