11.2滑轮（教学课件）物理新教材苏科版九年级上册

该初中物理课件聚焦定滑轮、动滑轮、滑轮组及轮轴的特点与应用，通过健身器材、起重机、旗杆等生活场景导入，引导学生从实际问题出发，逐步构建滑轮的物理概念，搭建生活现象到抽象知识的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过定滑轮和动滑轮的“做一做”实验、数据记录与分析，培养学生科学思维中的模型建构能力，结合“奇动偶定”规律总结滑轮组绕绳方法，强化物理观念。典例分析联系工人吊木箱、自行车机械等实际，渗透科学态度与责任，助力学生深化理解，教师可依托此资料高效实施实验教学与知识应用指导。

物理九年级上册 •苏科版 第11章 简单机械和功 第2节 滑轮 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 识别定滑轮和动滑轮，认识定滑轮、动滑轮、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。 02 科学思维 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。 03 科学探究 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钟的关系。 04 科学态度与责任 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。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.探究定滑轮和动滑轮特点的实验过程； 2.掌握定滑轮和动滑轮的特点，并学会分析、应用等； 3.学习滑轮组及其特点；滑轮组的绕绳方法。 1.动滑轮特点的综合应用； 2.含动滑轮自身重力、摩擦力等综合分析问题； 3.滑轮组特点的综合应用； 课堂引入 情景引入 旗杆顶部上的滑轮 健身器材上的滑轮 起重机上的滑轮 滑轮在日常生活中有着广泛的应用，这些滑轮究竟起到了什么作用？ 知识点一 定滑轮和动滑轮 探索新知 1. 滑轮 （1）定义：滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的轮子。 轴 轮 槽 探索新知 （2）滑轮的分类 ①定滑轮：工作时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。 ②动滑轮：轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。 定滑轮 动滑轮 探索新知 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。 定滑轮 动滑轮 探索新知 1. 测出钩码所受的重力 ， 然后按图11-21组装定滑轮。竖直向下拉弹簧测力计， 使钩码匀速上升。 记录钩码所受的重力、（弹簧测力计）拉力的大小、钩码上升的距离、拉力移动的距离。 做一做 （一）定滑轮的特点 图11-21 用定滑轮提升钩码 2. 增加钩码的个数，重复实验，把测得的数据填入下表。 实验器材：定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计。 实验步骤： （3）定滑轮和动滑轮的工作特点 探索新知 议一议 通过实验，你发现使用定滑轮有什么特点? 实验序号 钩码重力G/N 钩码上升的 高度h/cm 拉力F/N 拉力移动 距离s/cm ① ② ③ 探索新知 数据记录 实验序号 钩码重力 G/N 钩码上升的 高度h/cm 拉力 F/N 拉力移动 距离s/cm ① 2.0 1.2 2.0 1.2 ② 4.0 1.6 4.0 1.6 ③ 6.0 2.0 6.0 2.0 ①拉力与钩码重力的大小关系：F=G，即使用定滑轮不省力。 ②拉力（绳末端）移动距离s与钩码上升高度h的关系：s=h。 初步结论 探索新知 F1 F2 F3 3.改变拉力的方向： 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。 改变钩码的重力，重复上述实验。 进行实验 探索新知 综合结论（定滑轮的特点） 使用定滑轮不能省力，但可以改变施力的方向； 拉力（绳末端）移动距离s与重物上升高度h的关系：s=h。 滑轮实质上是杠杆的变形。 如图11-23(a) 所示，定滑轮可以看成等臂杠杆，它的转轴O是支点。由杠杆平衡条件可知，动力F₁与阻力F₂ 大小相等，使用它可以改变施力的方向，但不省力。 图11-23 滑轮实质上是杠杆的变形 探索新知 探索新知 1. 测出钩码所受的重力 ，然后按图11- 22组装动滑轮。竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升。 记录钩码所受的重力、（弹簧测力计）拉力的大小、钩码上升的距离、拉力移动的距离。 做一做 （二）动滑轮的特点 2. 增加钩码的个数，重复实验，把测得的数据填入自己设计的表格中。 实验器材：定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计。 实验步骤： 图11-22 用动滑轮提升钩码 探索新知 议一议 通过实验，你发现使用动滑轮有什么特点? 实验序号 钩码重力G/N 钩码上升的 高度h/cm 拉力F/N 拉力移动 距离s/cm ① ② ③ 探索新知 数据记录 实验序号 钩码重力 G/N 钩码上升的 高度h/cm 拉力 F/N 拉力移动 距离s/cm ① 2.0 1.2 1.0 2.4 ② 4.0 1.6 2.0 3.2 ③ 6.0 2.0 3.0 4.0 ①拉力与钩码重力的大小关系：F= G，即使用动滑轮可以省 一半力。 ②拉力（绳末端）移动距离s与钩码上升高度h的关系：s=2h。 初步结论 探索新知 如图11-23(b) 所示，动滑轮可以看成支点在一侧的不等臂杠杆，它的支点在滑轮左侧边缘的点O 处，动力臂是阻力臂的两倍，使用它最多可以省一半的力。 图11-23 滑轮实质上是杠杆的变形 探索新知 探索新知 （4）定滑轮和动滑轮的区别 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 知识点二 滑轮组 探索新知 想一想： 我们知道，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？ 探索新知 1.滑轮组：在实际使用中，人们常将动滑轮和定滑轮组合成滑轮组，这样既可以省力又可以改变施力的方向 。 想一想：如图甲、乙所示的两个滑轮组，这两个滑轮组有什么不同？ ①绳端的固定点不同： 甲固定在定滑轮的轴上，乙固定在动滑轮的轴上。 ②拉力的方向不同： 甲通过定滑轮向下，乙通过动滑轮向上。 探索新知 n:承担重的绳子段数. s:绳子末端移动的距离. 在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时: 使用滑轮组省了力，但是费距离。 n=2 s=2h n=3 s=3h 探索新知 使用滑轮组的特点： （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: F= （G + G动） 1 n 不计绳重和摩擦但考虑滑轮重： F = 1 n G 不计动滑轮重、绳重和摩擦： (3)绳子自由端的速度与被物体的速度的关系： v绳=n.v物 （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. 探索新知 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。 这一原则可概括为“奇拴动，偶拴定”。简称“奇动偶定”。 n=2 n=3 n=3 n=4 n=4 n=5 探索新知 G = ______ h = ______ F=100 N s=3m F=_____ s=_____ G=100 N h=1 m F=100 N s=______ G = ____ h=1.5 m 绳末端的速度v= ____ 物体以0.2 m/s的 速度匀速上升 300N 1m 300N 4.5m 2m 50N 练一练：用如图所示的滑轮组提高物体，根据已知条件，请填写空白处（不计绳重、摩擦及动滑轮自重 ）。 知识点三 轮轴 探索新知 在生产、生活中，人们经常会用到轮轴。轮轴由具有共同转轴的大轮和小轮组成。如图11-26所示，轮轴也可看成是杠杆的变形，轴心 O 为支点，大轮半径R和小轮半径r 分别为动力臂和阻力臂。根据杠杆原理可得 F₁R=F₂r  因为R>r, 所以F₁<F₂, 可见轮轴相当于一种省力杠杆。 门把手、汽车方向盘和扳手都是应用轮轴的实例，如图11-27所示。 图11-26轮轴示意 你能再举一些应用轮轴的例子吗? (a) 门把手 (b) 汽车方向盘 (c) 扳手 图11-27 各种各样的轮轴 探索新知 支点O R r F F2=G F1 F2 O l1 l2 r R 轮轴的特点 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。 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2 得 FR=Gr，∵ R>r ∴ F<G 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。 典例分析 1. 工人师傅用动滑轮将重600N的木箱吊到阳台上至少要用多大的拉力? 典例分析 2. 用绳和木棍体验“滑轮组”的威力。两位同学各持一根较光滑的木棍，在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，然后缓慢地拉动绳子的另一端，结果会怎样? 典例分析 3. 观察自行车，它使用了哪些简单机械?其作用分别是什么? 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1 ．在不计机械自重和摩擦的情况下，10N 的拉力不能提起重 20N 物体的是 ( ) A ．一个定滑轮 B ．一个动滑轮 C ．杠杆 D ．以上机械都可以 A 课堂练习 2．如图，工人站在地上利用滑轮组把货物提起来，请你把图中绳子的绕绳方法补充完整． 答案：如图. 课堂练习 3. 如图，用20N的拉力向上拉动绳子，使重为50N的物体5s内匀速升高5m（不计绳重和摩擦）。则下列说法不正确的是（ ） A. 绳子自由端移动的距离为15 m B. 动滑轮重为10 N C. 物体上升的速度为1 m/s D. 绳子自由端拉动的速度为6m/s D 课堂练习 4．如图所示是用滑轮匀速提升同一重物的三种方式，所用的拉力分别为F1 、F2 、F3 ，不计摩擦和滑轮自重，则 ( ) A ．F1 = F2 = F3 B ． F2 < F1 < F3 C ． F2 > F3 > F1 D ． F3 > F1 > F2 C 课堂练习 5. 工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，求： （1）动滑轮的重力； （2）钢绳自由端移动的距离； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力。 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $