2.1 简单机械 第4课时（教学课件）科学新教材浙教版九年级下册

该初中科学课件聚焦定滑轮、动滑轮及滑轮组的定义、特点、杠杆本质和计算公式，通过知识回顾复习杠杆平衡条件，为新知学习搭建支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于突出探究实践与科学思维，通过小组合作组装实验探究滑轮组作用，结合杠杆模型分析滑轮本质，用表格对比总结定滑轮动滑轮特性。例题联系生活应用，助力学生提升知识应用能力，教师可借助丰富实验与实例优化教学效果。

简单机械 第 1 节 第2章 第4课时 滑轮和滑轮组 机械与动力工程 浙教版 九年级下册 1.定滑轮、动滑轮定义、特点、杠杆本质。 01 知 识 目 标 02 2.滑轮组拉力F=G总/n、绳距s=nh计算公式与绕线股数判断。 02 重点 重点 难点 01 科学观念 准确说出滑轮的结构特征，区分定滑轮、动滑轮；掌握定滑轮、动滑轮实质，能画出两类杠杆的支点、动力臂、阻力臂并分析省力规律；熟记滑轮组拉力、绳子移动距离计算公式，分清竖直、水平两种滑轮使用场景的计算区别； 理解简单机械通用规律 02 科学思维 通过实验数据对比定、动滑轮拉力大小、距离、力的方向变化，归纳两类滑轮优缺点； 能根据滑轮组绕线判断承重绳子股数 n，结合总重力计算拉力大小；结合生活吊车、古代提水装置、健身器材实例，分析滑轮的选型依据。 03 科学探究 独立完成定滑轮、动滑轮对比分组实验，规范记录重力、拉力、移动距离数据；自主组装两种绕线方式的滑轮组，对比 n=2、n=3 时拉力变化，总结规律； 04 态度与责任 了解古今滑轮应用：古代井架定滑轮、现代吊车滑轮组、空间站机械臂滑轮，感受机械发展；能根据工程需求选择滑轮 / 滑轮组，树立合理选用简单机械、兼顾省力与操作便利的实用思维。 素 养 目 标 1.杠杆平衡条件： 省力杠杆L1 L2，费力杠杆L1 L2，等臂杠杆L1 L2。 2.省力杠杆一定 距离，费力杠杆一定 距离，任何机械都不能省 。 3.最小力作图要点：连接支点与杠杆最远点为最长力，力与该线段 。 4.斜面属于 简单机械，螺丝钉、盘山公路都是 变形。 知识回顾 F1L1=F2L2 ＞ ＜ = 费 省 功 垂直 省力 斜面 定滑轮和动滑轮 探究新知 PART 1 新知讲授 在吊车上，装有一种叫作滑轮(pulley)的简单机械。滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。根据需要，滑轮有两种使用方式。 一、认识滑轮 1．观察滑轮，并指出它的结构特点。 滑轮是一种周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。 新知讲授 1.观察实验用的滑轮，尝试将细线穿过滑轮。 2.请用滑轮、细线、铁架台等设计两种方案，要求利用滑轮把钩码提升起来，在图2.1-17中画出实验装置图。 3.利用设计的方案，组装实验装置，提升钩码。 4.分析这两种方案的不同之处。 方案一 滑轮的轴固定不动就是定滑轮。 支点在轴心o处 新知讲授 方案二 滑轮的轴跟物体一起运动是动滑轮。 支点在边缘o处。 新知讲授 使用滑轮时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分为定滑轮和动滑轮两类。 定滑轮的轴固定不动， 动滑轮的轴随钩码一起移动。 二、定滑轮和动滑轮 定滑轮 动滑轮 新知讲授 1.如图2.1-18甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重G₁ 2.如图2.1-18乙所示，通过定滑轮用弹簧测力计匀速向下拉动钩码，记录弹簧测力计的示数F₁,并与钩码的重G₁相比较。 3.改变拉力的方向，如图2.1-18丙所示。观察弹簧测力计的示数是否发生变化。 4.用弹簧测力计测出钩码和滑轮的总重G₂。如图2.1-18丁所示，通过动滑轮用弹簧测力计匀速向上拉动钩码，记录弹簧测力计的示数F₁,并与钩码和滑轮的总重G₂相比较。 1.实验时，可以用弹簧测力计拉着钩码处于静止时读数。 2.沿不同方向拉弹簧测力计时，由于弹簧的自重，需要调零后测量。 始终不变 不变 F1读数近似等于钩码和滑轮的总重的一半。 新知讲授 【实验发现】 使用定滑轮不能省力，但能够改变力的作用方向。 使用动滑轮可以省一半力，但不能改变力的作用方向，而且动力作用点移动的距离大于钩码上升的距离。 由于滑轮与转动轴间摩擦力的存在，实际所用的力要大一些。 新知讲授 在图2.1-19乙作出定滑轮的转轴O、动力F₁、阻力F₂(大小等于G₁)、动力臂I₁和阻力臂l₂,并找出动力臂l₁和阻力臂l₂之间的关系，分析为什么使用定滑轮不省力。 为什么使用定滑轮不能省力，使用动滑轮可以省一半力? L2 L1 定滑轮在使用时，相当于一个等臂杠杆，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。 由杠杆平衡的条件:F1L1=F2L2 即：F1L1=GL2 所以：F1 =G 因为：L1=L2 因此：只使用定滑轮，无论拉力方向怎么样，F＝G 所以定滑轮不省力但能改变力的方向。 新知讲授 在图2.1-19丁作出动滑轮的转轴O、动力F₁、阻力F₂(大小等于G₂)、动力臂l₁和阻力臂l₂,并找出动力臂1₁和阻力臂l₂之间的关系，分析为什么使用动滑轮可以省一半力。 为什么使用定滑轮不能省力，使用动滑轮可以省一半力? 动滑轮在使用时，O 点为杠杆支点，滑轮的轴为阻力作用点，提升重物时，若不改变拉力的方向，则动滑轮相当于动力臂是阻力臂2 倍的省力杠杆。 L1 L2 F2 F1 由杠杆平衡的条件：F1L1=F2L2 即：F1L1=GL2 所以F1 =G/2 因为 L1=2L2 F2=G 因此：使用动滑轮，可以省力但不能改变力的方向。 新知讲授 滑轮实质上是杠杆。 定滑轮相当于一根等臂杠杆，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。 动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。（不改变拉力的方向） 使用滑轮组时，拉力的大小究竟与什么因素有关? 实际应用时，常常将定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。 滑轮组不仅可以省力，还可以改变力的方向。 滑轮组 探究新知 PART 2 新知讲授 1.用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重G。 2.按如图2.1-20甲所示匀速拉动或静止拉住绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的示数F₁。 3.按如图2.1-20乙所示匀速拉动或静止拉住绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的示数F₂。 新知讲授 表2.1-3探究使用滑轮组时拉力与绳子的关系 实验 钩码和动滑轮的总重/N 承重绳子股数 弹簧测力计的拉力/N 甲 4.2 2 2.1 乙 4.2 3 1.4 F1=G/2 F2=G/3 【实验结论】拉力F的大小与承担物体总重的绳子段数n有关。 4.弹簧测力计的拉力与承重绳子股数有什么关系? 使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。 1 n F＝ G S=nh 新知讲授 杠杆、滑轮等简单机械，有的省力，有的不省力，有的可以减小移动距离，有的却要增大移动距离。在使用简单机械时，你认为省力或费力、省距离或费距离，它们之间有什么关系? 使用简单机械时， 省力的就要费距离，且力是几分之一、距离就是相应的几倍； 费力的就可以省距离，且力是几倍、距离就是几分之一。 【例题】缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300N,两位同学用两个滑轮连接成如图2.1-21所示的滑轮组，按他们的设计组装的滑轮组能提升600N的重物吗?(已知动滑轮重20N,摩擦及绳的质量不计) 新知讲授 解：重物和动滑轮的总重G=600N+20N=620N。 在如图2.1-21甲所示的滑轮组中，总重由2股绳子承担，则所用的拉力为： F===310N 甲 乙 可见，拉力大于绳子所能承受的最大拉力，甲滑轮组不能用来提升600N的重物。 在如图2.1-21乙所示的滑轮组中，总重由3股绳子承担，则所用的拉力为： F===206.7N 答：图2.1-21中的甲滑轮组不能提升600N的重物，乙滑轮组能用来提升600N的重物 可见，拉力小于绳子所能承受的最大拉力，乙滑轮组能用来提升600N的重物。 新知讲授 水平拉动滑轮，思考力与运动速度 F=2f f V=0.5VA VA V F=0.5f f V=2VA VA V 新知讲授 课堂小结 【详解】 （2026·浙江绍兴·模拟预测）如图甲中的球形石墩，小科用图乙的方式移动它。关于小科的做法，下列说法正确的是（    ） A．省功 B．省力 C．费力 D．省距离 【例1】 A．由于存在摩擦，使用任何机械，都不能省功，故A错误； BC．由图乙得，移动石墩的力由两段绳子承受，所需拉力减小，即小致用图乙的方式移动它，可以省力，故B正确，C错误； D．拉力移动的距离为石墩移动距离的2倍，则按图乙移动石墩，费距离，故D错误。 B 新知讲授 【详解】 （25-26九年级上·浙江丽水·期末）为了帮助家人锻炼身体，小科制作了如图所示的简易拉力器，图中的滑轮（　　） A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力 C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向 【例2】 滑轮的位置固定不变的是定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变动力的方向；滑轮随物体运动的是动滑轮，使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。由题可知，图中滑轮的位置固定不变，是定滑轮，可改变力的方向，故C符合题意，ABD不符合题意。 C 新知讲授 【详解】 （2025·浙江绍兴·二模）如图是古人利用滑轮打水的场景。绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。则滑轮的类型和作用分别是（　　） A．定滑轮，省力 B．定滑轮，改变力的方向 C．动滑轮，省力 D．动滑轮，改变力的方向 【例3】 根据图片可知，该滑轮固定在支架上，不随水桶一起移动，属于定滑轮，只能改变拉力方向，故B正确，ACD错误。 B 新知讲授 教 寄 师 语 细究材料性质，巧造万物便利生活 浙教版 九年级下册 $