初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）滑轮获奖教学课件ppt

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1.能识别定滑轮和动滑轮（物理观念）2.了解定滑轮和动滑轮的特点，并能根据实际情况需要合适的滑轮解决实际问题（物理观念和科学探究）3.画安装滑轮组，并能根据安装情况分析拉力与物重间的关系（物理观念和科学思维）
如右图所示，观察并回答问题：工人站在地面上，利用滑轮将重物提升到楼上。这样使用滑轮有什么好处?会省力吗?
在我们的生活中，除了杠杆之外，滑轮(pulley)也是一种常用的简单机械，它通常由绳索或链条绕过具有转动轴的圆轮构成。
1. 认识定滑轮和动滑轮
（1）滑轮：能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。
①定滑轮：轴不随物体一起运动的滑轮，叫定滑轮。。
②动滑轮：轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。
观察右下图，比较两滑轮的位置变化情况
活动：动手体验用定滑轮和动滑轮提升重物，说说你的感觉。
（1）使用定滑轮、动滑轮是否省力（或更费力）？（2）使用定滑轮、动滑轮是否省距离（或费距离）？（3）什么情况下使用定滑轮，什么情况下使用动滑轮？
1. 实验探究：定滑轮和动滑轮的工作特点
如右图所示，分别使用同一个物体在不使用滑轮、使用定滑轮和使用动滑轮匀速移动物体，记录整个过程中用力的大小，物体移动的距离及动力的移动距离，动力的方向，然后由数据分析，得出结论。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计拉钩码勾速上升h=10 cm,记录弹簧测力计的示数 F,、拉力方向及绳子自由端移动的距离s.(2)按图乙所示安装定滑轮,让钩码匀速上升h=10cm,记录弹簧测力计的示数F、拉力方向及绳子自由端移动的距离s.(3)按图丙所示安装动滑轮,让钩码匀速上升h=10cm,记录弹簧测力计的示数F、拉力方向及绳子自由端移动的距离s。(4)换用数量不同的钩码,重复上面的步骤。
研究定滑轮和动滑轮的特点
拉力方向与钩码运动方向相反
拉力方向与钩码运动方向相同
（1）使用定滑轮既不省力,也不省距离,但可以改变力的方向.（2）使用动滑轮能省力,但要费距离,且不能改变力的方向
(1)实验中安装滑轮时,注意绳子要放在槽内,以免绳子脱落使摩擦变大,影响实验效果(2)实验中,注意要使动滑轮两侧绳子平行或夹角很小(3)实验中应选用重一些的钩码、较轻的动滑轮、光滑的细绳,以减小实验中摩擦力、动滑轮自重的影响(4)实验中要保证轮和轴间有良好的润滑,以减小摩擦
如图所示，定滑轮的轴心O为支点，动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。
F1l1=F2l2
Fl1=Gl2
通过理论分析可知，定滑轮实质上是一个等臂杠杆，所以不省力。
在忽略摩擦的情况下，物体受到重力G和拉力F的作用。 由于物体匀速上升，所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力，则： F＝G
结论：使用定滑轮不省力，可以改变力的方向.
物体向上运动，用力的方向却是向下，所以，使用定滑轮能改变力的方向.
用平衡力的知识研究定滑轮的特点
动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
动滑轮相当于一根杠杆，支点在绳和轮相切的O处；拉力F1是动力，重物的拉力是阻力F2；动力臂l1是轮直径、阻力臂l2是轮半径。
根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2
用平衡力的知识研究动滑轮的特点
不省力，能改变力的方向
动力臂是阻力臂二倍的杠杆
能省力，不能改变力的方向
5. 定滑轮与动滑轮的特点
6. 几种常见情况下的等量关系
F=f，f 为物体受到的摩擦力v绳=v物
S绳=2S物，v绳=2v物
【典例1】如图所示，用力F1和F2分别匀速提起物体C时，滑轮 可以看作等臂杠杆（选填“A”或“B”）。使用A的好处是 。若物体C重50N，滑轮重力不计，则力F2的大小为 N。
【典例2】如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.1m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N．不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。若物体A匀速运动2s，则物体A受到的摩擦力为为 N.
【典例3】如图所示，物体 A 的质量 m=12kg，在拉力 F 的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长，拉力F是____N。
[1]因物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，则f=F示=12N如图所示，作用在动滑轮轴上的拉力F=2f=2×12N=24N
1. 滑轮组 把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。
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？
由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合？这样的组合各有什么特点？
①绳端的固定点不同：甲固定在动滑轮的轴上，乙固定在定滑轮的轴上。②拉力的方向不同：甲通过动滑轮向上，乙通过定滑轮向下。
如图甲、乙所示的两个滑轮组，这两个滑轮组有什么不同？
用如图甲、乙所示的滑轮组把重力为G的物体提高h，在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时，所用拉力F各是多大？拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么关系？
使用该滑轮组省力费距离。
图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.
分析动滑轮受力可知，四个力平衡：F1+F2+F=G物
∵同一根绳子上的力相等：F1=F2=F
拉力移动的距离：s=3h
①分析甲滑轮组的省力与费距离的情况
图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.
②分析乙滑轮组的省力与费距离的情况
拉力移动的距离为S=2h
③由两个定滑轮、动滑轮组成的滑轮组的省力费距离情况
利用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组，可以怎样绕绳子呢？有几种方法？
①绳端的起点（固定点）不同： 甲固定在定滑轮的钩上；乙固定在动滑轮的钩上。②拉力的方向不同： 甲中拉力的方向向下，乙中拉力的方向向上。
这两种绕线方法有什么不同？
这两种方法拉力的大小是否相等？拉力移动的距离是否相等？
动滑轮受力分析：F1+F2+ F3+ F4 =G
同一根绳子上的力相等：F1=F2= F3=F4 = F
同一根绳子上的力相等：F1=F2= F3=F4 = F5= F
动滑轮受力分析：F1+F2+ F3+ F4 + F5=G
在不计绳重，动滑轮重和摩擦，用一根绳子组装的滑轮组时，拉力F大小和绳子自由端移动的距离s与动滑轮相连的绳子段数n有关。
设物体升高h，则吊起动滑轮的每段绳子都要抽走h，这些都只能从绳子自由端抽走，则绳子自由端在相等的时间内共需要抽走nh，即s=nh。所以连接动滑轮的绳子段数n越多，绳子自由端移动的距离越大。
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：
不计动滑轮重、绳重和摩擦：
3. 总结——滑轮组的特点
①拉力的大小与物重的关系
在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线。只数与动滑轮相连的绳子，即为绳子的段数，用n表示。
②判断滑轮组绳子段数n的方法 —— 分离法
③组装滑轮组的原则——“奇动偶定”
当承重的绳子段数n为偶数时，绳子固定端系在定滑轮的挂钩上；当n为奇数时，绳子固定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”。
【典例5】利用如图所示的滑轮组拉着一重为180N的物体在水平面上以0.1m/s的速度匀速直线运动，此时物体受到 个力的作用。已知物体与地面的摩擦力为90N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，则绳子自由端的拉力F= N，绳子自由端移动的速度v= m/s。
【详解】[1]物体做匀速直线运动时，此时物体受平衡力，物体所受水平方向的拉力与水平方向的摩擦力平衡，物体所受竖直向下的重力与竖直向上的支持力平衡，此时物体受到4个力的作用。
[3]绳子自由端移动的速度为v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
既能省力，又能改变力的方向
省力费距离，但不能改变力的方向，实质是省力杠杆
不省力，不费距离,可以改变力的方向，实质是等臂杠杆
1．用图中的装置来提升重物，既省力又能改变力的方向的是（   ）
2．用下图所示的简单机械，使物重同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中所用力最小的是（　　）
3．如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力F甲和F乙移动的速度分别为v甲和v乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲和F乙、v甲和v乙之间的大小关系是（　　）A．F甲＞F乙、v甲＜v乙B．F甲＞F乙、v甲＞v乙C．F甲＜F乙、v甲＜v乙D．F甲＜F乙、v甲＝v乙
5．星期一，学校要举行升国旗仪式。如图所示，在旗杆顶端装有一个滑轮，该滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，它的作用是 。
6．如图所示，分别用滑轮匀速提升物体A、B，其中甲滑轮为 滑轮，乙滑轮相当于 杠杆；若物体A、B所受重力相等，不计滑轮重力及摩擦，则所用拉力F1 F2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
7．使用滑轮组时，直接承担物重的绳子段数为n。若n为偶数，则绳子的固定端挂在 滑轮上；若n为奇数，则绳子的固定端挂在 滑轮上。（均选填“定”或“动”）
8．图甲和图乙都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点。请回答下列问题。
(1) 滑轮组能改变动力的方向，而 滑轮组不能改变动力的方向。(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。
9．如下图所示，A、B为两个弹簧测力计，如果拉力F为3N，那么A的示数为 N，B的示数为 N。
【详解】[1]弹簧测力计A连接的滑轮上有3段绳子，所以动滑轮对弹簧测力计的拉力即弹簧测力计A的读数是拉力的3倍，即弹簧测力计A的示数是3×3N=9N[2]弹簧测力计B连接的滑轮上有2段绳子，所以动滑轮对弹簧测力计的拉力即弹簧测力计B的读数是拉力的2倍，即弹簧测力计B的示数是2×3N=6N