初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）滑轮优质ppt课件

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）滑轮优质ppt课件，共65页。PPT课件主要包含了课堂导入，滑轮的利用，新知探究，旗杆顶部的轮子，电动起重机的轮子，轴和带槽的轮子，典型例题，动滑轮，定滑轮，研究的问题等内容，欢迎下载使用。
升旗时，站在地面上的人向下拉绳子，国旗就徐徐升起了。是利用什么机械把旗升上去的呢？你了解它的作用与实质吗？你还能举出它在其他方面的应用吗？
观察课件中的滑轮图片。你能说出图片中的物体的共同特点吗？
有时我们会看到工人站在地面上，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?
和升国旗一样，不是为了省力，是为了……
知识点1 定滑轮和动滑轮
能绕轴自由转动、周边有槽的轮子
2.分类：定滑轮和动滑轮。
（1）定滑轮：使用时，它的轴固定不动。
（2）动滑轮：使用时，它的轴随物体一起运动。
例1、如图所示，利用动滑轮来工作的是（ ）
解析：使用时，观察它的轴是否随物体一起运动。
1. 高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是(　　)A. 它是动滑轮B. 利用它可以省力C. 利用它可以省距离D. 利用它可以改变力的方向
2. 如图所示是用滑轮提起重物的一种使用方法，可将此滑轮看成一个杠杆，下列关于此杠杆支点O、动力F1、阻力F2的四种画法，其中正确的是(　　)
研究定滑轮和动滑轮的特点
（3）什么情况下使用定滑轮，什么情况下使用动滑轮?
（2）使用定滑轮、动滑轮是否省了距离（或需要移动更大的距离）?
（1）使用定滑轮、动滑轮是否省力（或更费力）?
分别安装定滑轮（图乙）和动滑轮（图丙）进行实验。记录实验时弹簧测力计拉力的大小和方向，以及弹簧测力计和钩码移动的距离。 通过分析实验数据，得出结论。
用滑轮拉起重物进行实验。
使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；
2 2 0.10 0.10 向上 向下
1 1 0.10 0.10 向上 向下
2 2 0.10 0.10 向上 向左
4.3 4.3 0.10 0.10 向上 向下
使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，而且费距离。
1 0.6 0.05 0.10 向上 向上
4 2.2 0.05 0.10 向上 向上
2 1.2 0.05 0.10 向上 向上
可以看成支点在中心轴O点的杠杆，动力F1=F，阻力F2=G，由杠杆平衡条件 F1l1=F2l2，即：Fl1=Gl2
一个能够连续转动的等臂杠杆
因为 l1=r，l2=r，l1=l2
可以看成支点在绳与轮相切于O点的杠杆，重物的重力作用线通过滑轮中心轴竖直向下，拉力沿绳竖直向上，所以动力臂l1=2r，阻力臂l2=r，l1=2l2。
一个动力臂等于阻力臂2倍的杠杆
动滑轮两种常见情况的等量关系（设物体做匀速运动，忽略摩擦）
例2、如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（ ）
A. 甲是动滑轮，使用时不能省力B. 乙是动滑轮，使用时可以省力C. 甲是定滑轮，使用时可以省力D. 乙是定滑轮，使用时不能省力
解析：根据使用时它的轴是否随物体一起运动来判断是定或动滑轮。定滑轮不能省力，但动滑轮可以省力。
解析： 此时力臂仍然有l1=r，l2=r，l1=l2， 由Fl1=Gl2，得G=F=10N。
练习1.如图所示，小明用重为4N的定滑轮匀速提升物体，小明所用拉力为10N。不计摩擦和绳重，则物体的重力为（ ）A. 4N B. 6N C. 10N D. 14N
定滑轮能改变力的方向，但不能省力；动滑轮能省力，但不能改变力的方向。
定滑轮和动滑轮组合在一起的装置
能否得到这样一种机械，既可以省力，又可以改变力的方向呢?
讨论：甲乙这两种绕线方法有什么不同?
甲
绳子的起点；拉力的方向；拉力的大小；移动的距离。
定滑轮 动滑轮
0.5 向上 0.1 3 0.2 向下 0.3
1.5 向上 0.05 3 0.5 向下 0.15
0.5 向上 0.1 2 0.3 向上 0.2
1.5 向上 0.05 2 0.8 向上 0.1
甲 乙
使用滑轮组既_____省力，又_____改变力的方向，但_____距离。
图甲中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重。用这个滑轮组提起重物，如果忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦，只要用物重 的力就可以提起重物。
用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的几分之一。
n=3
用滑轮组提起重物时，若不计摩擦和绳重，考虑动滑轮自重G动，则有动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重和动滑轮重的几分之一。
滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍：
s→绳子自由端移动的距离；h→物体上升的高度；n→承担物重的绳子的段数。
n
1.确定绳子的段数用n= G/F或 n=s/h 来求，当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。
2.滑轮组的绕绳方法当承重绳子的段数n为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数n为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上；概括为“奇动偶定”。
例3、一位同学组装了如图所示的滑轮组，将重100N的重物匀速提升10m，若每个滑轮重20 N，且不计绳重和摩擦。求：绳自由端的拉力F和移动的距离s。
分析题图可知，承担总重的绳子段数为n=2，不计绳重和摩擦时，拉力F为
s=nh=2h=2×10 m=20 m
绳自由端移动的距离s为
轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。
注意：动力施加在轮上，省力，但费距离；动力作用在轴上，费力，但省距离。
轮轴相当于一个可连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上。
斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面，也是一种简单机械。
斜面高度一定时，斜面越长越省力。
例4、下列说法错误的是 （ ）A. 使用轮轴既可以省力，又可以改变力的方向B. 盘山公路实际上就是一个斜面C. 动力作用在轮轴的轮上，轮的半径就是动力臂D. 使用轮轴一定省力
解析：动力施加在轮上，省力，但费距离；动力作用在轴上，费力，但省距离。D选项错误。
3. 如图所示，动滑轮重为2 N，拉力F为6 N，整个装置处于静止状态，则重物G和弹簧测力计的示数分别为(不计绳重和摩擦)(　　)A. 4 N、5 N B. 9 N、10 NC. 10 N、6 N D. 9 N、5 N
【点拨】动滑轮上有效绳子的段数n＝2，不计绳重和摩擦，重物的重力G＝2F－G动＝2×6 N－2 N＝10 N，弹簧测力计的示数等于拉力F的大小，即弹簧测力计的示数为6 N。
4. 如图所示，用滑轮组将重为30 N的重物匀速提升了0. 3 m，若不计滑轮自重和摩擦，则作用在绳子A端的拉力F及绳子A端移动的距离分别为(　　)A. 30 N、0. 3 m B. 10 N、0. 1 mC. 30 N、0. 1 m D. 10 N、0. 9 m
5. 用如图所示的简单机械使重为G的物体处于静止状态。图中滑轮质量、滑轮与绳之间的摩擦力均不计。这四种情况下用力最小的是(　　)
6. 如图是某风景区的一段盘山公路，盘山公路相当于简单机械中的________，使用它可以________(填“省力”或“省距离”)。
7. 如图所示，在20 N的水平拉力F作用下，使重为200 N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，不计滑轮重、绳重和绳子与滑轮间的摩擦，则物体与地面间的滑动摩擦力为________N；若物体的速度为0. 3 m/s，则5 s后，拉力F作用的绳子自由端移动________m。
【点拨】由图可知，动滑轮上绳子的有效段数n＝3，不计滑轮重、绳重和绳子与滑轮间的摩擦，物体做匀速直线运动时，物体所受的滑动摩擦力与三段绳的拉力平衡，根据力的平衡条件可得，物体与地面间的滑动摩擦力f＝nF＝3×20 N＝60 N；物体移动的距离s物＝v物t＝0. 3 m/s×5 s＝1. 5 m，绳子自由端移动的距离s＝ns物＝3×1. 5 m＝4. 5 m。
8. 如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由4个定滑轮和2个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架横梁保持水平，不计摩擦，衣服和晾衣架(含动滑轮)的总重是60 N，则静止时绳子拉力是______N；要使衣架横梁上升0. 5 m，则绕进旋轮上的绳子长度是______m。
9. 如图所示为我国古人发明的绞车的机械模型，推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物。下列说法不正确的是(　　)A. 硬棒CD(或EF)及转轴组成的装置是省力杠杆B. 滑轮B为动滑轮，它的作用是省力C. 绕轴O上增加的绳长等于重物上升的高度D. 滑轮A是定滑轮，它的作用是改变力的方向
【点拨】在重物提升的过程中滑轮A、B的轴均固定不动，所以两滑轮均为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故B错误，符合题意。
10. [2025广州二模] 利用滑轮组设计健身器材，配重质量为10 kg，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，要求拉力大小范围为250～350 N(滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，g取10 N/kg)。下列方案符合要求的是(　　)
11. 重力均为1 N的A、B两个滑轮按如图所示进行组装，重物G＝20 N，绳端拉力为F。若不计摩擦，在匀速提起重物时，下列结论中正确的是(　　)A. A、B均为定滑轮，F＝20 NB. A、B均为动滑轮，F＝5. 5 NC. A为定滑轮、B为动滑轮，F＝10. 5 ND. A为定滑轮、B为动滑轮，F＝9. 5 N
12. 用如图甲所示的滑轮组将放置在水平地面上重为100 N的物体向上提升。当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系图像分别如图丙和丁所示(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。
下列计算结果正确的是(　　)A. 动滑轮的重为50 NB. 1～2 s，物体对地面的压力为10 NC. 匀速拉动时，拉绳子的速度为0. 4 m/sD. 1～3 s，物体的平均速度为0. 15 m/s
13. 如图所示，一质量为55 kg的人站在重为200 N的木块上，人拉绳使木块和人一起向左做匀速直线运动，人与木块相对静止。若地面对木块的摩擦力是木块对地面压力的1/5，不计滑轮和绳的重力及滑轮与绕绳的摩擦，人受到木块的摩擦力为________N。(g取10 N/kg)
木块匀速直线运动时，水平方向受到向左的绳子的拉力2F、人对木块向左的摩擦力f人(因为人对木块的摩擦力与木块对人的摩擦力是相互作用力，大小相等、方向相反)和地面对木块向右的摩擦力f的作用。这三个力是平衡力，所以有f人＋2F＝F＋2F＝f＝150 N，解得，人受到木块的摩擦力f木＝f人＝F＝50 N。
14. 如图所示，小荣同学根据已学的物理知识，设计了一种“类滑轮组”的特殊提升装置，该装置主要由动滚轴和绳子组装而成。已知摩托车的质量为120 kg，人的质量为50 kg，人双脚与水平地面的接触面积为500 cm2，如果人在1 min内，用大小为300 N的拉力把摩托车匀速拉高0. 4 m，不计绳重和机械间摩擦。
(g取10 N/kg)求：(1)人正常站立在水平地面上时，人对地面的压强；
(3)人所做功的功率。
15. 某小学大门口设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4 N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧(如图所示)。放学时，值班教师用13 N的力将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌受到铁夹的摩擦力大小为________N。雨天，标志牌被拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
(1)猜想1：考虑到“雨天木质标志牌受潮膨胀”，导致标志牌被拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
木质标志牌受潮膨胀导致铁夹张开幅度变大，铁夹夹得更紧，压力变大，在接触面粗糙程度一定时，标志牌受到铁夹的摩擦力变大　
(2)猜想2：考虑到“雨天木质标志牌表面湿润”，导致标志牌被拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是________________________________________________________________________________________________。
木质标志牌表面湿润，导致接触面的粗糙程度变小，在压力一定时，标志牌受到铁夹的摩擦力变小
(3)同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的最大测量值，于是设计出改进方案1和改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0. 3 N，不计绳重及滑轮处摩擦。应采用改进方案_____进行探究，实验时，匀速拔出标志牌的过程中，测力计示数为4. 4 N，拔出后静止时，测力计示数为1. 6 N，淋湿、吸水后标志牌重为_____N。雨天，标志牌被拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为_____N，猜想_____起主导作用。