湖北省天门市蒋湖中学八年级物理下册 12.2 滑轮课件 （新版）新人教版.ppt

f1l1 f2l2 2 杠杆可分为哪几种 特点是什么 省力杠杆 省力 但费距离 费力杠杆 费力 但省距离 等臂杠杆 不省力 也不费力 不费距离 也不省距离 复习提问 1 杠杆平衡的条件 杠杆的缺陷 物理八年级第十二章简单机械 12 2滑轮 1 认识定滑轮和动滑轮 2 知道定滑轮 动滑轮 滑轮组的作用 3 会根据要求使用和组装滑轮组 4 了解其他简单机械的一些应用 滑轮 边缘有凹槽 能绕轴转动的小轮 凹槽 轴 小轮 这些都是滑轮 请你观察它们的结构吧 1 将等臂杠杆的中间部分加宽 2 使之变成一个绕中心轴转动的圆轮 3 再把圆轮的外缘加工成槽状 滑轮实质上也是杠杆 下面两个滑轮在使用上有什么不同呢 旗杆顶端的滑轮 电动机下面的滑轮 国旗上升时 旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动 货物上升时 电动机下面的滑轮随物体一起移动 定滑轮 动滑轮 滑轮的轴固定不动 滑轮的轴随重物移动 滑轮的分类 图a 图b 图c 图d 常见的滑轮 电梯中的滑轮 那么定滑轮有什么特点呢 使用它能给我们带来什么好处呢 1 工作时 轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮 一 定滑轮 有什么科学道理 定滑轮的特点 探究活动一 2 定滑轮的特点 使用定滑轮不省力 但可以改变力的方向 f g拉力始终等于物重 不省力s h不省距离 动力移动距离 重物提升高度 思考 定滑轮的自重影不影响定滑轮平衡 为什么 答 不影响 因为定滑轮的重力作用线通过支点 无力臂 f1 f2 o 由于l1 l2 r 3 定滑轮实质是一个等臂杠杆 定滑轮的实质 f2 f1 o 由于l1 l2 r 得f1 f2 根据杠杆的平衡条件f1l1 f2l2 4 当力的方向改变时 力的大小不变 那么动滑轮有什么特点呢 使用它能给我们带来什么好处呢 1 工作时 轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮 二 动滑轮 有什么科学道理 动滑轮的特点 探究活动二 2 动滑轮的特点 使用动滑轮可以省一半的力 但费距离 且不能改变力的方向 s 2h费了距离 动滑轮的特点 探究活动二 o l1 l2 l1 2l2 动滑轮的实质 3 动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 f2 f1 若拉力f沿斜上方拉 f g吗 1 2 f2 f1 g l1 l2 o f1 l1 动力臂l1减小 动力f增大 4 当力的方向改变时 拉力的大小也改变 且偏离竖直方向的角度越大 拉力就越大 想想议议 1 如图所示 通过定滑轮匀速提起重物g时 向三个方向拉动的力分别为f1 f2 f3 则三个力大小关系是 a f1最大b f2最大c f3最大d 一样大 d 2 两个滑轮完全相同 其重力均为20n 分别用如图所示的两种方式 将重400n的物体以相同的速度匀速提升 不计摩擦和绳重 则下列判断正确的是 a f1大于f2b f1 f2c f1小于f2d f1和f2大小无法确定 a 3 用滑轮按图甲 乙 丙所示三种不同方式 拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动 拉力分别是f1 f2 f3 则 a f1 f2 f3b f2 f3 f1c f2 f1 f3d f3 f1 f2 d 4 图中a是 滑轮 利用这样的装置把物体举高 用力的方向应向 选填 上 下 如果用26牛的拉力 匀速提起50牛的物体 不计绳重和摩擦 滑轮a重牛 若要使物体上升2米 应将绳的自由端拉动 米 动 上 2 4 5 某同学在 研究动滑轮特点 的实验时 进行了正确操作 并记录数据如下表 分析数据后发现 实验结果与课本中 使用动滑轮能省一半力 的结论不符 面对这一事实 下列做法中最不可取的是 a 与同学分析可能原因b 实验失败 停止实验c 改进实验条件 重新实验d 查阅资料 了解结论的适用条件 b 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 想想议议 三 滑轮组 1 滑轮组由若干定滑轮与动滑轮匹配而成 滑轮组的特点 探究活动三 2 滑轮组的特点 使用滑轮组可以省力 也可以改变力的方向 同时省了力费了距离 使用滑轮组时 有几段绳子吊着物体 提起物体所用的力就是物重的几分之一 而动力移动距离是物体提升高度的几倍 n指承重绳子段数 动滑轮的作用 定滑轮的作用 2 不计摩擦 绳重时 1 不计摩擦 绳重和动滑轮的自重时 f g物 4 f g物 5 f g物 n g物 g物 3 判断承重绳子的段数 分离法 在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线 只查绕在动滑轮上绳子的段数即可 n 2 n n n 3 5 4 1 下图是滑轮的组合 确定f与g的大小关系 不计摩擦 绳重和动滑轮重 f g 讨论 若每个滑轮重30n 结果如何 f f n 2 4 滑轮组的绕线 n 3 试一试 利用两个定滑轮和两个动滑轮 可以怎样绕绳子呢 n 2 n 3 n 4 n 5 当n为偶数时 绳子的固定端在定滑轮上 当n为奇数时 绳子的固定端在动滑轮上 绕线采用 偶定奇动 原则 绕线必须画直 4 滑轮组的绕线 1 用滑轮组提升重物 请在图中画出拉力f g 3的绳子的绕法 不计动滑轮 绳重和摩擦 f 解 根据题意 n 3 则绳子固定端在动滑轮上 绕法如图 2 如下图所示 用滑轮组沿水平地面拉动物体a 请画出最省力的绕绳方法 f 定滑轮 1 使用特点 可以改变动力的方向 不省力也不费力 不省距离也不费距离 2 实质 是一个等臂杠杆 动滑轮 1 使用特点 能省一半力 但不能改变动力的方向 要多移动一倍距离 2 实质 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 f 1 2gs 2h 滑轮组 2 使用优点 既可省力 又可改变动力的方向 但不能既省力又省距离 动滑轮被几股绳子吊起 所用力就是物重和动滑轮的几分之一 3 公式 总 n 物 动 n 不计绳重 摩擦 1 s nh f gs h 1 要用30n的力刚好提起重40n的物体 下列简单机械中可以采用的是 不计机械本身重和摩擦 a 一个定滑轮b 一个动滑轮c 杠杆d 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 c 2 如图所示 重500n物体a在拉力f作用下以1m s的速度匀速向左运动 已知f 100n 不计滑轮自重 绳重及滑轮与绳子之间的摩擦 求 1 物体a受到地面的阻力 2 在5s内 绳子自由端移动的距离 解 1 物体a由2段绳子拉着 a受到地面阻力f 2f 2 100n 200n 2 物体移动的距离s vt 5s 1m s 5m 绳子自由端移动距离s绳 2s物 5 5m 10m 48 3 如图所示 在竖直向上大小为10n的力f的作用下 重物a沿竖直方向匀速上升 已知重物a上升速度为0 2m s 不计滑轮重 绳重及绳与滑轮间的摩擦 则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为 a 20n0 4m sb 20n0 1m sc 5n0 4m sd 5n0 1m s d 4 一根绳子只能承担5000n的力 用它提起1 8 104n的重物 应选什么样的滑轮组 怎样绕线 画出绕线图 思路解析 先利用滑轮组计算拉力的公式f g总 n算出绳子的段数n n g总 f 1 8 104n 5 103n 3 6 故应取4段绳子 要使用2个动滑轮 才能有4段绳子承担重物 如不改变力的方向 则只要1个定滑轮 如图 甲 所示 如果改变用力的方向 则要2个定滑轮 如图 乙 所示 5 如图所示四个滑轮组 如果装置的重力和摩擦均不计 重物g的重力为600n 要将重物匀速提起 四种情况下拉力f分别为f甲 f乙 f丙 f丁 200n 75n 85 7n 300n n 3 n 8 n 7 n 2 节水龙头 从上边看下去 也可画成下图 动力臂大于阻力臂 省力杠杆 f1 f2 o 轴 轮 四 轮轴 1 由一个轮和一个轴组成 轮半径大于轴半径 f1 r f2 r 2 实质 可看作杠杆的变形 4 特点 1 当动力作用在轮上时 轮轴可以省力但费距离 2 当动力作用在轴上时 轮轴费力但可以省距离 3 轮半径r是轴半径r的几倍 作用在轮上的动力就是作用在轴上阻力的几分之一 方向盘 门把手 水笼头 轮轴的应用 辘轳 手摇钻 扳手 轮轴的应用 h s 2 省力情况 斜面长时斜面高的几倍 所用力就是物重的几分之一 五 斜面 1 公式 fl gh 不计摩擦 沿不同斜面提升的力 15 10 0 7 25 1 40 2 1 5 直接提升物体的力 n 不同坡度斜面作用的实验记录表 2 5n 1234 3 斜面的倾角越小 越省力 或说斜面高一定时 斜面越长 越省力 1 用15n的力提起20n的物体 下列机械不可行的是 a 定滑轮b 动滑轮c 滑轮组d 杠杆e 斜面f 轮轴 a 2 如图所示 简单机械均不计摩擦 图b中r 2r 其中最省力的是 d 3 如图所示 不计滑轮重与摩擦 物体a质量为2千克 物体b质量为5千克 体积为103厘米3 先用手握住a 待放手后物体b将 a 沉到杯底b 停留在水面下任何地方c 离开水面上升d 最后浮在水面上 b 4 如图所示 直径为d的圆筒上绕着绳子 某同学用恒力f拉着绳子的自由端使圆筒在地上滚动 则他使圆筒滚动一周所做的功是 a dfb 2 dfc 4 dfd 0 b 分析 因为圆筒在地面上滚动 所以我们可以把此圆筒看做是一个动滑轮 动滑轮省一半的力 却费一倍的距离 由于圆筒在地面上滚动了一周 即 d 所以绳子自由端移动的距离是2 d 所以拉力所做的功是2 df 5 如图所示 请你至少说出两项物理学原理在自行车上的应用 轮胎上有花纹 车把上有花纹 脚蹬板上有花纹 增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力 用力刹车闸 增大压力增大摩擦力 轮胎是圆形的 轴承中的滚珠是圆形的 用滚动代替滑动减小摩擦力 转动部分和链条上加润滑油 减小接触面的粗糙程度减小摩擦 车把 后车架 轮和轴承 杠杆 尾灯 光的反射 铃铛 物体振动发声 省力机械 费距离 费力机械 省距离 既省力又省距离的机械是不存在的 六 功的原理 使用机械时 人们所做的功 都不会少于直接用手所做的功 即使用任何机械都不省功 2 不会少于 含有 大于 等于 之意 理想机械 当人们不考虑机械自重 摩擦等影响时 使用机械所做的功等于直接用手所做的功 即w机 w手 非理想机械 在实际使用机械的过程中 由于受机械自重 摩擦等因素的影响 非但不省功 还要多做功 此时 使用机械所做的功大于直接用手所做的功 即w机 w手 1 功的原理是一切机械都必须遵守的一条黄金规律 凡省力的机械一定费距离 费力的机械一定省距离 绝对不存在既省力又省距离的机械 理解 使用任何机械都不能省功 有时还要多做功 为什么还要使用机械呢 3 因为我们使用机械 有的是为了省力 如滑轮