八年级物理全册 第十章 第二节 滑轮及其应用课件 （新版）沪科版

1、第二节滑轮及其应用,体验 旗杆上的滑轮,活动1:观察旗杆上的滑轮。 活动2:用手向下拉动绳子,使国旗上升。 国旗上升时,手对绳子的力方向向,滑轮 (选填“会”或“不会”)随国旗一起运动。 提示:下不会,1.什么是定滑轮、动滑轮和滑轮组? 2.定滑轮、动滑轮和滑轮组各有什么特点?在生产生活中有哪些应用? 3.定滑轮和动滑轮的实质是什么,探究 1 定滑轮和动滑轮的特点 结合“体验”,思考以下问题: 1.议一议: 用以下两种方案提升重物,当重物被提升时,滑轮的运动情况有什么不同,参考答案:方案甲,滑轮不随重物一起运动;方案乙,滑轮随重物一起运动,2.填一填: (1)使用滑轮时,滑轮的轴固定不动的滑轮

2、叫作_。 (2)使用滑轮时,轴随物体一起运动的滑轮叫作_。 提示:判断定滑轮、动滑轮是以滑轮的轴是否移动为根据的,滑轮的轴固定不动的是定滑轮,滑轮以及轴都随着重物一起运动的是动滑轮。 参考答案:(1)定滑轮(2)动滑轮,探究 2 定滑轮的作用和实质 1.实验设计,如图所示,1)用定滑轮拉起重物,并多次改变拉力方向; (2)记下每次实验的拉力大小及方向,2.实验数据,3.分析数据: 使用定滑轮省力,改变力的方向。(均选填“能”或“不能”) 参考答案:不能能,4.议一议:请你运用杠杆平衡条件,并参照图片,说说定滑轮不省力的道理,提示:从图中可以看出定滑轮动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,即使拉力的方

3、向发生改变,力臂的大小也不变,因此定滑轮实质上是等臂杠杆,根据杠杆平衡条件可知动力和阻力也是相等的,即使用定滑轮既不省力也不费力。 参考答案:定滑轮实质是等臂杠杆,动力和阻力相等,故不能省力,探究 3 动滑轮的作用和实质 结合预习,回答下列问题: 1.实验设计,如图所示,1)用动滑轮拉起重物,并多次改变拉力方向; (2)记下每次实验的拉力大小及方向,2.实验数据,3.分析数据: 使用动滑轮省力,改变力的方向。(均选填“能”或“不能”) 参考答案:能不能,4.议一议:请你运用杠杆平衡条件,并参照下面两图,说说动滑轮省力的道理,提示:动滑轮的动力臂等于滑轮的直径,阻力臂等于滑轮的半径,故动滑轮实质

4、是动力臂为阻力臂2倍的杠杆,根据杠杆平衡条件可知动力等于阻力的一半,即使用动滑轮可以省一半的力。 参考答案:动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆,故动力等于阻力的一半,所以能省一半力,探究 4 滑轮组 1.填一填:动滑轮和定滑轮各有优缺点,若我们既想省力,又想改变力的方向,可使用。 参考答案:滑轮组,2.试一试:一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组,你能设计出几种组合方式?在下面画出你的方案,参考答案,3.做一做:用你设计的滑轮组提升重物,记下拉力和物重,再数一数承担重物的绳子股数,你有什么发现,提示:甲图中,承担重物的绳子是2股,拉力是物重的一半;乙图 中,承担重物的绳子是3股,拉力是物重的三分

5、之一。由此可以 看出使用滑轮组提升重物时,作用在绳子自由端的拉力为F= (n是承担物重的绳子的股数)。 参考答案:使用滑轮组提升重物时,作用在绳子自由端的拉力 与物重的关系是F= (n是承担物重的绳子的股数,定滑轮、动滑轮和滑轮组的比较,固定不动,一起运动,改变,不改变,nh,等臂,省力,拓展延伸】简单机械的认识 各种简单机械都有各自的特点,人们在生产生活中根据自己的需要和机械的特点,在不同的情况下采用不同的方法,给自己的工作带来了很大的方便,也省了力,如人们用杠杆撬动石头,用滑轮提升物体等。不仅如此,在人体和动物体的某些部位,也存在简单机械的功能,如人的胳膊、螃蟹的螯等,我们将各种简单机械根

6、据其特点进行组合,就可以组成更复杂的机械,当今社会我们使用的复杂机械都是由各种简单机械有机组合而成的。例如,起重机实质就是由滑轮组和杠杆组合起来的。另外,对于像机器人等先进的机械来说,也离不开简单机械。任何先进的机械都可以分为机械控制系统和机械传动系统,机械控制系统是机器的核心。随着电子技术的发展,机械控制系统越来越先进,使人们操作起来越来越方便。而机械的传动系统就是简单机械的组合,考点 1 滑轮组的省力情况 【典例1】(2013福州中考)小明用如图所示的滑轮组,将重为1.5 N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手拉力的大小实际应该是() A.小于0.75N B.等于0.75N C.大于0

7、.75N D.等于0.5N,思路导引】解题的思路如下,精讲精析】选C。本题考查滑轮组的相关知识。由图可知， 承担物体重力的绳子段数为2，当不计绳重和摩擦时，作用在 绳子自由端的拉力F跟物重G之间的关系是F= 实际拉力一定大于物体重力的一半。故选C,方法归纳】(1)滑轮组绳子股数的判断:判断滑轮组承担物重的绳子股数的常用方法：在动滑轮与定滑轮之间画一虚线(如图)，把它们隔离开来，只数绕在动滑轮上的绳子股数即可。如甲图n=3,乙图n=2,2)滑轮组省力情况的判断： 滑轮组竖放(如图所示)：F= (G+G动)， s=nh。 滑轮组横放(如图所示)。 F= f(不计绳与轮的摩擦，f为物体所受摩擦力)，

8、s=nL(L为物体移动距离)。2滑轮组的组装和设计,考点 2 滑轮组的组装和设计 【典例2】(2013日照中考)如图所示,用滑轮组提升重物,用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法,思路导引,精讲精析】本题考查滑轮组的组装。滑轮组的省力特点:滑轮组由几段绳子承担物重,提起绳子的力就是物重的几分之一,承担物重的绳子段数越多,越省力。题目中有一个定滑轮,一个动滑轮,可由3段绳子提着动滑轮,起始端从动滑轮开始。 答案:如图所示,方法归纳】滑轮组的组装和设计 (1)n为偶数时,绳子的固定端应拴在定滑轮上(即“偶定”), 如果不需要改变用力的方向(如自由端向上拉),则需要的动 滑轮个数为 个,定滑轮的个

9、数比动滑轮少一个,如图甲所示; 如果需要改变用力的方向(如自由端向下拉),则动滑轮和定滑 轮个数都等于 ,如图乙所示,2)n为奇数时,绳子的固定端应拴在动滑轮上(即“奇动”), 如果不需要改变用力的方向,则动滑轮和定滑轮的个数都等 于 ,如图丙所示;如果需要改变用力方向,则需要再加一 个定滑轮,即动滑轮个数为 ,定滑轮个数为 +1,如图丁所示。综上所述,滑轮组设计原则可归纳为:偶定奇动,一动配一定,偶数减一定,变向加一定,1.如图为家庭手摇升降晾衣架结构图,当顺时针摇动手柄时,横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是() A.甲B.乙C.丙D.丁,解析】选D。本题考查动滑轮和定滑轮的判断。动滑轮随物体

10、一起上升,定滑轮不随物体一起上升,观察图可知,甲、乙、丙都是定滑轮,丁是动滑轮,2.(2013株洲中考)如图,健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时,图中的滑轮是() A.定滑轮,可省力 B.动滑轮,可省力 C.定滑轮,可以改变力的方向 D.动滑轮,可以改变力的方向 【解析】选C。图中所示滑轮,能够绕着固定点转动,且滑轮不随重物一起提升,所以是定滑轮,可以改变力的方向,但是不能改变力的大小,3.小李的质量为50kg,可以举起80kg的杠铃;小胖的质量为70kg,可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛,双方都竭尽全力,看谁能把对方拉起来。比赛结果应是() A.小李把小胖拉起

11、B.小胖把小李拉起 C.两个都拉不起D.两个都拉起,解析】选B。本题考查定滑轮工作的特点,注意人拉绳子施加的拉力与人举起杠铃施加的举力是不相同的。定滑轮是一个等臂杠杆,不省力也不费距离,但可以改变力的方向;小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样,但向下拉动定滑轮上的绳子与他们的胳膊的施力无关,对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小,由于装置是定滑轮,只改变力的方向,不能省力,所以绳子上的作用力最大等于小李的重力,小于小胖的重力,即小胖把小李拉起。故选B,4.如图,已知GA=GB=120N,不计绳重和摩擦。当滑轮重忽略 不计时,分别用力匀速提升物体A和B,则FA=N, FB=N;当滑轮重不能忽

12、略时,若滑轮重为10N,分别用力匀速提升物体A和B,则FA=N,FB=N,解析】本题考查定滑轮和动滑轮的特点。当滑轮重忽略不 计时，FA= =60 N，FB=GB=120 N；当滑轮重不能忽略时， FA= =65 N，FB=GB=120 N。 答案：60 120 65 120,5.滑轮在生活中有着广泛的应用,在需要改变力的方向时,要使用(选填“定滑轮”或“动滑轮”);在需要省力时,要使用(选填“定滑轮”或“动滑轮”)。 【解析】本题考查了定滑轮、动滑轮的特点。定滑轮可以改变力的方向,但是不能省力,动滑轮可以省力,但是不能改变力的方向。 答案:定滑轮动滑轮,6.如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,弹簧测力计的示数 为N,如果不计滑轮重和摩擦,物体A的重力为N,解析】本题考查弹簧测力计的读数及滑轮组的相关知识。由题图可知弹簧测力计的分度值是0.2N,图中示数为5.4N;该滑轮组有3段绳子承担物重,则G=3F=35.4N=16.2N。 答案:5.416.2,7.如图所示,用滑轮组提升重物。请在图中画出最省力又可以改变力的方向的绕线方法,解析】本题考查滑轮组的绕线方法。当固定点拴在动滑轮上时,有5股绳子承担物重,末端从动滑轮出来,不可以改变力的方向。当固定点拴在定滑轮上时,有4股绳子承担物重,末端从定滑轮出来,可以改变力的方向,故滑轮组可以改变力的方向又最省力的绕法就是把绳子的