12.3 滑轮 课件+视频-2025-2026学年人教版物理八年级下册

第十二章简单机械第3节滑轮素养目标1.识别定滑轮和动滑轮，认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。4.了解滑轮在生活生产中的应用，认识滑轮的使用对社会发展的作用，并具有利用简单机械改善工作条件的意识。3.会安装滑轮组，并能根据安装情况研究施加的拉力大小和物重的关系。2.经历分析定滑轮、动滑轮、滑轮组工作特点的过程，进一步掌握运用观察、对比研究问题的方法。创设情景，引入新课1.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？2.请同学们欣赏一幅漫画请您帮忙抓住，我到楼上接袋子。好的不行了!啊？你怎么上来了？胖子与瘦子在提米的过程中，使用了什么工具，为什么会出现这种情况？在生活和生产中，我们还看到过哪一些类似的现象？大家举例说明。定滑轮和动滑轮1.滑轮（1）滑轮：它的主要部分是一个能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。槽轮轴（2）滑轮的分类想一想：下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?国旗上升时，旗杆顶部有一个滑轮，它的轴固定不动，这种滑轮叫作定滑轮。它的轴可以随被吊物体一起运动，当电动机转动并收绳子时，物体和滑轮就被提起，这种滑轮叫作动滑轮。①定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮，叫作定滑轮。②动滑轮：使用时，轴随物体一起运动的滑轮叫作动滑轮。2.定滑轮（1）实验：探究定滑轮的特点提出问题（1）使用定滑轮是否省力（或更费力）？（2）使用定滑轮是否省距离（或费距离）？（3）什么情况下使用定滑轮?设计实验分别使同一物体在不使用定滑轮、使用定滑轮时匀速运动，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。然后由数据分析得出结论。进行实验①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。②使用定滑轮缓缓提升钩码，记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离h物、拉力移动的距离s绳及拉力的方向③改变拉力的方向：分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码，观察拉力F1、F2、F3的大小。把实验数据记入表格中。F1F2F3④改变钩码的重力，重复上述实验。分析论证①拉力与重力的大小关系：F=G，即使用定滑轮不省力。②定滑轮可以改变拉力的方向。③拉力（绳末端）移动距离与钩码上升的高度相等：s绳=h物实验结论使用定滑轮不省力；不省距离，可以改变力的方向。物体运动方向拉力方向可以改变力的方向是指：拉力的方向与物体运动方向相反（或不同）。（2）从杠杆的角度研究定滑轮的特点F1=F2

如右图所示，可以得到：F1l1=F2l2l1=l2=r分析：定滑轮相当于如图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆AB组成。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，它实质上是一个能够连续转动的等臂杠杆，所以，F1=F2，即使用定滑轮不省力。（3）用平衡力的知识研究定滑轮的特点分析：如图所示，在忽略摩擦的情况下，物体受到重力G和拉力F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，大小相等，即F=G，即使用定滑轮不省力。物体向上运动，用力的方向是向下，所以，使用定滑轮能改变力的方向。结论：使用定滑轮

力，但

改变力的方向。不省可以演示实验——《探究定滑轮的特点》3.动滑轮（1）实验：探究动滑轮的特点提出问题（1）使用动滑轮是否省力（或更费力）？（2）使用动滑轮是否省距离（或费距离）？（3）什么情况下使用动滑轮?设计实验分别使同一物体在不使用滑轮、使用动滑轮时匀速运动，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。然后由数据分析得出结论。进行实验①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。②使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码，记录整个过程中用力大小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。③将测量结果填入表格。改变钩码的个数，重复上述实验过程。Sh分析论证①拉力与重力的关系：

，F＜GF=G/2即使用动滑轮

力。若不计动滑轮的重力及摩擦力时，则拉力：

。省③拉力（绳末端）移动距离与钩码上升高度的关系：

。②动滑轮

改变拉力的方向。不能s绳=2h物实验结论拉力（绳末端）移动的距离s是物体s拉=2h物

上升高度h的2倍：使用动滑轮时

省力，但

改变力的方向，而且

距离。可以不能费（2）从杠杆的角度研究动滑轮的特点F1l1=F2l2F1=1/2

F2

l1=2l2分析：动滑轮相当于由图所示的

个可绕支点O转动的杠杆组成，定滑轮O点为杠杆

，动力臂l1为动滑轮的

，阻力臂l2为动滑轮的

，它实质上可以看成是能够连续转动的动力臂是阻力臂

倍的杠杆。所以在

摩擦和动滑轮重时，动力是阻力的

。无数支点直径半径2一半不计（3）用平衡力的知识研究动滑轮的特点在忽略动滑轮的重力和摩擦的情况下，物体受到重力G和两段绳子的两个拉力F的作用。由于物体匀速上升，所以两个拉力F跟物体的重力G是平衡力。则：2F＝G，F=1/2GFF同一根绳上的两个拉力相等G动G若考虑动滑轮的重力，忽略绳重、摩擦的情况下，由于物体匀速上升，所以四个力平衡，满足：2F＝（G+G动），拉力F=1/2（G+G动）演示实验——《探究动滑轮的特点》4.定滑轮和动滑轮的区别滑轮轴固定不动等臂杠杆不省力，能改变力的方向滑轮和重物一起移动动力臂是阻力臂二倍的杠杆能省力，不能改变力的方向滑轮组1.滑轮组（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，但不能够省力。动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。想一想：能否得到这样一种机械：它既可以省力，又能够改变力的方向呢？滑轮组能否既省力，又能改变力的方向？想一想：由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，有几种组合？（2）两种简单的滑轮组FF想一想：如下页的图甲、乙所示的两个滑轮组，这两个滑轮组有什么不同？①绳端的固定点不同：②拉力的方向不同：甲固定在定滑轮的轴上，乙固定在动滑轮的轴上。甲通过定滑轮向下，乙通过动滑轮向上。2.滑轮组的特点用如左图甲、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？想一想：（1）理论分析甲滑轮组的特点：①用力情况：图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重，因为同一根绳子上的力相等，所以拉力的大小：（忽略动滑轮的自重与摩擦）。①②②距离情况：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。G结论拉力

；拉力移动的距离为

，使用该滑轮组省力

距离。F=1/2Gs=2hF=1/2Gs=2h费（2）理论分析乙滑轮组的特点①②③G①用力情况：动滑轮上有三段绳子，每段绳子都要承担物重，因为同一根绳子上的力相等，所以拉力的大小：（忽略动滑轮的自重与摩擦）②距离情况：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。结论拉力

；拉力移动的距离为

，使用该滑轮组省力

距离。F=1/3Gs=3hF=1/3Gs=3h费（3）两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组利用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组时，绕绳子时固定绳子一端的方法有哪一些？有哪几种组装这个滑轮组的方法？在绳子的末端所用拉力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？想一想：①有两种组合：如甲、乙所示。图甲、乙是利用两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，它们有什么不同？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。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。②分析两个滑轮组的特点（不计动滑轮重和摩擦）G图甲所示的滑轮组，承担物重的绳子段数为

，所以拉力

，而那段从最上面的定滑轮绕下来的绳子只起到改变力的方向的作用，不承担物重。4F=1/4G最后由F=1/4G

s=4h4是动滑轮上绳子的段数G图乙所示的滑轮组，最后那段从下面的动滑轮绕上来的绳子也起到承担物重的作用，承担物重的绳子段数为5，所以拉力F=1/5G。F=1/5G

s=5h5是动滑轮上绳子的段数（4）确定承担物重绳子段数n的方法（“分离法”）在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，只考虑与动滑轮相连的绳子段数，图甲所示的滑轮组中，绳子段数为n=4，则F=1/4G，s=4h图乙所示的滑轮组中，与动滑轮相连的绳子段数为n=5，则F=1/5G，s=5h注意：n是连接动滑轮的绳子段数。想一想：你还有什么方法可以确定承担物体重力的绳子的段数？大家可以用“动奇定偶”的方法进行判断。即当最后一股绳子从动滑轮上通过时，承担物体重力的绳子为奇数股；当最后一股绳子从定滑轮上通过时，承担物体重力的绳子为偶数股。如左图所示。在甲图中，承担物体重力的绳子股数为偶数股，即为4；在乙图中，承担物体重力的绳子股数为奇数股，即为5.3.滑轮组的组装（1）确定绕绳的有效段数根据F=1/nG

可得绳子的有效段数为n=G/F，也可以根据s=nh得n=s/h，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。例如，绳子承受的力最大100N，利用滑轮组将重为500N的物体匀速提高（绳、滑轮的自重及摩擦不计），则可以判断绳子的有效段数至少为n=G/F=500N/100N=5（2）绕绳方式的判断：“奇动偶定”当承重的绳子段数n为偶数时，绳的起始端系在定滑轮的挂钩上；当n为奇数时，绳的起始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”。n=2n=3n=3n=4n=4n=5（3）动滑轮个数的确定当需要n段绳子承担物重时，需要动滑轮的个数N为：①N=n−1/2（n为奇数时）；②N=n/2（n为偶数时）（4）定滑轮个数的确定①施力方向与物体运动方向相同a.n为偶数时，定滑轮比动滑轮少一个；b.n为奇数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同。②施力方向与物体运动方向相反a.n为偶数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同；b.n为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。n=5n=5（奇数）动滑轮的个数为：N=n−1/2=2（个）定滑轮的个数与动滑轮的相同，N=2例：分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（）A轮轴和斜面1.轮轴除了杠杆和滑轮，简单机械家族中还有轮轴、斜面等。（1）轮轴它们由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮，小轮叫作轴。（2）轮轴的特点轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。如图，轮轴作为杠杆的支点在轴心O，轮半径R是动力臂，轴半径r是阻力臂。根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得F1R=F2r，因为R>r所以F1<F2。即动力作用在轮上时，轮轴是一个

力杠杆，但

距离。省费（3）一些轮轴生活中的门把手、汽车方向盘、水龙头开关、自行车脚踏板和扳手等都是轮轴。2.斜面（1）斜面：斜面是与水平面成一定角度的的平面。例如，盘山公路、楼梯等都是斜面。（2）斜面的特点如图所示：把重力为G的物体，沿着长为l、高为h的斜面，用大小为F的力拉上去的过程中：根据功的原理，若不计斜面和物体间的摩擦力，则有：则沿斜面向上的推力：Fs=Gh，F=Gh/s如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一，所以斜面是一种省力的简单机械。因为斜面长l大于高h，所以使用斜面时要费距离。你还能举出一些在生产生活中利用斜面的例子吗？课堂总结（1）课堂总结（2）滑轮定滑轮动滑轮滑轮组轮轴斜面定义：轴固定不动的滑轮，实质是等臂杠杆.特点：不省力，但可以改变力的方向.定义：轴随物体一起运动的滑轮.实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆.特点：省力，但不能改变力的方向.定义：定滑轮和动滑轮组合在一起.特点：既可以省力又可以改变力的方向.省力：F＝（G动+G轮）/n.费距离：s=nh组成：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成.特点：能省力：F1R=F2r应用：自行车脚踏板、汽车方向盘、门把手等.特点：能省力：Fl=Gh.应用：盘山公路、螺丝钉的螺纹等.课堂练习1.在建筑工地上，工人师傅有时需要站在地面上通过滑轮组提升重物，请在