八年級物理滑輪課件

八年級物理滑輪課件目錄CONTENCT滑輪基本概念與分類滑輪的工作原理滑輪的力學分析滑輪的效率與功率滑輪在生活中的應(yīng)用實例實驗：探究滑輪的特點與規(guī)律01滑輪基本概念與分類定義作用定義及作用滑輪是一個周邊有槽，能夠繞軸轉(zhuǎn)動的小輪。由可繞中心軸轉(zhuǎn)動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索（繩、膠帶、鋼索、鏈條等）所組成的可以繞著中心軸旋轉(zhuǎn)的簡單機械叫做滑輪?；喪亲冃胃軛U，屬于杠桿類簡單機械，用途很廣。滑輪分為定滑輪、動滑輪和滑輪組三種。定滑輪使用滑輪時，軸的位置固定不動的滑輪稱之為定滑輪。定滑輪不能省力，而且在繩重及繩與輪之間的摩擦不計的情況下，細繩的受力方向無論向何處，吊起重物所用的力都相等，因為動力臂和阻力臂都相等且等于滑輪的半徑。動滑輪動滑輪使用時，軸隨物體一起移動的滑輪叫做動滑輪。動滑輪可以看做是一個省力杠桿，O為杠桿的支點，滑輪的軸是阻力的作用點。被提升的物體對軸的作用力是阻力，繩對輪的作用力是動力。提升重物時，如果兩邊繩子平行，動力臂為阻力臂的兩倍；動滑輪平衡時，動力為阻力的一半。因此若不計動滑輪自身所受的重力，使用動滑輪可以省一半力，但這時卻不能改變動力的方向，向上拉繩才能提升重物?；喌姆诸惿翟O(shè)備在建筑工地上常見到建筑工人用升降機把建筑材料運送到高處。在升降機中安裝有大量的滑輪組，這樣既可以省力又可以改變力的方向使工作方便。若不計滑輪和繩子的重力及摩擦時省力的情況：繩子自由端移動的距離S是重物上升高度h的n倍；繩子自由端移動的速度v是重物上升速度v'的n倍；繩子自由端移動的動力的功率P是重物上升功率P'的n倍；繩子自由端移動的動力F是重物重力G的1/n（n是承擔重物的繩子的段數(shù)）。交通工具在交通工具上使用滑輪組可以省力、改變力的方向、實現(xiàn)遠距離操作等。例如汽車中的啟動器就使用了滑輪組來省力；火車車廂之間的連接處也使用了滑輪組來實現(xiàn)車廂之間的平穩(wěn)連接；飛機起落架上的減震裝置也使用了滑輪組來減少著陸時的沖擊?；喸谏钪械膽?yīng)用02滑輪的工作原理定滑輪的主要作用是通過固定支點改變力的方向，使得施力方向與物體移動方向垂直。改變力的方向使用定滑輪時，由于支點固定，施力大小與物體所受重力相等，因此既不省力也不費力。不省力也不費力定滑輪的工作原理動滑輪可以省力，因為當施力拉動繩子時，動滑輪會隨之移動，使得施力大小只需物體所受重力的一半即可使物體上升。與定滑輪不同，動滑輪不能改變力的方向，施力方向需與物體移動方向一致。動滑輪的工作原理不能改變力的方向省力作用結(jié)合定滑輪和動滑輪滑輪組是由定滑輪和動滑輪組合而成，既可以改變力的方向，又可以省力。繩子段數(shù)與省力關(guān)系滑輪組中繩子的段數(shù)決定了省力的程度。每增加一段繩子，所需施力就減少一半。例如，兩段繩子時施力為物體重力的1/2，三段繩子時施力為物體重力的1/3，以此類推?；喗M的工作原理03滑輪的力學分析滑輪受到的重力繩子對滑輪的拉力支撐面對滑輪的支持力滑輪自身的質(zhì)量會產(chǎn)生重力，方向豎直向下。繩子通過滑輪時，會對滑輪產(chǎn)生拉力，方向沿著繩子的方向?；喎胖迷谥蚊嫔?，支撐面會對滑輪產(chǎn)生支持力，方向垂直于支撐面向上。受力分析靜止平衡當滑輪處于靜止狀態(tài)時，其受到的合力為零，即重力、拉力和支持力三力平衡。動平衡當滑輪勻速轉(zhuǎn)動時，其受到的合力矩為零，即各力對滑輪轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零。平衡條件

摩擦力對滑輪的影響滑動摩擦力當滑輪與繩子或支撐面之間存在相對運動時，會產(chǎn)生滑動摩擦力，其方向與相對運動方向相反。滾動摩擦力當滑輪滾動時，由于輪軸與支撐面之間的接觸變形和摩擦，會產(chǎn)生滾動摩擦力，其方向阻礙滑輪的滾動。摩擦力對滑輪效率的影響摩擦力會使滑輪的效率降低，即輸入功與輸出功之比減小。為了減小摩擦力的影響，可以采取加潤滑油、選用優(yōu)質(zhì)材料等措施。04滑輪的效率與功率80%80%100%機械效率的定義及計算有用功與總功的比值，反映了機械對輸入能量的有效利用程度。η=W有/W總×100%，其中η為機械效率，W有為有用功，W總為總功。在計算機械效率時，需確保有用功和總功的單位一致，且總功必須大于有用功。機械效率定義計算公式注意事項功率定義計算公式注意事項功率的定義及計算P=W/t，其中P為功率，W為功，t為時間。功率的單位通常為瓦特（W），在計算時需確保功和時間的單位一致。單位時間內(nèi)完成的功，反映了做功的快慢程度。01020304減小摩擦減輕滑輪重量優(yōu)化滑輪設(shè)計提高驅(qū)動力提高滑輪效率的方法改進滑輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其更加符合力學原理，可以減小能量損失，提高滑輪效率。采用輕質(zhì)材料制造滑輪，可以減小無用功的消耗，從而提高滑輪效率。通過潤滑滑輪軸承、使用更光滑的滑輪表面等方式減小摩擦，從而提高滑輪效率。增加驅(qū)動力可以克服更大的阻力，使滑輪更容易轉(zhuǎn)動，從而提高滑輪效率。05滑輪在生活中的應(yīng)用實例在升降機中，滑輪被用來改變力的方向，使得人們可以通過拉動繩索或鏈條來提升或降低重物。升降機中的滑輪為了提高效率，升降機中經(jīng)常使用滑輪組，即多個滑輪組合在一起。這樣可以在不增加力量的情況下，提升更重的物體?；喗M升降機中的滑輪應(yīng)用自行車中的滑輪應(yīng)用自行車飛輪自行車的后輪中心有一個飛輪，它是一個定滑輪。當人們踩踏腳踏板時，力量通過鏈條傳遞到飛輪上，使自行車前進。自行車剎車自行車的剎車系統(tǒng)中也使用了滑輪。當剎車線拉緊時，它會通過滑輪改變方向，進而使剎車片夾緊車輪，實現(xiàn)剎車功能。旗桿頂部的滑輪在旗桿頂部，經(jīng)?？梢钥吹揭粋€定滑輪。當升旗時，繩子通過滑輪改變方向，使得人們可以站在旗桿下面拉動繩子升旗。窗簾拉繩家中的窗簾拉繩經(jīng)常配有滑輪，以便人們可以輕松地拉動窗簾。起重機中的滑輪在起重機中，滑輪被用來放大力量，使得起重機可以吊起很重的物體。同時，滑輪也可以改變力的方向，使得操作更加便捷。其他生活實例中的滑輪應(yīng)用06實驗：探究滑輪的特點與規(guī)律010203040545%50%75%85%95%實驗?zāi)康奶骄慷ɑ喓蛣踊喌奶攸c和規(guī)律。學習使用滑輪組，了解滑輪組的省力情況和繩子自由端移動的距離與物體移動距離的關(guān)系。器材準備鐵架臺、細線、彈簧測力計、鉤碼、刻度尺、滑輪（定滑輪和動滑輪）。實驗?zāi)康呐c器材準備010203實驗步驟1.組裝定滑輪實驗裝置，用彈簧測力計測量鉤碼重力并記錄。2.將細線繞過定滑輪，一端掛鉤碼，另一端用彈簧測力計豎直向上勻速拉動，記錄拉力大小。實驗步驟及注意事項3.改變鉤碼重，重復(fù)上述操作。4.組裝動滑輪實驗裝置，用彈簧測力計測量鉤碼重力并記錄。5.將細線繞過動滑輪，一端掛鉤碼，另一端用彈簧測力計豎直向上勻速拉動，記錄拉力大小。實驗步驟及注意事項6.改變鉤碼重，重復(fù)上述操作。注意事項使用彈簧測力計時，應(yīng)先調(diào)零，再測量。實驗步驟及注意事項0102實驗步驟及注意事項實驗過程中要保持安靜，避免震動干擾實驗結(jié)果。拉動細線時，應(yīng)保持勻速直線運動，避免產(chǎn)生加速度影響實驗結(jié)果。數(shù)據(jù)記錄表格（示例）|鉤碼重（N）|定滑輪拉力（N）|動滑輪拉力（N）||---|---|---|數(shù)據(jù)記錄與處理|1.0|1.0|0.5||2.0|2.0|1.0||3.0|3.0|1.5|數(shù)據(jù)記錄與處理數(shù)據(jù)處理與分析通過比較定滑輪和動滑輪的拉力大小，可以發(fā)現(xiàn)定滑輪的拉力等于鉤碼重力，而動滑輪的拉力約為鉤碼重力的一半。這說明定滑輪不省力但可以改變力的方向，而動滑輪可以省力但不能改變力的方向。通過分析實驗數(shù)據(jù)，可以得出滑輪組的省力情況與繩子段數(shù)的關(guān)系：使用滑輪組時，重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔，提起重物所用的力就是總重的幾分之一。繩子自由端移動的距離就是物體移動距離的幾倍。數(shù)據(jù)記錄與處理實驗結(jié)論定滑輪的特點是不省力但可以改變力的方向；動滑輪的特點是能省力但不能改變力的方向。使用滑輪組時，重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔，提起重物所用的力就是總重的幾分之一。繩子自由端移動的距離就是物體移動距離的幾倍。實驗結(jié)論與討論討論與拓展在實際生活