2024八年級(jí)物理下冊(cè)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械12.2滑輪上課課件新版新人教版

第2課

滑輪第十二章

簡(jiǎn)單機(jī)械010203新課導(dǎo)入課堂講解課堂總結(jié)04歸類練習(xí)一只小老鼠在被一只貓追得走投無(wú)路的時(shí)候,看見(jiàn)前面有一個(gè)滑輪吊著重物,它急中生智,迅速沿著繩子的另一端爬了上去,而貓也想沿著繩子爬上去,但由于自身的重量太大,嘗試了多次也未能成功,只能看著到嘴的美餐逃之夭夭,你知道其中的道理嗎?新課導(dǎo)入在施工現(xiàn)場(chǎng)，我們經(jīng)?？吹酱笮偷踯?。它可以把大型貨物吊上去，它是怎樣工作的，它又是利用了什么機(jī)械呢？吊車能把大型貨物吊上去，利用的主要機(jī)械就是滑輪。滑輪也屬于簡(jiǎn)單機(jī)械，它的工作原理是什么，滑輪又有哪些特點(diǎn)呢？01定滑輪和動(dòng)滑輪02滑輪組04動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理03輪軸與斜面課堂講解定滑輪和動(dòng)滑輪定滑輪滑輪也是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，日常生活中的滑輪有著廣泛的應(yīng)用觀察與思考旗桿頂部上的滑輪健身器材上的滑輪起重機(jī)上的滑輪定滑輪1.認(rèn)識(shí)滑輪滑輪是一個(gè)周邊有槽，能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪。軸輪槽滑輪分為：定滑輪、動(dòng)滑輪定滑輪2.定滑輪國(guó)旗上升時(shí)，旗桿頂端的滑輪軸不隨物體一起移動(dòng)。旗桿頂端的滑輪定滑輪使用時(shí)，軸固定不動(dòng)(滑輪不隨物體移動(dòng))的滑輪，叫定滑輪。定滑輪定滑輪2.定滑輪提出問(wèn)題1.使用定滑輪時(shí)，有什么特點(diǎn)？2.使用定滑輪是否省力（或更費(fèi)力）？3.使用定滑輪是否省距離（或需要移動(dòng)更大的距離）？定滑輪3.探究定滑輪的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、定滑輪、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖所示，把定滑輪固定在鐵架臺(tái)上，鉤碼掛在細(xì)線的一端；彈簧測(cè)力計(jì)掛在細(xì)線的另一端，用力緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)向下勻速運(yùn)動(dòng)。記錄拉力的大小、鉤碼上升的距離、拉力移動(dòng)的距離及拉力的方向。G拉力F物重G/N物體移動(dòng)方向物體移動(dòng)距離h/cm拉力F/N拉力方向拉力移動(dòng)距離S/cm定滑輪3.探究定滑輪的特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)G（1）用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出鉤碼的重力G。（2）使用定滑輪緩緩提升鉤碼，記錄整個(gè)過(guò)程中拉力的大小F、鉤碼上升的距離h物、拉力移動(dòng)的距離s繩及拉力的方向。h物Fs繩定滑輪3.探究定滑輪的特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(3)改變拉力的方向：F1F2F3(4)改變鉤碼的重力，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。

分別沿豎直方向拉升、斜著拉升、水平拉升鉤碼，觀察拉力F1、F2、F3、的大小。把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表格中。定滑輪3.探究定滑輪的特點(diǎn)分析論證①拉力與重力的大小關(guān)系：F=G，即使用定滑輪不省力。②拉力的方向：可以改變。③拉力（繩末端）移動(dòng)距離S繩與鉤碼上升高度h物的關(guān)系：S繩=h物

鉤碼重G/N鉤碼移動(dòng)方向鉤碼移動(dòng)距離h/m拉力F/N拉力方向拉力移動(dòng)距離s/m1.5豎直向上0.31.5豎直向下0.31.5豎直向上0.31.5斜向下0.31.0豎直向上0.41.0豎直向下0.4定滑輪3.探究定滑輪的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論使用定滑輪不省力；不省距離，可以改變力的方向。可以改變力的方向是指：拉力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反（或不同）。物體運(yùn)動(dòng)方向拉力方向定滑輪4.定滑輪的實(shí)質(zhì)F1=2Nh物S繩S繩＝h物F2=2N1.定滑輪既不省力也不省距離2.可以改變用力的方向FG物0L1＝L2L1L2F＝G物定滑輪實(shí)質(zhì)上是個(gè)等臂杠桿定滑輪4.定滑輪的實(shí)質(zhì)動(dòng)畫(huà)小結(jié)動(dòng)滑輪1.動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪起重機(jī)下面的滑輪動(dòng)滑輪貨物上升時(shí)，滑輪（軸）隨物體一起移動(dòng)叫動(dòng)滑輪。動(dòng)滑輪用動(dòng)滑輪拉船起重機(jī)的動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪1.動(dòng)滑輪提出問(wèn)題1.使用動(dòng)滑輪時(shí)，有什么特點(diǎn)？2.使用動(dòng)滑輪是否省力（或更費(fèi)力）？3.使用動(dòng)滑輪是否省距離（或需要移動(dòng)更大的距離）？動(dòng)滑輪2.實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、動(dòng)滑輪、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

如圖所示，把繩子一端固定在鐵架臺(tái)上，另一端通過(guò)動(dòng)滑輪掛在測(cè)力計(jì)的掛鉤上；鉤碼掛在動(dòng)滑輪的軸上，用力緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)。記錄整個(gè)過(guò)程中用力大小、鉤碼升高的距離及拉力移動(dòng)的距離。物重G/N物體移動(dòng)方向物體移動(dòng)距離h/cm拉力F/N拉力方向拉力移動(dòng)距離S/cm動(dòng)滑輪2.實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出鉤碼的重力G。（2）使用彈簧測(cè)力計(jì)緩緩豎直向上拉動(dòng)滑輪提升鉤碼，記錄整個(gè)過(guò)程中用力大小F、鉤碼升高的距離h及拉力移動(dòng)的距離s。F（3）將測(cè)量結(jié)果填入表格。改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程。hsG動(dòng)滑輪2.實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)分析論證①拉力與重力的關(guān)系：F＜G，即使用動(dòng)滑輪省力。若不計(jì)動(dòng)滑輪的重力及摩擦力時(shí)，則拉力：F=G/2。②拉力的方向：不能改變。③拉力（繩末端）移動(dòng)距離s與鉤碼上升高度h的關(guān)系：s繩=2h物。物重G/N物體移動(dòng)方向物體移動(dòng)距離h/m拉力F/N拉力方向拉力移動(dòng)距離s/m2豎直向上0.31.1豎直向上0.62豎直向上0.31.2豎直向上0.61.0豎直向上0.20.6豎直向上0.4動(dòng)滑輪2.實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論使用動(dòng)滑輪可以省力，但不改變力的方向，且費(fèi)距離。拉力（繩末端）移動(dòng)的距離S是物體上升高度h的2倍：s拉=2h物。動(dòng)滑輪3.動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)L2L1L2＝2L1F=G總/2=(G物+G動(dòng))/2動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的省力杠桿F1=2NGh物S繩F2＝1N動(dòng)滑輪4.動(dòng)滑輪的兩種用法OGl1l2FOGl1l2F動(dòng)力作用在輪上，省力但費(fèi)距離動(dòng)力作用在軸上，費(fèi)力但省距離F=G+G動(dòng)2F=2G+G動(dòng)FG動(dòng)GG動(dòng)動(dòng)滑輪4.動(dòng)滑輪的兩種用法動(dòng)畫(huà)小結(jié)隨講隨練1.下列各圖中利用了動(dòng)滑輪的是（）?！窘馕觥俊窘馕觥恳?yàn)閯?dòng)滑輪會(huì)隨物體一起運(yùn)動(dòng)，定滑輪不隨物體運(yùn)動(dòng)，由此知道A、B、C圖中滑輪是固定不動(dòng)的，是定滑輪，D圖中的滑輪與物體一起運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)滑輪，故選D。隨講隨練2.如圖所示，用定滑輪提升重物（摩擦和繩重不計(jì)）時(shí)（）。A．沿1方向拉力最小B．沿2方向拉力最小C．沿3方向拉力最小D．沿三個(gè)方向拉力相同【解析】【解析】因?yàn)槎ɑ喯喈?dāng)于一等臂杠桿，只能改變力的方向，而不省力，故定滑輪拉同一重物G，沿三個(gè)不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物體的重力。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。隨講隨練3.如圖所示，滑輪______（選填“A”或“B”）可以看作等臂杠桿；若物體的重力均為30N且處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)摩擦和滑輪重力，力F1的大小為_(kāi)_____N，使用B滑輪______（選填“能”“不能”）省功?！窘馕觥縖1][2]A是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿，不省力，但是可以改變用力方向；力F1通過(guò)定滑輪拉物體，不計(jì)摩擦，力F1的大小等于物體的重力，即F1=30N。[3]使用任何機(jī)械都不能省功，滑輪B是動(dòng)滑輪，不計(jì)摩擦和滑輪重力，能省一半的力，但費(fèi)距離，根據(jù)可知，使用動(dòng)滑輪不能省功?；喗M滑輪組提出問(wèn)題1.滑輪組定滑輪可以改變力的方向，但不能省力。動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變力的方向。能否得到這樣一種機(jī)械，它既可以省力，又可以改變力的方向呢？滑輪組提出問(wèn)題2.一動(dòng)一定不同組合由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成滑輪組有幾種組合？這樣的組合各有什么特點(diǎn)？組合一組合二滑輪組問(wèn)題一2.一動(dòng)一定不同組合如圖甲、乙所示的兩個(gè)滑輪組，這兩個(gè)滑輪組有什么不同？甲乙(1)繩端的固定點(diǎn)不同：甲固定在動(dòng)滑輪的軸上，乙固定在定滑輪的軸上。(2)拉力的方向不同：甲通過(guò)動(dòng)滑輪向上，乙通過(guò)定滑輪向下?；喗M問(wèn)題二2.一動(dòng)一定不同組合用如圖甲、乙所示的滑輪組把重力為G的物體提高h(yuǎn)，在不計(jì)繩重、摩擦及動(dòng)滑輪自重時(shí)，所用拉力F各是多大？拉力移動(dòng)的距離s與物體升高的距離h是什么關(guān)系？甲乙滑輪組3.力與距離的關(guān)系受力分析：以動(dòng)滑輪為研究對(duì)象若不計(jì)滑輪與軸間的摩擦及繩重。GG+G動(dòng)FFF

勻速提升物體時(shí)GFGFGG+G動(dòng)F2F=G+G動(dòng)3F=G+G動(dòng)滑輪組3.力與距離的關(guān)系使用該滑輪組省力費(fèi)距離。圖中的重物由三段繩子通過(guò)動(dòng)滑輪吊著，若物體升高的距離為h時(shí)，則每段繩子都要縮短h，三段繩子縮短的距離都要被拉力拉走，所以拉力移動(dòng)的距離為s=3h。分析動(dòng)滑輪受力可知，四個(gè)力平衡：F1+F2+F=G物∵同一根繩子上的力相等：F1=F2=F∴3F=G物FF1F2G①③②結(jié)論拉力：拉力移動(dòng)的距離：s=3h繩的固定端連接動(dòng)滑輪一、力的關(guān)系二、距離的關(guān)系滑輪組3.力與距離的關(guān)系使用該滑輪組省力費(fèi)距離。圖中的重物由二段繩子通過(guò)動(dòng)滑輪吊著，若物體升高的距離為h時(shí)，則每段繩子都要縮短h，所以拉力移動(dòng)的距離為2h。圖中的重物由二段繩子通過(guò)動(dòng)滑輪吊著，每段繩子都要承擔(dān)物重，因?yàn)橥桓K子上的力相等，所以拉力的大?。航Y(jié)論拉力：拉力移動(dòng)的距離：s=2h繩的固定端連接定滑輪一、力的關(guān)系二、距離的關(guān)系②FG①滑輪組4.滑輪組的連接規(guī)律3段繩子承擔(dān)2段繩子承擔(dān)5段繩子承擔(dān)4段繩子承擔(dān)繩子的開(kāi)始端掛在定滑輪上，物重由偶數(shù)段繩子承擔(dān)。繩子的開(kāi)始端掛在動(dòng)滑輪上，物重由奇數(shù)段繩子承擔(dān)。滑輪組4.滑輪組的連接規(guī)律FGFGFGn=2n=3n=4FGn=5滑輪組4.滑輪組的連接規(guī)律組裝滑輪組的原則——“奇動(dòng)偶定”當(dāng)承重的繩子段數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子固定端系在定滑輪的掛鉤上；當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子固定端系在動(dòng)滑輪的掛鉤上。這一原則可概括為“奇拴動(dòng)，偶拴定”。簡(jiǎn)稱“奇動(dòng)偶定”。n=2n=3n=3n=4n=4n=5隨講隨練1.如圖所示，某工人站在地面上使用由三個(gè)滑輪組成的滑輪組提升重物，請(qǐng)畫(huà)出最省力的繞繩方法。【解析】【解析】由于圖中只有一個(gè)動(dòng)滑輪，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多為

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段，此時(shí)最省力，其繞法如圖所示：隨講隨練2.如圖所示，小明用一個(gè)滑輪組勻速提升重為200N的物體，物體在4s內(nèi)上升2m，所用的拉力為125N，此過(guò)程中，繩子自由端移動(dòng)的距離為_(kāi)__________m，拉力的功率是___________W，如果不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪的重力為_(kāi)__________N。隨講隨練【解析】【解析】[1]根據(jù)圖示可知，滑輪組承重的繩子段數(shù)n=2，繩子自由端移動(dòng)距離s=nh=2×2m=4m[2]拉力所做的總功為W總=Fs=125N×4m=500J拉力的功率為[3]不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)可知，動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N。輪軸與斜面輪軸由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。輪軸動(dòng)力臂大于阻力臂——省力杠桿可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿。OFGl1l2輪軸生活中的輪軸門的把手單車的踏板螺絲刀斜面變形的斜面動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理求繩端拉力1.物體重1000N，如果用一個(gè)定滑輪提起它，需要用多大的力?如果用一個(gè)動(dòng)滑輪提起它，又要用多大的力（不計(jì)摩擦及滑輪自重）?【解析】用一個(gè)定滑輪提，需要用1000N的力；

用一個(gè)動(dòng)滑輪提，需要用500N的力。生活中的簡(jiǎn)單機(jī)械2.仔細(xì)觀察自行車，看看它上面有幾種簡(jiǎn)單機(jī)械，分別說(shuō)明它們各起到了什么作用?！窘馕觥孔孕熊嚨膭x車、車把、腳踏板與輪盤、飛輪等都是簡(jiǎn)單機(jī)械。其中，剎車是費(fèi)力杠桿，可以起到省距離的作用。車把、腳踏板與輪盤、飛輪都是輪軸，是省力機(jī)械。 說(shuō)明：本題屬于實(shí)踐類開(kāi)放性題目，考查學(xué)生識(shí)別各種簡(jiǎn)單機(jī)械的能力。要求學(xué)生能根據(jù)各種簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)正確識(shí)別，知道使用各種簡(jiǎn)單機(jī)械的目的和作用?？疾榈闹攸c(diǎn)應(yīng)放在過(guò)程體驗(yàn)上。如何提起比自己體重大的物體3.解釋圖中的科學(xué)漫畫(huà)。一個(gè)人要拉起比他體重大的重物，用定滑輪行嗎?應(yīng)該怎么辦?【解析】要拉起比自己體重大的物體，使用定滑輪不行。因?yàn)槎ɑ啿皇×?，提升?dòng)物所需的力至少要等于自己的體重。解決的辦法是，大人可以使用動(dòng)滑輪提升動(dòng)物，因?yàn)檫@樣他可以在樓上向上用力提升重物，不用小孩幫忙。如果孩子要幫忙，就要根據(jù)實(shí)際情況使用滑輪組提升重物。且體重是物重的幾分之一，所組裝的滑輪組中，動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)應(yīng)該是幾。滑輪組相關(guān)計(jì)算4.利用如圖甲所示的滑輪組提起一個(gè)重為2000N的物體，不計(jì)摩擦及滑輪自重，繩子的拉力F等于多少?如果要用這個(gè)滑輪組達(dá)到更加省力的效果，繩子應(yīng)該怎樣繞?請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出繩子的繞法，并計(jì)算此時(shí)拉力的大小。【解析】甲所示的滑輪組，動(dòng)滑輪上繩子段數(shù)為4，所以繩子的拉力F為：F=G/4=2000N/4=500N。更省力的繞法如圖乙所示，F(xiàn)=G/5=2000N/5=400N。思維導(dǎo)圖課堂總結(jié)類型1:識(shí)別定滑輪和動(dòng)滑輪如圖所示，滑輪______（選填“A”或“B”）可以看作等臂杠桿；若物體的重力均為30N且處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)摩擦和滑輪重力，力F1的大小為_(kāi)_____N，使用B滑輪______（選填“能”“不能”）省功。歸類練習(xí)類型1:識(shí)別定滑輪和動(dòng)滑輪【解析】[1][2]A是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿，不省力，但是可以改變用力方向；力F1通過(guò)定滑輪拉物體，不計(jì)摩擦，力F1的大小等于物體的重力，即F1=30N。[3]使用任何機(jī)械都不能省功，滑輪B是動(dòng)滑輪，不計(jì)摩擦和滑輪重力，能省一半的力，但費(fèi)距離，根據(jù)W=Fs可知，使用動(dòng)滑輪不能省功。【答案】A；30；不能。類型2:理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算在圖示的裝置中，已知重物G1=500N牛，重物G2=1200N牛，在摩擦和動(dòng)滑輪重力均不考慮的情況下，使重物G1保持平衡的拉力F應(yīng)等于（）。A．500牛B．600牛C．1200牛D．250牛類型2:理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算【解析】由圖可知，三個(gè)滑輪都是定滑輪，在不考慮摩擦和動(dòng)滑輪重力，，要使重物G1保持平衡，F(xiàn)=G1=500N；G2受到的拉力：2F=2×500N＜G2=1200N，則重物G1、G2都處于靜止?fàn)顟B(tài)。故選：A。類型3:非理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算如圖所示，每個(gè)滑輪的重力相等，不計(jì)繩重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止。則每個(gè)動(dòng)滑輪的重力為（）。A．3NB．6NC．11ND．22N類型3:非理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算【解析】由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)分別為：n1＝3，n2＝2，滑輪的重力相等，設(shè)動(dòng)滑輪的重力為G輪，不計(jì)繩重和摩擦力，則拉力分別為：F1＝（1/3）（G1+G輪），F(xiàn)2＝（1/2）（G2+G輪），由題知F1＝F2，所以（1/3）（G1+G輪）＝（1/2）（G2+G輪），即：（1/3）（60N+G輪）＝（1/2）（38N+G輪），解答動(dòng)滑輪的重力：G輪＝6N。故選B。類型4:水平方向滑輪組的計(jì)算用水平力F1拉動(dòng)如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)，物塊B在木板A上表面相對(duì)地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2。不計(jì)滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關(guān)系是（）。A．F1＝F2B．F2＜F1＜2F2C．F1＝2F2D．F1＞2F2類型4:水平方向滑輪組的計(jì)算【解析】由圖知，（1）動(dòng)滑輪在水平方向上受