初中物理人教版八年級下冊-12.2-3-滑輪-機械效率-課件

第12章第2節(jié)滑輪學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能識別定滑輪和動滑輪；2.通過實驗，掌握定滑輪和動滑輪的特點，并能根據(jù)需要選擇合適的滑輪解決實際問題;3.通過對滑輪組的學(xué)習(xí)，掌握安裝滑輪組的方法，并能根據(jù)安裝情況分析拉力的大小與物重的關(guān)系?！局攸c】定滑輪和動滑輪的特點?！倦y點】安裝滑輪組的方法及根據(jù)情況分析滑輪組拉力的大小與物重的關(guān)系。新知導(dǎo)入你知道國旗是怎樣升到旗桿頂上的嗎？新知導(dǎo)入滑輪也是一種簡單機械，它在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛。大家在生活中見過滑輪嗎？滑輪有什么特點呢？其實國旗升到旗桿頂上是依靠旗桿上的滑輪。知識點定滑輪和動滑輪1新知探究軸槽周邊有槽，可繞中心軸轉(zhuǎn)動的輪叫做滑輪。新知探究定滑輪定滑輪（1）定滑輪：使用滑輪時，其軸不隨物體一起運動的滑輪叫定滑輪。定滑輪和動滑輪新知探究（2）使用滑輪時，軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪。電動起重機的動滑輪新知探究如圖所示，大人利用滑輪將重物吊到二樓，孩子想幫忙，卻把自己吊了上去。想想看，為什么會出現(xiàn)這樣的笑話？你能解釋其中的道理嗎？想想議議新知探究而孩子對繩子的拉力小于重物的重力，且重物的重力大于孩子的重力，因此孩子被吊到二樓。圖中滑輪為定滑輪，大人對繩子的拉力與重物的重力大小相等，且小于大人自身重力，因此大人可將重物通過定滑輪吊到二樓。新知探究典例1如圖所示，利用動滑輪來工作的是（）軸隨物體一起運動的滑輪叫做動滑輪ABDCD新知探究1.提出問題（1）使用定滑輪、動滑輪是否省力（或更費力）？（2）使用定滑輪、動滑輪是否省了距離（或需要移動更大的距離）？（3）什么情況下使用定滑輪，什么情況下使用動滑輪？2.設(shè)計實驗分別使用定滑輪、動滑輪緩緩提升同一物體，記錄整個過程中用力大小、物體移動距離及動力移動的距離、動力的方向，找出動滑輪和定滑輪的特點。實驗：研究定滑輪和動滑輪的特點新知探究①用彈簧測力計直接測出鉤碼的重力。②用彈簧測力計測量使用定滑輪所用拉力的大小。③豎直向下勻速拉動彈簧測力計，觀察重物移動的距離和拉力作用點移動的距離。探究定滑輪的特點新知探究實驗結(jié)論：定滑輪不省力也不省距離，但能改變力的方向。新知探究定滑輪的實質(zhì)：相當(dāng)于一個能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動的等臂杠桿。由杠桿平衡的條件：F1l1=F2l2即Fl1=Gl2所以F=G因為l1=l2定滑輪的實質(zhì)新知探究①用彈簧測力計直接測出鉤碼的重力；②豎直向上勻速拉動彈簧測力計，記錄彈簧測力計的示數(shù)，觀察重物移動的距離和拉力作用點移動的距離。探究動滑輪的特點新知探究實驗結(jié)論：能省一半的力，但要費距離，且不能改變力的方向。新知探究1.在實驗中，注意要使動滑輪兩側(cè)繩子平行或夾角很小。2.實驗中應(yīng)選用質(zhì)量較小的動滑輪，使用重一些的鉤碼。因為較重的鉤碼能減小實驗中摩擦力的影響，而且只有當(dāng)鉤碼重力大于動滑輪重力時，才能得出動滑輪可以省力的結(jié)論。特別提醒！新知探究如圖所示，重物的重力作用線通過滑輪中心軸，滑輪的“支點”位于繩與輪相切的點O，因此動力臂等于直徑長度，阻力臂等于半徑r，動力臂是阻力臂的兩倍。動滑輪的實質(zhì)：相當(dāng)于一個動力臂等于阻力臂2倍的杠桿。動滑輪的實質(zhì)新知探究F=(G物+G輪)

/2動滑輪兩種常見情況的等量關(guān)系（設(shè)物體做勻速運動，忽略摩擦）F=2G物+G輪如圖所示，工人用動滑輪勻速提升重物，這樣做（）

A.省力，不改變施力方向B.不省力，改變施力方向C.既省力，也改變施力方向D.既不省力也不改變施力方向新知探究典例2A新知探究典例3如圖所示，小明用重為4N的定滑輪勻速提升物體，小明所用拉力為10N。不計摩擦和繩重，則物體的重力為（）

A.4N

B.6N

C.10N

D.14NC2新知探究知識點滑輪組定滑輪能改變力的方向，但不能省力動滑輪能省力，但不能改變力的方向能否得到這樣一種機械，既可以省力，又可以改變力的方向呢？新知探究定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組。滑輪組的特點：①____改變力的方向；②_______省力；③______距離。能可以費新知探究在動滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，觀察繞在動滑輪上的繩子段數(shù)。n=_____2甲乙甲圖中：√√√√√乙圖中：n=_____3確定承擔(dān)物重繩子段數(shù)n的方法新知探究若忽略動滑輪重和摩擦，則F=—G物n1FG滑輪組的省力情況使用滑輪組時，忽略摩擦，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重和動滑輪重的幾分之一，即動力F=—(G物+G動)n1新知探究s指的是繩子自由端移動的距離；h是指物體上升的高度；n表示承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)。圖甲：滑輪組有幾段繩子吊著物體，繩子自由端移動的距離就是物體升高距離的幾倍：s=nhs=2h圖乙：s=3h滑輪組的費距離情況新知探究（1）確定繩子的段數(shù)用n=—或n=—

來求，當(dāng)n不是整數(shù)時，要采用只入不舍的“進一法”處理小數(shù)位。GFsh（2）滑輪組的繞繩方法當(dāng)承重繩子的段數(shù)n為奇數(shù)時，繩子的固定端在動滑輪上；當(dāng)承重繩子的段數(shù)n為偶數(shù)時，繩子的固定端在定滑輪上；概括為“奇動偶定”。滑輪組的組裝新知探究典例4用滑輪組提升重1000N的物體，繩子能夠承受的最大拉力為400N，請在圖中畫出滑輪組繩子的繞法。（不計動滑輪重、繩重和摩擦）解析：（1）確定繩子的段數(shù)，用“進一法”處理小數(shù)位，G物Fn=—=———=2.5，故至少需要3段繩子承擔(dān)物重。

1000N400N（2）根據(jù)“奇動偶定”的原則，繩子起始端應(yīng)系在動滑輪的掛鉤上，然后再向定滑輪繞線。知識點輪軸與斜面3新知探究門把手、方向盤等屬于又一類簡單機械——輪軸。輕輕轉(zhuǎn)動門把手，就可以把門鎖打開司機用不大的力轉(zhuǎn)動方向盤，在軸上就能產(chǎn)生較大的力使汽車轉(zhuǎn)彎新知探究輪軸由具有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪，小輪叫軸。輪軸新知探究注意：輪軸不一定省力，關(guān)鍵看動力施加在輪上還是軸上。輪軸相當(dāng)于一個可連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿，支點在輪軸的軸線上。F1R=F2r新知探究斜面是一種能省力，卻費距離的簡單機械。斜面新知探究光滑的斜面沿斜面向上的推力：l斜面高度一定時，斜面越長越省力F=——Gh斜面的特點新知探究典例5輪軸不一定省力，關(guān)鍵看動力作用在輪上還是軸上下列說法錯誤的是（）A.使用輪軸既可以省力，又可以改變力的方向B.盤山公路實際上就是一個斜面C.動力作用在輪軸的輪上，輪的半徑就是動力臂D.使用輪軸一定省力D課堂小結(jié)滑輪定滑輪既能省力，又能改變力的方向可以省力，但不能改變力的方向，實質(zhì)是省力杠桿不省力，可以改變力的方向，實質(zhì)是等臂杠桿滑輪組其他簡單機械動滑輪輪軸與斜面課堂達標(biāo)1.如圖所示為家庭手搖升降晾衣架結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)搖動手柄時，橫梁可上升或下降，下列滑輪屬于動滑輪的是（）DA.甲

B.乙

C.丙

D.丁課堂達標(biāo)2.(2019·郴州中考)利用如圖所示的滑輪組勻速提升200N的重物，動滑輪重為10N(不計繩重與摩擦)，則拉力F的大小為（）C解析:由題圖知，n=2，不計繩重和摩擦，則繩子自由端的拉力F=

—(G物+G動)=—(200N+10N)=105

N，故C正確。2112A.70NB.100N

C.105N

D.110N課堂達標(biāo)3.(2019·淮安中考)在圖中畫出使用滑輪組提升物體時最省力的繩子繞法。課堂達標(biāo)4.騎自行車是一種有氧運動，騎自行車上坡時往往要走S形路線，原因是上坡時，不管路線如何，爬上坡頂，升高的高度

（填“相同”或“不同”），但走S形的路線越長相當(dāng)于斜面越長，斜面越長則越

（填“省力”或“費力”）。相同省力物理（人教版）八年級下冊第十一章簡單機械12.3機械效率1情景導(dǎo)入1、“效率”誰能給大家解釋一下？2、機械幫助我們做功也會涉及效率問題，我們稱為機械效率，要研究機械效率就要先研究使用機械效率做功的情況.1情景導(dǎo)入

小明家最近買了一處新樓房，家在三樓。想把洗手間、廚房裝修一下，需把沙子運到三樓。請同學(xué)們根據(jù)需要，選擇器械幫助小明家解決這個問題，看看哪個小組選的辦法最好？三種方法供參考：第1種是人直接提著沙子上樓；第2種是把沙子放進桶里，人通過動滑輪把沙子拉上樓；第3種是把沙子放進質(zhì)量較小的袋子里，人通過動滑輪把沙子拉上樓。2學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能結(jié)合實例分析什么是有用功、額外功和總功。2．明確機械效率是描述做功效率的物理量。能利用機械效率的公式進行簡單的計算。3．能設(shè)計實驗，測定某種簡單機械的機械效率。3自主學(xué)習(xí)結(jié)合用動滑輪提升沙子，請同學(xué)們思考：1．在把沙子從一樓運上三樓的過程中，每種方法中各對哪些物體做了功？2．無論他采取哪種方法都必須做的功是他對什么做的功？3．在幾種不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分別是什么？3知識點1有用功和額外功對沙子做功對空桶做功克服自身重力做功并不需要做但又不得不做的功對人們有用必須做的功3m3m他的目的是：把沙子運上三樓用水桶提沙子上樓有用功額外功自主學(xué)習(xí)31.有用功（W有）：為了達到工作目的，必須做的功。2.額外功（W額）：為了達到工作目的，并非我們所需要但又不得不做的功。3.總功（W總）：動力所做的所有功。即有用功與額外功的總和。

W總

=W有

+W額

公式（2）：W總=F動力·S動力

作用在機械上的動力動力作用點移動的距離公式（1）：自主學(xué)習(xí)4合作探究用水桶從井中提水的時候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是額外功?提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是額外功。如果桶掉到井里,從井里撈桶的時候,撈上的桶里帶了一些水,這種情況下哪部分是有用功,哪部分是額外功?提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是額外功。想一想；議一議：自主學(xué)習(xí)5shs=2h=20cm=0.2mW1＝G·h＝2N×0.1m=0.2JW2＝F·s＝1.2N×0.2m=0.24JW1<W2?探究：使用動滑輪是否省功？使用動滑輪提升物體時，要克服動滑輪重力、繩子重及摩擦力等做功。額外功5機械效率（1）機械效率通常用百分數(shù)表示，沒有單位.1.定義：有用功跟總功的比值叫機械效率（η）（2）機械效率總小于1.（因為有用功總小于總功）2.公式：%3.特點：自主學(xué)習(xí)5機械效率公式：自主學(xué)習(xí)6FGshW有用=G物·hW總=F·sW額外=G動·h（不計繩重和摩擦）Fs繩s物fW有用=f摩·s物W總=F·s繩利用滑輪組做功合作探究6忽略繩重與摩擦的影響，則機械效率：滑輪組的機械效率在數(shù)值上等于物重與總重的比值?；喗M機械效率的討論同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率就越高。提升相同的重物，所用動滑輪越輕，機械效率就越高。合作探究

探究實驗：測量滑輪組的機械效率F【實驗原理】

【實驗器材】彈簧測力計、刻度尺、鐵架臺、滑輪、細線、鉤碼繩端的拉力F、___________、_________________和___________________________。物體重G物體上升距離h繩自由端移動距離s【需要直接測量的物理量】實驗時拉力的方向應(yīng)盡量_____________，且應(yīng)在鉤碼____________的過程中讀取拉力的大小。豎直向上勻速移動注意事項：

實驗過程G/Nh/mF/Ns/mW有/JW總/J123F實驗1保持動滑輪重一定，改變鉤碼重力。結(jié)論：

動滑輪重一定,物重越大，機械效率越高。G/Nh/mF/Ns/mW有/JW總/J122.條件：物重一定實驗2保持鉤碼重力一定，改變動滑輪重。結(jié)論：物重一定，動滑輪越重，機械效率低。FF探究滑輪組的機械效率：一、影響滑輪組的機械效率的因素

1.減輕動滑輪自重2.減小滑輪轉(zhuǎn)軸間的摩擦力4.增加提升的物重。3.減輕繩重二、如何提高滑輪組的機械效率

1、動滑輪自重、滑輪摩擦、繩重2、提升的物體重力注意：滑輪組的機械效率與提升的高度、繩子的股數(shù)無關(guān)。探究：影響斜面機械效率的因素注意：實驗時沿斜面勻速拉動木塊，并在拉動中讀出拉力的大小。練一練71．如圖所示，建筑工地上，工人用一個動滑輪將重720N的重物勻速提升5m，工人所用拉力為450N，求：（1）工人做的總功（2）該動滑輪的機械效率（３）不考慮摩擦，求動滑輪的重（４）提升的物體重為９００Ｎ，該動滑輪的機械效率為多少？2．圖為測量滑輪