第2節(jié)

滑輪第11章機(jī)械與功教科·八年級(jí)物理下冊(cè)預(yù)習(xí)檢測(cè)1.常見(jiàn)的滑輪分為_(kāi)_______和________?；喌妮S固定不動(dòng)的叫作________，滑輪的位置隨被拉動(dòng)物體一起改變的叫作________。2.定滑輪可以改變__________，不會(huì)改變__________。3.用動(dòng)滑輪提起重物，如果忽略滑輪的自重、繩重及摩擦，可以省______的力，但是不能改變__________，且要多移動(dòng)___________。定滑輪動(dòng)滑輪定滑輪動(dòng)滑輪拉力的大小力的方向一半力的方向一倍的距離預(yù)習(xí)檢測(cè)4.滑輪組由____滑輪和____滑輪組成，它既能______，又能改變力的______。5.使用滑輪組時(shí)動(dòng)滑輪和重物由n段繩子承擔(dān)，提起物體所用的力就是總重的________。公式表示為F=______。繩子自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的______。定動(dòng)省力方向Gn倍問(wèn)題導(dǎo)入杠桿是一種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械。除了杠桿之外，滑輪也是一種常用的簡(jiǎn)單機(jī)械。大家在生活中見(jiàn)過(guò)滑輪嗎？港口的起重機(jī)一次就能把幾噸重的貨物吊起，你知道起重機(jī)是怎樣把它們拉上去的嗎？探究新知知識(shí)點(diǎn)1定滑輪1.滑輪：一個(gè)周邊有槽，并可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子，是一種常用的簡(jiǎn)單機(jī)械。吊車上的輪子就是滑輪2.定滑輪：使用時(shí)，滑輪的軸固定不動(dòng)。改變動(dòng)力的作用方向，使操作更方便思考：使用定滑輪可以省力嗎？請(qǐng)你運(yùn)用杠桿的平衡條件進(jìn)行分析，說(shuō)明使用定滑輪不省力的道理。不省力定滑輪定滑輪的實(shí)質(zhì)定滑輪的中心軸為支點(diǎn)，動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力F1和阻力F2大小相等點(diǎn)擊畫面播放視頻——等臂杠桿使用定滑輪在右圖中，小明用力將物體提到高處。

和同學(xué)討論，你們都在哪些場(chǎng)合見(jiàn)過(guò)小明使用的這種滑輪，它能帶來(lái)哪些方便？雖說(shuō)不能省力，但可以把上提改為下拉如升旗時(shí)旗桿頂端滑輪是定滑輪1.動(dòng)滑輪：滑輪的位置隨被拉物體一起改變知識(shí)點(diǎn)2動(dòng)滑輪根據(jù)力的平衡條件，重物所受重力G的大小與來(lái)自兩段繩子的拉力F1、F2的合力相等。思考：動(dòng)滑輪有什么特點(diǎn)？1.動(dòng)滑輪兩端繩子的拉力是否相等？2.使用動(dòng)滑輪提重物有什么優(yōu)越性？【提出問(wèn)題】2.使用動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪、鉤碼若干、彈簧測(cè)力計(jì)2個(gè)、細(xì)繩、鐵架臺(tái)、刻度尺【實(shí)驗(yàn)材料】1.按圖組裝實(shí)驗(yàn)裝置?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】2.在動(dòng)滑輪下方懸掛所受重力為G的鉤碼，讀出彈簧測(cè)力計(jì)實(shí)數(shù)F1和F2，看看是否相等。用F2豎直向上勻速拉彈簧測(cè)力計(jì)，分別測(cè)出鉤碼升高的高度H1和手拉彈簧測(cè)力計(jì)將動(dòng)滑輪上繩子的自由端提起的高度H2。3.將測(cè)量的物理量填入下表并完善下列表格。改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】次數(shù)直接測(cè)量的物理量計(jì)算物理量GH1F2H2123G/NF1/NF2/NH1/mH2/m獲得多組數(shù)據(jù)，使結(jié)論更具有普遍性點(diǎn)擊播放【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以得到以下關(guān)系：F1_____F2，G=_____；H1_____H2。相對(duì)于定滑輪，用動(dòng)滑輪提起重物，如果忽略滑輪的自重、繩重及摩擦，可以省一半的力，但要多移動(dòng)一倍的距離。=F1+F2動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)動(dòng)滑輪可以看成是支點(diǎn)在一側(cè)的杠桿，動(dòng)力臂等于滑輪的直徑，阻力臂等于滑輪的半徑，即動(dòng)力臂是阻力臂的2倍，由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力F1是阻力F2的二分之一。點(diǎn)擊畫面播放視頻——省力杠桿拓展使用定滑輪和動(dòng)滑輪的幾種情況定滑輪動(dòng)滑輪圖示表達(dá)式說(shuō)明：忽略繩重、滑輪重及繩與滑輪間的摩擦；物體全部做勻速運(yùn)動(dòng)，物體重為G，受到的摩擦力為f練習(xí)如圖所示，物體重G=50N，在F=5N的拉力作用下向左以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，若不計(jì)繩重、滑輪重和繩與滑輪間的摩擦，則物體受到地面摩擦力的大小為_(kāi)_______N；3s后，繩子自由端移動(dòng)的距離為_(kāi)_______m。100.6拉力F=____N物體移動(dòng)的速度v物=____m/s圖中滑輪為動(dòng)滑輪，忽略繩重、滑輪重和繩與滑輪間的摩擦，F(xiàn)=___f繩子自由端移動(dòng)的速度v繩=____v物繩子自由端移動(dòng)的距離s繩=____s物50.122定滑輪動(dòng)滑輪拉力方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同拉力作用點(diǎn)移動(dòng)距離等于物體移動(dòng)距離等于物體移動(dòng)距離的2倍省力情況不省力省一半力能否改變力的方向能不能實(shí)質(zhì)等臂杠桿省力杠桿定滑輪和動(dòng)滑輪的比較有沒(méi)有什么辦法能將定滑輪和動(dòng)滑輪的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)呢？為了既能省力又能改變動(dòng)力的方向，可以把定滑輪和動(dòng)滑輪組合成滑輪組?；喗M可以由多個(gè)定滑輪和多個(gè)動(dòng)滑輪組成。知識(shí)點(diǎn)3滑輪組滑輪的組合如圖分別是兩種形式的滑輪的組合。分析：這樣的組合各有什么特點(diǎn)？【實(shí)驗(yàn)步驟】a.如圖甲，勻速豎直拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼勻速上升，將拉力方向和示數(shù)記錄在實(shí)驗(yàn)表格中；b.分別按照?qǐng)D乙、丙所示方式組裝滑輪組，沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),測(cè)出鉤碼受到的重力、鉤碼上升的高度、繩子自由端移動(dòng)的距離，并記錄在實(shí)驗(yàn)表格中甲乙丙滑輪組的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作重物移動(dòng)的距離h/m拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s/m拉力的方向彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N甲用彈簧測(cè)力計(jì)直接提升物體乙用彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)第一種滑輪組合提升物體丙用彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)第二種滑輪組合提升物體0.10.1向上20.10.2向下10.10.3向上0.67【分析討論】1.分析乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)中拉力的大小與方向，并與乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，使用滑輪組時(shí)拉力的大小和方向與僅使用一個(gè)滑輪時(shí)有什么不同？乙丙用滑輪組提升重物時(shí)，吊著動(dòng)滑輪的每段繩子都要承擔(dān)物重。如果忽略動(dòng)滑輪的自重、繩重及摩擦，動(dòng)滑輪上有幾段繩子承擔(dān)物重，提起物體的力就是物重的幾分之一。確定承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n在定、動(dòng)滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離開(kāi)，繞在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)n即為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。分割法121231234n=2n=3n=42.比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)中拉力的大小與方向，以及拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離。你還有什么新的發(fā)現(xiàn)？使用滑輪組提升鉤碼時(shí)，動(dòng)滑輪被幾股繩子吊起，繩子自由端通過(guò)的距離s是物體上升高度h的幾倍。乙丙s=nh【分析討論】【小結(jié)】使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但是“費(fèi)距離”。練習(xí)如圖所示的滑輪組，每個(gè)滑輪重50N，用這個(gè)滑輪組把質(zhì)量為40kg的重物在2s內(nèi)勻速提升2m。不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法中不正確的是（g取10N/kg）（）作用在繩子自由端的拉力F為150N重物上升的速度是1m/s繩子自由端移動(dòng)的距離為6m繩子自由端移動(dòng)的速度是2m/sD解析：重物的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3。不計(jì)繩重和摩擦：作用在繩子自由端的拉力重物上升的速度繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×2m=6m，C正確。繩子自由端移動(dòng)的速度所以在滑輪組中，繩子自由端移動(dòng)的速度v繩是物體移動(dòng)速度v物的n倍，即v繩=nv物。1.豎直方向滑輪組的計(jì)算?滑輪組的計(jì)算中等量關(guān)系的歸納2.水平方向滑輪組的計(jì)算?滑輪組的計(jì)算中等量關(guān)系的歸納滑輪組的組裝這兩種繞線方法有什么不同？1．繩子的起點(diǎn)2．拉力的方向3．拉力的大小4．移動(dòng)的距離①?gòu)妮喿訑?shù)量少的鉤子開(kāi)始②定動(dòng)交替③就近原則④奇動(dòng)偶定滑輪組的繞線（1）當(dāng)沒(méi)有規(guī)定拉力方向時(shí)（2）當(dāng)規(guī)定拉力方向時(shí)采用“反繞法”，即由外及內(nèi)繞繩。點(diǎn)擊畫面播放視頻練習(xí)

工人站在地面上，使用如圖所示的滑輪組將重物從地面提升到樓頂，要求繩子的自由端要向下拉。請(qǐng)你用筆畫線代替繩子，畫出滑輪組最省力的繞繩方法。F思路分析：反繞法設(shè)計(jì)一個(gè)升降裝置將重物從樓下搬到樓上是很辛苦的。有一位同學(xué)學(xué)習(xí)了滑輪的知識(shí)后，利用滑輪設(shè)計(jì)了一個(gè)升降裝置，并在家長(zhǎng)的幫助下把它安裝在家里的陽(yáng)臺(tái)上，通過(guò)它把物體吊上樓來(lái)。如果讓你來(lái)設(shè)計(jì)，你能畫出這個(gè)升降裝置的示意圖嗎？請(qǐng)?jiān)囋嚳?。?dòng)滑輪上承擔(dān)物重的繩子越多，人需要作用在繩端的拉力越小，因此將繩子的一端線連在動(dòng)滑輪上，依次繞過(guò)上面的定滑輪和下面的動(dòng)滑輪。如圖所示。自我評(píng)價(jià)1.如圖所示，一根繩子繞過(guò)定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼，請(qǐng)嘗試判斷F1、F2、F3的大小關(guān)系，并說(shuō)明理由。解：F1

=F2

=F3

。使用定滑輪不省力，不管沿哪個(gè)方向拉，力的大小都等于左側(cè)鉤碼的重力，即3個(gè)力一樣大。2.如圖所示，用豎直向上的拉力F勻速提起物體A。已知物體A和滑輪的總重G總為50N，且摩擦不計(jì)，求拉力F的大小。A解：不計(jì)摩擦，

拉力3.如圖所示，用滑輪組將120kg的物體勻速提起1m，動(dòng)滑輪重為

300N，不計(jì)繩重和摩擦，求：（1）物體所受的重力；（2）作用在繩自由端的拉力大小；（3）繩自由端移動(dòng)的距離。解：（1）物體所受的重力G=mg=120kg×9.8N/kg=1176N（3）繩自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×1m=3m（2）由圖可知，動(dòng)滑輪上承擔(dān)物重的繩子共有3段，即n=3，不計(jì)繩重和摩擦，則作用在繩自由端的拉力課堂小結(jié)定滑輪動(dòng)滑輪拉力方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同拉力作用點(diǎn)移動(dòng)距離等于物體移動(dòng)距離等于物體移動(dòng)距離的2倍省力情況不省力省一