資源簡介

10.2 滑輪及其應用
素養目標
1.認識定滑輪和動滑輪及其特點。
2.能判斷滑輪組的省力情況。
3.能識別生活和生產中常見的滑輪,能根據要求組裝簡單的滑輪組。
◎重點:滑輪組的省力情況分析及繞制。
【預習導學】
生活中的物理
　　大吊車“呼啦啦”發動起來,大鐵鉤下的載重汽車竟然被吊離地面,這個在地面上轟隆隆開過的大家伙此刻像一個小玩具一樣被大吊車隨意吊起!
　　【問題】大吊車上那個繞著鐵鏈且帶鐵鉤的大鐵輪子是什么 它怎么會有這么大的力氣
知識點一 定滑輪
　　周邊有槽、能繞軸轉動的小輪,叫 。
使用時,其軸 的滑輪叫作定滑輪。
對點自測
1在舉行升旗儀式時,旗手向下拉繩子,旗子就會徐徐上升,這是因為旗桿頂上有如圖所示的裝置,該裝置是 ( )
A.定滑輪 B.動滑輪　
C.滑輪組 D.輪軸
【參考答案】
知識點一
滑輪　固定不動
對點自測
1.A
知識點二 動滑輪
如圖所示,使用時,其軸 的滑輪,叫作動滑輪。
對點自測
2如圖所示的裝置中,圖甲是 滑輪,圖乙是 滑輪。
【參考答案】
知識點二
隨物體一起運動
對點自測
2.定　動
知識點三 滑輪組
如圖所示,像這樣由 和 組合使用的裝置就叫作滑輪組。
【參考答案】
知識點三
動滑輪　定滑輪
【合作探究】
任務驅動一 探究定滑輪的特點
1.按圖組裝定滑輪,豎直向下拉測力計,使鉤碼保持勻速直線上升狀態,讀出測力計示數F1,比較拉力與重力。改變拉力的方向,重復實驗,測量拉力F2、F3的大小,比較拉力大小是否變化。
物重G/N 拉力F1/N 拉力F2/N 拉力F3/N
　　結論: 。
·學習小助手·
因為使用定滑輪時,存在摩擦,所以拉力大于物體的重力。
·導學建議·
教師借助教具逐步引導學生認識定滑輪使用時相當于繞軸轉動的杠桿,然后讓學生分析力和力臂。
2.定滑輪的實質是什么 請畫出其杠桿示意圖。
通過分析可知:定滑輪的實質相當于 杠桿,所以在使用時拉力F 被提起物體的重力G。表達式為 。
·學習小助手·
使用定滑輪既不省力也不費力,但是能改變力的方向,給我們提供方便。
【參考答案】
任務驅動一
1.使用定滑輪提升物體時,可以改變作用力的方向,但不能省力
2.
等臂　等于　F=G
任務驅動二 探究動滑輪的特點
　　1.測量動滑輪和重物的總重G,按圖組裝動滑輪,豎直向上拉測力計,使鉤碼勻速上升,讀出測力計示數。改變拉力方向重復實驗,測量拉力F2、F3的大小,比較拉力大小是否變化。
動滑輪和物體總重G/N 拉力F1/N 拉力F2/N 拉力F3/N
　　結論:使用動滑輪提升物體時,當拉力方向豎直向上,則拉力大小等于動滑輪和物體總重的一半。
·學習小助手·
當忽略動滑輪重、繩重和摩擦時,使用動滑輪提升物體可以省一半的力,但不能改變拉力方向。
2.動滑輪的實質是什么杠桿 請畫出其動力臂和阻力臂并分析動力臂和阻力臂之間的關系。
分析結論:實質是動力臂等于阻力臂二倍的省力杠桿;使用時拉力等于物體和動滑輪總重的 ,表達式為 。
·學習小助手·
動滑輪在使用時省一半的力,但費距離,即繩子自由端移動的距離為物體上升高度的2倍。
·方法突破·
使用動滑輪時,可以看成是2股繩子同時豎直向上提動滑輪和物體,每股繩子的拉力為動滑輪和物體重的一半,所以拉力大小等于動滑輪和物體重的一半。
【參考答案】
任務驅動二
2.
一半　F=(G動+G)
任務驅動三 正確組裝并分析滑輪組的拉力情況
1.使用動滑輪可省力,使用定滑輪可改變力的方向。給你一只動滑輪和一只定滑輪,提問:如何將它們組合起來使用 請嘗試將一個定滑輪和一個動滑輪組裝成滑輪組,并提升重物。
2.用圖中(a)、(b)所示的滑輪組提升重物,并將實驗數據記錄在下面表格中。
滑輪組 物體和動滑輪總重G總/N 彈簧測力計示數F/N 物體上升高度 繩子自由端上升高度
(a)
(b)
　　分析:(a)滑輪組,拉起動滑輪和物重的繩子股數n= ,F= G總;
　　(b)滑輪組,拉起動滑輪和物重的繩子股數n= ,F= G總。
實驗結論:(1)在忽略繩重和摩擦時,動滑輪被幾股繩子拉起,拉力的大小就是重物和動滑輪總重的幾分之一,即F= 。
(2)使用滑輪組吊起重物,在忽略動滑輪自重、繩重和摩擦時,動滑輪被幾股繩子拉起,所用拉力的大小就是物重的幾分之一,即F= 。
(3)滑輪組省力,但是要費距離,當繩子的股數是n時,繩子自由端移動的距離s就是物體上升高度h的n倍,即s= 。
·方法突破·
1.繩子段數的判斷
靠近動滑輪上方劃一道虛線,虛線下直接接觸動滑輪的繩子都計入段數。
2.相同個數的定滑輪和動滑輪組成滑輪組時的兩種連接方法
當自由端最終向上拉時,繩的另一端連接動滑輪掛鉤,此時繩子股數為奇數n,最省力但不改變拉力方向;當自由端最終向下拉時,繩的另一端連接定滑輪掛鉤,此時繩子股數為偶數n-1,不是最省力的連接方式,但可以改變拉力方向。
3.滑輪組的繞法
先確定滑輪組的省力情況,即繩子的段數n,再進行繞線。“奇動偶定”,即奇數段繩子就從動滑輪開始繞線,偶數段繩子就從定滑輪開始繞線,奇數比偶數多一股繩子。
【參考答案】
任務驅動三
1.答:略
2.3　
2　
(1)(G+G動)
(2)G
(3)nh
任務驅動四 你能解釋【生活中的物理】中的問題嗎
【參考答案】
任務驅動四
答:吊車吊起物體的鐵輪實際上是一個動滑輪,它與伸縮臂前端的定滑輪組成一個滑輪組。因為承擔重物的鋼絲繩段數較多,所以滑輪組很省力,能吊起很重的物體。

展開更多......

收起↑