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(共36張PPT)
第十二章 簡單機械
八下物理 RJ
第3節 滑輪
3.通過對滑輪組的學習，掌握安裝滑輪組的方法，并能根據安裝情況分析拉力的大小與物重的關系
2.掌握定滑輪和動滑輪的特點，并能根據需要選擇合適的滑輪解決實際問題
學習目標
1.能識別定滑輪和動滑輪
課堂導入
有時我們會看到工人站在地面上，利用滑輪將重物提升到樓上。這樣使用滑輪有什么好處 會省力嗎
滑輪的利用
和升國旗一樣，不是為了省力，是為了……
軸
1.結構：
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
滑輪
能繞軸自由轉動、周邊有槽的輪子
旗桿頂部的輪子
電動起重機的輪子
軸和帶槽的輪子。
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
2.分類：定滑輪和動滑輪。
（1）定滑輪：使用時，它的軸固定不動。
（2）動滑輪：使用時，它的軸隨物體一起運動。
例1、如圖所示，利用動滑輪來工作的是（ ）
A
B
D
C
D
典型例題
解析：使用時，觀察它的軸是否隨物體一起運動。
晾衣架上的滑輪
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
輸電鐵塔上的滑輪
吊車上的滑輪
動滑輪
定滑輪
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
演示
研究定滑輪和動滑輪的特點
（3）什么情況下使用定滑輪，什么情況下使用動滑輪
（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）
（1）使用定滑輪、動滑輪是否省力（或更費力）
研究的問題
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
實驗思路
分別安裝定滑輪（圖乙）和動滑輪（圖丙）進行實驗。記錄實驗時彈簧測力計拉力的大小和方向，以及彈簧測力計和鉤碼移動的距離。
通過分析實驗數據，得出結論。
用滑輪拉起重物進行實驗。
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
視
頻
1.研究定滑輪的特點
重物 重力G/N 拉力 大小F/N 重物上升的距離h/m 繩自由端移動的距離s/m 重物移動方向 拉力
方向
定 滑 輪
使用定滑輪不省力，但可以改變力的方向；
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
數據記錄
2 2 0.10 0.10 向上 向下
1 1 0.10 0.10 向上 向下
2 2 0.10 0.10 向上 向左
4.3 4.3 0.10 0.10 向上 向下
實驗結論1
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
2.研究動滑輪的特點
視
頻
重物 重力G/N 拉力 大小F/N 重物上升的距離h/m 繩自由端移動的距離s/m 重物移動方向 拉力
方向
動滑 輪
使用動滑輪可以省力，但不能改變力的方向，而且費距離。
新知探究
知識點1 定滑輪和動滑輪
數據記錄
1 0.6 0.05 0.10 向上 向上
4 2.2 0.05 0.10 向上 向上
2 1.2 0.05 0.10 向上 向上
實驗結論2
可以看成支點在中心軸O點的杠桿，動力F1=F，阻力F2=G，由杠桿平衡條件 F1l1=F2l2，即：Fl1=Gl2
知識梳理
一個能夠連續轉動的等臂杠桿
所以 F=G。
因為 l1=r，l2=r，l1=l2
定滑輪的實質
可以看成支點在繩與輪相切于O點的杠桿，重物的重力作用線通過滑輪中心軸豎直向下，拉力沿繩豎直向上，所以動力臂l1=2r，阻力臂l2=r，l1=2l2。
知識梳理
一個動力臂等于阻力臂2倍的杠桿
動滑輪的實質
動滑輪兩種常見情況的等量關系（設物體做勻速運動，忽略摩擦）
F=2G物+G輪
知識梳理
F=
G物+G輪
2
例2、如圖是滑輪的兩種用法，以下說法中正確的是（ ）
A. 甲是動滑輪，使用時不能省力
B. 乙是動滑輪，使用時可以省力
C. 甲是定滑輪，使用時可以省力
D. 乙是定滑輪，使用時不能省力
B
典型例題
解析：根據使用時它的軸是否隨物體一起運動來判斷是定或動滑輪。定滑輪不能省力，但動滑輪可以省力。
解析：
此時力臂仍然有l1=r，l2=r，l1=l2， 由Fl1=Gl2，得G=F=10N。
練習1.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. 14N
練習鞏固
F
O
l2
l1
C
新知探究
知識點2 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。
滑輪組
定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置
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
知識點2 滑輪組
討論：甲乙這兩種繞線方法有什么不同
甲
繩子的起點；拉力的方向；拉力的大小；移動的距離。
定滑輪 動滑輪
乙
物重G/N 物體移動方向 物體移動距離h/m 與動滑輪相連的繩子段數n 拉力F/N 拉力方向 拉力移動距離s/m
滑輪組的使用特點
新知探究
知識點2 滑輪組
0.5 向上 0.1 3 0.2 向下 0.3
1.5 向上 0.05 3 0.5 向下 0.15
0.5 向上 0.1 2 0.3 向上 0.2
1.5 向上 0.05 2 0.8 向上 0.1
甲 乙
使用滑輪組既_____省力，又_____改變力的方向，但_____距離。
可以
費
可以
滑輪組的省力情況
新知探究
知識點2 滑輪組
甲 乙
圖甲中的重物由三段繩子通過動滑輪吊著，每段繩子都要承擔物重。用這個滑輪組提起重物，如果忽略動滑輪的自重、繩重及摩擦，只要用物重 的力就可以提起重物。
1
3
用滑輪組提起重物時，動滑輪上有幾段繩子承擔物重，提起物體的力就是物重的幾分之一。
F
G物
F
G物
n=3
n=2
確定繩子
段數的方法
F = G物
1
n
滑輪組的省力情況
新知探究
知識點2 滑輪組
用滑輪組提起重物時，若不計摩擦和繩重，考慮動滑輪自重G動，則有動滑輪上有幾段繩子承擔物重，提起物體的力就是物重和動滑輪重的幾分之一。
G物
n=2
F = （G物＋G動）
1
n
G總
nF
F
F
G動
動滑輪和物體
= （G物＋G動）
1
2
滑輪組的費距離情況
新知探究
知識點2 滑輪組
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→繩子自由端移動的距離；
h→物體上升的高度；
n→承擔物重的繩子的段數。
s=nh
n=3
h
s
滑輪組的組裝
新知探究
知識點2 滑輪組
n
h
s
1.確定繩子的段數
用n= G/F或 n=s/h 來求，當n不是整數時，要采用只入不舍的“進一法”處理小數位。
2.滑輪組的繞繩方法
當承重繩子的段數n為奇數時，繩子的固定端在動滑輪上；當承重繩子的段數n為偶數時，繩子的固定端在定滑輪上；概括為“奇動偶定”。
典型例題
例3、一位同學組裝了如圖所示的滑輪組，將重100N的重物勻速提升10m，若每個滑輪重20 N，且不計繩重和摩擦。求：繩自由端的拉力F和移動的距離s。
解：
分析題圖可知，承擔總重的繩子段數為n=2，不計繩重和摩擦時，拉力F為
F=
G物＋G動
2
=
100 N＋20 N
2
=60 N
s=nh=2h=2×10 m=20 m
繩自由端移動的距離s為
科學世界
新知探究
輪軸和斜面
輪軸由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪，小輪叫軸。
1.輪軸
注意：動力施加在輪上，省力，但費距離；動力作用在軸上，費力，但省距離。
輪軸相當于一個可連續轉動的杠桿，支點在輪軸的軸線上。
新知探究
F1R＝F2 r
斜面是同水平面成一定傾斜角度的平面，也是一種簡單機械。
新知探究
2.斜面
盤山公路
斜面傳送帶
無障礙通道
螺絲釘
光滑的斜面
沿斜面向上的推力：
斜面高度一定時，斜面越長越省力。
斜面的特點
新知探究
F =
Gh
l
例4、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
典型例題
解析：動力施加在輪上，省力，但費距離；動力作用在軸上，費力，但省距離。D選項錯誤。
滑輪
定滑輪
課堂小結
不省力，可以改變力的方向，實質是等臂杠桿
滑輪組
可以省力，但不能改變力的方向，實質是省力杠桿
既能省力，又能改變力的方向，但費距離
動滑輪
輪軸與斜面
1．下列各種機械中，不省力的機械是（　　）
B. 鋼絲鉗
C. 動滑輪
D. 旗桿頂定滑輪
A. 斜面
D
隨堂練習
解析：旗桿頂定滑輪不能省力，作用是用來改變力的方向。D選項符合。
2.用題圖甲的滑輪組提升重200 N的物體，已知拉力F為80 N，不計繩重和摩擦。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是____(選填“A”或“B”)，動滑輪重為_____N，3s內滑輪組對物體做的功為_______J。
A
40
300
隨堂練習
解析：
由圖甲知n=3，繩子自由端運動速度是物體運動速度的3倍，A表示速度大；
滑輪組省力特點：nF=G物＋G動，
得G動=nF－G物=3×80 N－200 N=40 N；
3 s內物體上升的高度為h=1.5 m，
所以滑輪組對物體做的功
W=F拉h=Gh=200 N×1.5 m=300 J。
3.在建筑工地上，工人師傅有時需要站在地面上通過滑輪組提升重物，請在圖甲中畫出繩子的繞法。工人師傅有時需要站在樓頂通過滑輪組提升重物，請在圖乙中畫出繩子的繞法。哪種情況下更省力
隨堂練習
解析：甲圖中工人師傅在地面，那就必須改變力的方向，繩子的起始端要在定滑輪上，解答如圖，n=2；
乙圖中工人師傅站在樓頂，那無需改變力的方向，繩子的起始端要在動滑輪上，解答如圖，n=3。
F
n=2
F
n=3
乙圖情況下更省力！
隨堂練習
4.利用如圖所示的滑輪組提起一個重500 N的物體，不計摩擦、滑輪的自重和繩重，各至少需要多大的力 如果要把物體提高1 m，繩子的自由端各要移動多少米
F
n=2
F
n=3
解析：甲圖中n甲=2，甲圖中n乙=3，所以拉力分別為：
F甲= G物
1
n甲
= ×500 N
1
2
= 250 N
F乙 = G物
1
n乙
= ×500 N
1
3
= 167 N
s甲=n甲h=2×1 m=2 m，
s乙=n乙h=3×1 m=3 m。
繩子移動距離：

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