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(共20張PPT)
第九章　機(jī)械和功
第二節(jié)　滑 輪
第1課時(shí) 定滑輪和動(dòng)滑輪
學(xué)習(xí)目標(biāo)-新課導(dǎo)入-新知探究-課堂小結(jié)-課堂訓(xùn)練
北師大版-物理-八年級(jí)下冊(cè)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過(guò)觀察、使用滑輪，正確識(shí)別定滑輪和動(dòng)滑輪。
2.通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，掌握定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)及實(shí)質(zhì)，并能根據(jù)需要選擇合適的滑輪來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
【重點(diǎn)】掌握定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)及實(shí)質(zhì)。
【難點(diǎn)】根據(jù)需要選擇合適的滑輪來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
新課導(dǎo)入
學(xué)校的升旗儀式是靠什么把紅旗拉上去的？把建筑材料運(yùn)到房上又是利用了什么機(jī)械呢？
升旗儀式和往房上運(yùn)輸建材都使用了常見(jiàn)的一種機(jī)械——滑輪。
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 滑輪的種類
一
【學(xué)生活動(dòng)】用不同方式，分別將小紅旗和鉤碼提升至一定高度。
小組討論總結(jié)歸納定滑輪、動(dòng)滑輪的定義。
滑輪是一種常用的簡(jiǎn)單機(jī)械，它通常由繩索或鏈條繞過(guò)具有轉(zhuǎn)動(dòng)輪的圓輪構(gòu)成。
新知探究
升國(guó)旗時(shí)，旗手緩緩向下拉繩子，國(guó)旗就會(huì)徐徐上升。
這是因?yàn)槠鞐U頂部有一個(gè)滑輪，使用時(shí)它的軸固定不動(dòng)，這種滑輪叫作定滑輪。
新知探究
使用時(shí)，滑輪跟物體一起運(yùn)動(dòng)，這樣的滑輪叫作動(dòng)滑輪。
新知探究
如圖是手搖升降晾衣架的結(jié)構(gòu)示意圖，使用它可以方便地升降衣架來(lái)晾曬衣物。該裝置通過(guò)一些機(jī)械的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。該裝置有　　個(gè)定滑輪，有 個(gè)動(dòng)滑輪。
練一練
2
2
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 探究定滑輪的工作特點(diǎn)
二
1.使用定滑輪拉動(dòng)物體時(shí)，拉力與物體的重力有什么關(guān)系呢？
2.繩端（自由端）移動(dòng)的距離與物體上升的距離有什么關(guān)系呢？
實(shí)驗(yàn)器材
滑輪、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺。
新知探究
實(shí)驗(yàn)表格
物重G/N 重物移動(dòng)的方向 重物移動(dòng)的距離h/m 拉力F/N 拉力的 方向 拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s/m
0.5 向上 0.2 0.5 向下 0.2
1.0 向上 0.1 1.0 向下 0.1
1.5 向上 0.15 1.5 向下 0.15
使用定滑輪不省力，不省距離；但可以改變力的方向。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
新知探究
理論分析
轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)，相當(dāng)于支點(diǎn)O，拉力相當(dāng)于動(dòng)力，物體對(duì)繩子的拉力相當(dāng)于阻力。
L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物
F1 = G物
定滑輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，因此，不省力也不費(fèi)力。
L2
L1
O
F2
F1
定滑輪的本質(zhì)
新知探究
定滑輪左端繩子下端掛著相同的重物，若在定滑輪右端的繩子自由端分別沿三個(gè)方向用力（如圖所示），力的大小分別為F1、F2、F3，則 （ ）
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三個(gè)力一樣大
F2
F1
F3
練一練
D
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 探究動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)
三
1.使用動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體時(shí)，拉力與物體的重力有什么關(guān)系呢？
2.拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離有什么關(guān)系呢？
實(shí)驗(yàn)器材
滑輪、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺。
新知探究
實(shí)驗(yàn)表格
物重G/N 重物移動(dòng)的方向 重物移動(dòng)的距離h/m 拉力F/N 拉力 的方向 拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s/m
0.5 向上 0.2 0.3 向上 0.4
1.0 向上 0.1 0.6 向上 0.2
1.5 向上 0.15 0.8 向上 0.3
使用動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變用力的方向，而且“費(fèi)距離”。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
新知探究
動(dòng)滑輪的本質(zhì)
理論分析
∵ G · R = 2R · F
F =
GR
2R
=
1
2
G
動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。如果忽略動(dòng)滑輪和繩所受的重力及滑輪軸的摩擦，使用動(dòng)滑輪能省一半力。
杠桿的支點(diǎn)在 O 點(diǎn)處
O
A
F
L2 = R
L1= 2R
O
G
F
G
支點(diǎn)是 A 點(diǎn)還是 O 點(diǎn)
新知探究
如圖所示，用5N的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.2m。若不計(jì)滑輪自重及摩擦，關(guān)于物體的重力G和繩子自由端移動(dòng)的距離s，下列判斷中正確的是（　　）
A．G＝2.5N s＝0.1m
B．G＝2.5N s＝0.4m
C．G＝10N s＝0.1m
D．G＝10N s＝0.4m
F
G
練一練
D
課堂小結(jié)
滑輪
使用時(shí)軸固定不動(dòng)
實(shí)質(zhì)：等臂杠桿
滑輪跟物體一起運(yùn)動(dòng)
省力但費(fèi)距離，且不能改變力的方向
定滑輪
動(dòng)滑輪
不省力也不費(fèi)距離，但可以改變用力的方向
實(shí)質(zhì)：省力杠桿
課堂訓(xùn)練
C
1．同一滑輪用如圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和滑輪軸的摩擦力不計(jì)，則（　　）
A．手的拉力：F甲＝F乙
B．手的拉力：F甲＜F乙
C．手的拉力：F甲＞F乙
D．無(wú)法確定
課堂訓(xùn)練
D
2.用滑輪按圖甲、乙、丙所示三種不同方式，拉著同一物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力分別是F1、F2、F3，則（ ）
A． F1>F2>F3 　 B． F2>F3>F1 　
C． F2>F1>F3 　 D． F3>F1>F2
乙
F2
甲
F1
丙
F3
課堂訓(xùn)練
3．如圖所示，在豎直方向大小為20N的拉力F作用下，重物A沿豎直方向，以0.2m/s的速度勻速上升。不計(jì)滑輪重、繩重、摩擦，物體A的重力及滑輪移動(dòng)的速度是（　?。?br/>A．40N 0.4m/s
B．10N 0.1m/s
C．20N 0.1m/s
D．10N 0.4m/s
B
F
A
課堂訓(xùn)練
4. 如圖所示的動(dòng)滑輪提起200N的水桶，繩子B承受的拉力為 N，人拉繩子A的動(dòng)力為 N（不計(jì)滑輪重）。
200
100(共25張PPT)
第九章　機(jī)械和功
第二節(jié)　滑 輪
第2課時(shí) 滑輪組
學(xué)習(xí)目標(biāo)-新課導(dǎo)入-新知探究-課堂小結(jié)-課堂訓(xùn)練
北師大版-物理-八年級(jí)下冊(cè)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道滑輪組的使用及特點(diǎn)。
2.了解滑輪組的簡(jiǎn)單應(yīng)用。
【重點(diǎn)】知道滑輪組的使用及特點(diǎn)。
【難點(diǎn)】了解滑輪組的簡(jiǎn)單應(yīng)用。
新課導(dǎo)入
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？
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 滑輪組
一
＋
定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起使用，構(gòu)成滑輪組。
還有別的繞線方法嗎？
或者
結(jié)論：使用滑輪組既可以省力，又可以改變用力的方向， 但是“費(fèi)距離”。
新知探究
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
討 論
思考角度：
F
F
怎么判斷與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)n？
討 論
1
2
3
1
2
n=3
n=2
F
F
方法：在滑輪組繩子中間畫一條橫線，橫線以下有幾根繩子是連接著動(dòng)滑輪的，n就為幾。
新知探究
？
利用兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪，可以怎樣繞繩子呢？
試一試
新知探究
F
F
請(qǐng)將這兩個(gè)滑輪組的繩子繞好
1
2
1
2
3
4
3
4
n=4
n=5
甲
乙
數(shù)一數(shù)這個(gè)兩個(gè)滑輪組繩子的段數(shù)n分別是多少？
5
新知探究
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 探究滑輪組的工作特點(diǎn)
二
分別按照?qǐng)D甲、乙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。
新知探究
物重G/N 物體移動(dòng)方向 物體移動(dòng)距離h/m 與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)n 拉力F/N 拉力方向 拉力移動(dòng)距離s/m
0.5 向上 0.1 2 0.3 向下 0.2
1.5 向上 0.05 2 0.8 向下 0.1
0.5 向上 0.1 3 0.2 向上 0.3
1.5 向上 0.05 3 0.5 向上 0.15
新知探究
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1.拉力的方向：
2.拉力的大小：
3.拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離：
可以改變拉力的方向
繞線越多越省力
繞線越多越費(fèi)距離
使用滑輪組既可以省力，又可以改變用力的方向，但不能既省力又省距離。
新知探究
對(duì)于用一根繩子組裝的滑輪組而言，拉力F與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)n有什么關(guān)系呢？(不計(jì)繩重，動(dòng)滑輪重和摩擦)
拉力F的大小與吊起動(dòng)滑輪的繩子段數(shù)n有關(guān)。
動(dòng)滑輪上有幾段繩子承擔(dān)物重，提起物體所用的力就等于物重的幾分之一。
即：nF=G。
n=3
3F
G
3F=G
新知探究
拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s與物體移動(dòng)的距離h之間有什么關(guān)系呢？
物體升高h(yuǎn)，相當(dāng)于吊起動(dòng)滑輪的每段繩子抽走了h，這些都只能從繩子自由端抽走，則繩子自由端在相等的時(shí)間內(nèi)共需要抽走3h，即s=3h。
若動(dòng)滑輪上承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為n，則有s=nh。
h
新知探究
結(jié) 論：
（n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)）
F＝ （G物+G動(dòng)）
1
n
s＝nh
不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，有
若考慮動(dòng)滑輪的重力，不計(jì)繩重和摩擦，上面的關(guān)系式還成立嗎？
新知探究
1.若不計(jì)繩重和摩擦，每個(gè)滑輪重20N，則結(jié)果如何？
F=100N
s=30m
F=100N
h=10m
G=100N
h=10m
練一練
F=
s=
20m
60N
F
G
G
F
G
F
G
F
G=
h=
280N
10m
G=
s=
280N
30m
s=
8m
物體以0.2m/s的速度勻速上升10s
新知探究
練一練
2.汽車重2×104N，陷入泥中，受到的阻力為3×103N。用如圖所示裝置，則至少要用多大的力才能將汽車?yán)觯?不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦)
F
解：由圖可知，有三段繩子連接動(dòng)滑輪，故
F＝
3
1
×3×103N＝1×103N
知識(shí)點(diǎn) 滑輪組的應(yīng)用
三
滑輪和滑輪組在起重機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，下圖就是實(shí)際應(yīng)用中的滑輪。
新知探究
汽車起重機(jī)中含有很多簡(jiǎn)單機(jī)械。如A、B組成滑輪組，吊臂是杠桿。C桿伸縮時(shí)，吊臂的長(zhǎng)短發(fā)生變化。D桿伸縮時(shí)，吊臂的角度發(fā)生變化。裝在E里的卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩，利用滑輪組提升重物。整個(gè)汽車起重機(jī)也可視為杠桿，若起吊貨的質(zhì)量過(guò)大，會(huì)發(fā)生側(cè)翻事故。根據(jù)杠桿平衡條件，起吊貨物的質(zhì)量是有限的。操縱起重機(jī)時(shí)，要控制好吊臂的長(zhǎng)度和角度，必要時(shí)還應(yīng)在車身外側(cè)增加支柱（圖中的F），以防翻車，并避免輪胎受到過(guò)大的壓力。
汽車起重機(jī)
新知探究
練一練
如圖所示，如果用250N的力將重物吊起，應(yīng)該怎樣連接滑輪組？請(qǐng)?jiān)趫D中畫出繞繩的方法。(不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦)
因?yàn)? ，4為偶數(shù)，繩子固定端應(yīng)固定在定滑輪上，然后順次纏繞。
新知探究
課堂小結(jié)
滑輪組
定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起使用，構(gòu)成滑輪組
繩子自由端的拉力
拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離
F＝ （G物+G動(dòng)）
1
n
s＝nh
滑輪組
滑輪組的應(yīng)用
課堂訓(xùn)練
1.用下列裝置將同一物體勻速提高h(yuǎn),不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦，最省力的是（　　）
A B C D
D
課堂訓(xùn)練
2．小明利用如圖所示的裝置探究滑輪組的特點(diǎn)，他將重為5N的物體勻速提高了1m，每個(gè)滑輪重均為1N，不計(jì)繩重及摩擦，則繩端移動(dòng)距離是　 　m，施加在繩端的拉力F是　 　N，懸掛定滑輪處拉力F′是　 　N。
2
3
10
課堂訓(xùn)練
3. 如圖所示，動(dòng)滑輪重40N，工人至少要用多大的力才能把重500N的貨物勻速拉起？
解：工人用的力
解析：從題圖中看出有2段繩子連在動(dòng)滑輪上，因此拉力
課堂訓(xùn)練
4. 如圖所示，貨物重1000N，動(dòng)滑輪重50N，至少要用多大的拉力才能提升重物？如果每段繩子只能承擔(dān)400N的拉力，滑輪組最多能提起多重的貨物？
因?yàn)? ，所以最多提起的貨物重力
G′物 = nF′-G輪 = 3×400N-50N = 1150N。
解：至少用的拉力
5. 如圖所示，動(dòng)滑輪重2N，所吊起的重物B重10N，物體A重80N。此時(shí)物體B恰好以0.1m/s的速度勻速下降，要使物體B以0.2m/s的速度勻速上升，至少要對(duì)A施加一個(gè)多大的向左的水平外力？
解：物體B 恰好以0.1m/s的速度勻速下降時(shí)，物體A所受的向左的摩擦力
物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升時(shí)，物體A所受的摩擦力方向向右，大小為4N，此時(shí)，拉力大小為F=f+F繩=4N+4N=8N。
課堂訓(xùn)練

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