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(共48張PPT)
滑 輪
6.6
第六章 力和機械
（滬粵版）八年級
下
定滑輪和動滑輪
探究兩類滑輪的作用
a、什么是滑輪
b、定滑輪的特點
a、定滑輪的作用
b、動滑輪的作用
滑輪組
a、什么是滑輪組
b、滑輪組的特點
一
二
三
01
學習目標
輪軸
四
c、動滑輪的特點
02
激趣導入
從身邊的問題出發……
生活中滑輪處處可見，這些滑輪的作用是什么呢？
知識點1——定滑輪和動滑輪
a、什么是滑輪
b、定滑輪的特點
一
c、定滑輪的特點
閱讀活動1內容，觀察滑輪的特點……
1. 觀察滑輪，說出它的結構。
2. 用下圖所示的滑輪、細線、鉤碼、鐵架臺等實驗器材設計兩種實驗方案，要求利用滑輪把鉤碼提起來，并在方框中畫出實驗裝置的示意圖。
用滑輪把鉤碼提起來
滑輪
細線
鉤碼
鐵架臺
什么是滑輪？
滑輪：周邊有槽并可以繞軸轉動的輪子
軸
輪子
使用滑輪工作時，根據滑輪的軸的位置是否移動，可將滑輪分成定滑輪和動滑輪兩類。
將滑輪固定在鐵架臺，嘗試用繩子拉鉤碼……
定滑輪：軸不隨物體一起移動的滑輪
將繩子固定在鐵架臺，嘗試用利用滑輪用繩子拉鉤碼……
動滑輪：軸隨物體一起移動的滑輪
知識點2——探究兩類滑輪的作用
a、定滑輪的作用
b、動滑輪的作用
二
在活動1的兩種實驗方案中，同學們對分別用定滑輪和動滑輪提起質量相等的鉤碼所用拉力的大小進行了不同猜想。
用定滑輪或動滑輪提起質量相等的鉤碼，所用的力的大小可能不同。
滑輪的軸的位置運動與否，可能會影響拉力的大小。
用動滑輪可能更費力，因為提起動滑輪也要用力。
兩類滑輪的比較
根據猜想，進行活動2實驗……
1. 定滑輪的作用
先用彈簧測力計直接測出每一個鉤碼的重力
再按右圖所示用彈簧測力計測量拉力
改變鉤碼的數量或拉力的方向，比較每次拉力和鉤碼重力的大小關系。
G
F1
4G
F2
F3
F4
結論
使用定滑輪不省力，但可以改變力的方向，既不費也不省距離
G
F1
4G
F2
F3
F4
F1=G F2=4G
F3=4G F4=4G
可以通過下拉側拉等等方式讓物體向上運動
繩子拉動的距離和物體上升的距離一樣
（忽略繩重及摩擦）
通過實驗視頻的演示，及老師的實驗操作分析可得……
兩類滑輪的比較
用同一套實驗器材，再進行動滑輪的作用實驗……
2. 動滑輪的作用
先用彈簧測力計直接測出每一個鉤碼的重力
按右圖所示的方法，通過動滑輪來提起鉤碼
讀出彈簧測力計的示數F，并與鉤碼的總重力2G比較，分析得出結論
G
F
2G
F
結論
使用動滑輪可以省力，但不改變力的方向也費距離
G
F
2G
F
F=G,拉力的大小比重物實際的重力示數小
（忽略動輪重、繩重及摩擦）
拉力向上，物體也向上運動
繩子拉動的距離比物體上升的距離長
通過實驗視頻的演示，及老師的實驗操作分析可得……
省力
or
不省力
省距離
or
費距離
省力
or
不省力
省距離
or
費距離
滑輪本質上屬于杠桿類機械
聯想前面杠桿的學習內容，也有相似的分析內容
定滑輪的本質……
F1
F2
O
L1
L2
L1=L2，F1=F2
（忽略繩重及摩擦）
定滑輪相當于一個
等臂杠桿
動滑輪的本質……
F1
F2
O
L1
L2
L1=2L2，F1= F2
動滑輪相當于一個動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿
（忽略動輪重、繩重及摩擦）
知識點3——滑輪組
a、什么是滑輪組
b、滑輪組的特點
三
生活中，定滑輪和動滑輪往往是結合一起使用，滿足人們的生產生活需求……
使用定滑輪能改變力的方向
使用動滑輪能省力
把它們組合起來使用
就可以既省力又改變力的方向
這種動滑輪與定滑輪的組合就是滑輪組
使用滑輪組時拉力與物重的關系
閱讀活動3內容，進行實驗……
請用兩個滑輪組成如圖所示的滑輪組，并測出不同情況下拉力 F和鉤碼的重力 G，填入表中。
實驗序號 鉤碼的重力 G/N 彈簧測力計的拉力 F/N 吊起動滑輪的繩子段數 n
1
2
3
請根據表中的數據找出 F、 G 和 n 之間的關系。
在實驗當中，需要了解幾個滑輪組相關的概念……
s：繩子自由端移動的距離
h：重物被提升的高度
n：吊起動滑輪的繩子段數
G：被提升物體的重力大小
G動：被提升動滑輪的重力大小
F：拉力大小
G
G動
F
n=2
h
s
根據實驗表明，使用滑輪組時拉力與物重的關系，與吊起動滑輪的繩子段數n有關。
判斷實驗所示各滑輪組中n是多少……
n=2
n=2
n=3
根據實驗表明，使用滑輪組吊重物時，繩重和摩擦不計，動滑輪被幾段子吊起，所用的力就是物重的幾分之一。即：
F=
n
G物+G動
若不考慮動滑輪自重，則：
F=
n
G物
G
G動
F
n=2
由此可知n越大，越省力
繩端移動的距離與物體提升高度的關系,也與吊起動滑輪的繩子段數n有關。即：
h
s
h=
n
s
n=2
若考慮重物提升的速度v物與繩端移動的速度v繩的關系：
v物=
h
t
n
s
=
t
s
t
=
×
1
n
即：
v物=
v繩
n
工人利用如圖所示的滑輪組將800N的建材從地面勻速提升到距地面高h=8m的三樓，用時20秒，動滑輪重50N，工人的質量為70kg（忽略機械摩擦和繩重，繩子能承受的拉力足夠大，g取10N/kg）。求：
（1）該滑輪組有幾段繩子吊著動滑輪？
（2）提升過程中工人拉動繩子的拉力F為多大？
由圖可知，拉著動滑輪繩子的段數n=2；
提升過程中工人拉動繩子的拉力為：
F= = =425N
n 2
（G1+G動） （800N+50N）
例
（3）繩子自由端移動的距離s？
（4）建材勻速上升的速度v物？
（5）繩子自由端移動的速度v繩？
繩子自由端移動的距離：s=nh=2×8m=16m
貨箱在20s內勻速提升8m,貨箱上升的速度：
v物 = = =0.4m/s
t 20s
h 8m
繩子自由端移動的速度：v繩=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s；
工人利用如圖所示的滑輪組將800N的建材從地面勻速提升到距地面高h=8m的三樓，用時20秒，動滑輪重50N，工人的質量為70kg（忽略機械摩擦和繩重，繩子能承受的拉力足夠大，g取10N/kg）。求：
例
既然拉力的大小和滑輪組的繞線方式有關，那么應該怎么繞線？
繩子互不交叉，一個滑輪只能經繩子繞過一次，一定一動
從動滑輪開始繞
從定滑輪開始繞
分析下列的滑輪組滑輪組，不同的繞線方式呈現什么規律？
奇動偶定
從動滑輪出發，繩子股數為奇數
從定滑輪出發，繩子股數為偶數
n=3
n=3
n=5
n=2
n=4
n=4
知識點4——輪軸
四
杠桿除了可以變形為滑輪，還可以變形為輪軸。
由輪和軸組成的能繞共同軸心轉動的簡單機械就是輪軸
軸
輪
F
G
軸心
軸半徑
輪半徑
輪
軸心
軸
若動力作用在輪上，阻力作用在軸上，就省力
汽車方向盤
井上的轆轤
水龍頭
球形門把手
若動力作用在軸上，阻力作用在輪上，就費力……
汽車前窗上的雨刮器
自行車通過鏈條帶動車輪轉動
手搖式卷線器
陀螺
風扇
04
課堂小結
滑輪
滑輪
滑輪組
(不考慮繩重、滑輪自重與摩擦)
定義：周邊有槽并可以繞軸轉動的輪子
分類
定滑輪
定義：動滑輪與定滑輪的組合
作用特點：
特點：不省力，但可以改變力的方向，既不費也不省距離
本質：等臂杠桿
定滑輪
特點：可以省力，但不改變力的方向也費距離
本質：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿
F=
n
G物+G動
F=
n
G動
h=
n
s
繞線特點：一定一動，奇動偶定
v繩=
n
v物
/
輪軸
05
隨堂練習
1、國慶期間，小華到北京旅游，觀看了天安門廣場升旗儀式。關于旗桿頂部安裝的滑輪，下列說法正確的是（　　）
A．使用定滑輪，因為可以省力
B．使用動滑輪，因為可以省力
C．使用定滑輪，因為可以改變力的方向
D．使用動滑輪，因為可以改變力的方向
C
2、如圖所示，分別用力F 、F 、F 勻速提起同一重物。若不計滑輪重與摩擦，則（ ）
A．F =F ＞F B．F ＜F =F
C．F =F =F D．F =F ＜F
A
05
隨堂練習
3、如圖所示，每個滑輪自重相等，不計繩重和輪、軸間摩擦，分別用甲、乙兩個滑輪組勻速向上提升重物時，甲、乙滑輪組繩端的拉力F恰好相等。已知，則每個滑輪的重為（　　）
A．3N B．6N
C．11N D．22N
B
4、把質量相等的A、B兩物體掛在如圖所示滑輪組下面，不計繩重、滑輪重和摩擦，放手后（　　）
A．A、B均靜止 B．無法確定A、B的運動情況
C．A上升 D．A下降
D
05
隨堂練習
5、如圖所示，分別用力F1、F2和F3，使用三個滑輪勻速提起同樣的重物，不計繩重、滑輪重和摩擦，則F1、F2和F3的大小關系是（　　）
A．F1C．F1=F36、古代的汲水裝置——轆轤，由具有共同轉軸的大輪和小輪組成。提水時，用力使大輪轉動，小輪隨之轉動并纏繞井繩，提起水桶。用轆轤提水的某時刻的示意圖如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
A．正常使用時，圖甲中轆轤可視為費力杠桿
B．使用轆轤提水，不僅可以省力，也可以省距離
C．圖丙中水龍頭開關，②比①更省力
D．家中房門的門把手與轆轤的原理相同
D
D
7、如圖所示是工人往高處運送貨物的兩種方法，（甲）中滑輪的作用是 ，（乙）中用滑輪拉動 100 牛的重物上升 1 米時，不計滑輪重及摩擦，工人的拉力為 牛，繩子的自由端上升 米。
05
隨堂練習
改變力的方向
50
2
05
隨堂練習
8、一輛汽車不小心陷進了泥潭中，司機按圖所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪，均可將汽車從泥潭中拉出，如果汽車發動機產生的牽引力比阻力小1000N，則甲圖人勻速拉動汽車的拉力至少為 ，乙圖人勻速拉動汽車的拉力至少為 。（繩與滑輪間的摩擦不計）
1000N
500N
05
隨堂練習
9、工人站在地面上用如圖的滑輪組提升重物，畫出滑輪組的繞繩方式。
05
隨堂練習
10、如圖所示，小亮用滑輪組將物體運上樓，請用筆畫線幫他組裝最省力的滑輪組。
11、如圖所示，汽車陷入淤泥中，要用滑輪組將汽車拉出來，請在圖中畫出最省力的繞繩方式。
05
隨堂練習
12、如圖所示是小海同學“研究定滑輪和動滑輪工作特點”的實驗裝置。
（1）在探究定滑輪工作的特點時，如圖乙所示，實驗測力計的操作方法正確的是 　 　。
A.隨意拉動鉤碼 B.拉著鉤碼保持靜 C.勻速向下拉動鉤碼
（2）他按圖示提起鉤碼時，分別測得一組數據如下表所示，請你分析：
①比較甲和丙實驗測力計示數的大小，可知：使用動滑輪的好處是 　 　。
②把鉤碼升高相同的高度，比較乙和丙實驗測力計移動的距離，可知：使用動滑輪 　 　。
05
隨堂練習
C
能省力
費距離
（3）在探究定滑輪工作特點時，按照圖乙所示操作，覺得校準彈簧測力計操作麻煩，于是把彈簧測力計倒過來，即測力計吊環系在拉繩上，用手拉掛鉤，如圖丁所示，讀得的測力計示數會 　 　（變大/變小/不變），其理由是 　 　。
05
隨堂練習
變小
測力計本身受重力的作用
13、某人用如圖所示的滑輪組勻速提升500N的重物，所用的拉力F為300N，繩子自由端被拉下2m，在此過程中，不計摩擦和繩重，求：
（1）物體被提升的高度；
（2）滑輪組中動滑輪的重力；
（4）如果用此滑輪組以0.2m/s速度勻速提升800N的重物，拉力應為多大？
05
隨堂練習
解：（1）由圖所知，滑輪組繩子的股數n=2
物體被提升的高度h= = =1m
s
n
2m
2
（2）不計摩擦和繩重，拉力F= ，則動滑輪重G重=nF-G=2x300N-500N=100N
（3）當提起800N的重物時，不計摩擦和繩重
所用拉力F’= = =450N
G+G重
n
G’+G重
n
800N+100N
2
答：（1）物體被提升的高度為1m；（2）滑輪組中動滑輪的重力為100N；（3）如果用此滑輪組勻速提升800N的重物，拉力應為450N。
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