資源簡介

(共37張PPT)
物理 人教版（2024）
八年級下冊
第十二章　簡單機械
第3節　滑輪
預習清單
1.滑輪有_________和_________兩種。使用滑輪時,軸固定不動的滑輪叫作_______滑輪;軸與物體一起運動的滑輪叫作_______滑輪。
2.定滑輪_______省力，_______省距離，但是可以改變力的_______，定滑輪的實質是一個_______杠桿。(前兩空均選填“能”或“不能”)
定滑輪
動滑輪
定
動
不能
不能
方向
等臂
預習清單
3.用動滑輪的好處是___________，缺點是不能改變力的________，且______距離。動滑輪的實質是______力臂為 ______力臂2倍的杠桿。
4.用滑輪組的特點是：使用滑輪組既能________，又能_____________。
可以省力
方向
費
動
阻
省力
改變力的方向
任務一：定滑輪和動滑輪
1.滑輪
滑輪也是一種常用的簡單機械,它的主要部分是一個能繞軸自由轉動、周邊有槽的輪子。
2.滑輪的分類
(1)軸固定不動的滑輪稱為定滑輪。
(2)軸隨物體一起運動的滑輪稱為動滑輪。
任務一：定滑輪和動滑輪
思考：
定滑輪和動滑輪在工作過程中有什么不同
實驗1:探究定滑輪的特點。
【提出問題】
(1)使用定滑輪是否省力(或更費力)
(2)使用定滑輪是否省距離(或費距離)
(3)什么情況下使用定滑輪
任務一：定滑輪和動滑輪
【設計實驗】
分別使不同重量的物體在使用定滑輪時勻速運動,記錄整個過程需要用力的大小、物體移動的距離及動力移動的距離、動力的方向,然后由數據分析得出結論。
【實驗器材】
鐵架臺、定滑輪、細線、鉤碼、刻度尺、彈簧測力計。
任務一：定滑輪和動滑輪
【進行實驗】
如圖所示。
任務一：定滑輪和動滑輪
(1)用彈簧測力計直接測出鉤碼的重力G。
(2)使用定滑輪緩緩提升鉤碼,記錄整個過程中拉力的大小F、鉤碼上升的距離h物 、拉力移動的距離s繩 及拉力的方向。
(3)改變拉力的方向,分別沿豎直方向拉升、斜著拉升、水平拉升鉤碼,觀察拉力F1、F2、F3的大小。把實驗數據記入表格中。
(4)改變鉤碼的重力,重復上述實驗。
任務一：定滑輪和動滑輪
(5)數據記錄。
任務一：定滑輪和動滑輪
【分析論證】
(1)拉力與重力的大小關系:F=G,即使用定滑輪不省力。
(2)拉力的方向:改變了力的方向。
(3)拉力(繩末端)移動的距離與鉤碼上升的高度之間的關系為s繩 =h物 。
任務一：定滑輪和動滑輪
(4)定滑輪在實質上相當于一個等臂杠桿。
實驗結論:使用定滑輪不省力,不省距離,但可以改變力的方向。
任務一：定滑輪和動滑輪
實驗2:探究動滑輪的特點。
【提出問題】
(1)使用動滑輪是否省力(或更費力)
(2)使用動滑輪是否省距離(或費距離)
(3)什么情況下使用動滑輪
任務一：定滑輪和動滑輪
【設計實驗】
分別使同不同重量的物體在使用動滑輪時勻速運動,記錄整個過程需要用力的大小、物體移動的距離及動力移動的距離、動力的方向,然后由數據分析得出結論。
【實驗器材】
鐵架臺、動滑輪、細線、鉤碼、刻度尺、彈簧測力計。
任務一：定滑輪和動滑輪
【進行實驗】
如圖所示。
任務一：定滑輪和動滑輪
(1)用彈簧測力計直接測出鉤碼的重力G。
(2)使用彈簧測力計緩緩豎直向上拉動滑輪提升鉤碼,記錄整個過程中用力大小F、鉤碼升高的距離h及拉力移動的距離s。
(3)將測量結果填入表格。改變鉤碼的個數,重復上述實驗過程。
任務一：定滑輪和動滑輪
(4)實驗數據。
任務一：定滑輪和動滑輪
【分析論證】
(1)拉力與重力的關系:F(2)拉力的方向:不能改變力的方向。
(3)拉力(繩末端)移動的距離s與鉤碼上升的高度h之間的關系為s繩 =2h物 。
任務一：定滑輪和動滑輪
(4)動滑輪實質上是一個動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
實驗結論:使用動滑輪可以省力,但不改變力的方向,且費距離。
任務一：定滑輪和動滑輪
討論分析:動滑輪中,不計摩擦,若拉力F 沿斜上方拉 嗎？
因為動力臂l1減小,所以動力F 增大,故要使動滑輪省一半的力(省力最多),必須使繩子沿豎直方向拉。
任務二：滑輪組
1.什么是滑輪組。
【提出問題】定滑輪可以改變力的方向,但不能省力。動滑輪可以省力,但不能改變力的方向。能否得到一種既可以省力,又可以改變力的方向的機械呢
(1)滑輪組:將定滑輪與動滑輪組合起來使用,這種裝置叫作滑輪組。
任務二：滑輪組
(2)認識兩種簡單的滑輪組。
【提出問題】由一個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組有幾種組合
【分析】如圖所示,可以組成甲、乙所示的兩種滑輪組。
任務二：滑輪組
這兩種繞線方法的不同之處:
(1)繩端的固定點不同:甲固定在定滑輪的軸上,乙固定在動滑輪的軸上。
(2)拉力的方向不同:甲通過定滑輪向下,乙通過動滑輪向上。
任務二：滑輪組
2.滑輪組的特點。
【提出問題】用如圖甲、乙所示的滑輪組分別把重力為G 的物體提高h,在不計繩重、摩擦及動滑輪自重時,所用拉力F 多大 拉力移動的距離s與物體升高的距離h之間有什么關系
任務二：滑輪組
(1)分析甲滑輪組的特點。
①用力情況:如圖甲所示,重物由二段繩子通過動滑輪吊著,每段繩子都要承擔物重,因為同一根繩子上的力相等,所以拉力的大小為 (忽略動滑輪的自重、繩重與摩擦)。
任務二：滑輪組
②距離情況:圖中的重物由二段繩子通過動滑輪吊著,若物體升高的距離為h時,則每段繩子都要上升h,兩段繩子上升的總距離都要被拉力拉走,所以拉力(繩子自由端)移動的距離為2h。
③力的方向:可以改變。
結論:拉力 ，拉力移動的距離s=2h,可知使用該滑輪組省力費距離,可以改變力的方向。
任務二：滑輪組
(2)分析乙滑輪組的特點。
①用力情況:動滑輪上有三段繩子,每段繩子都要承擔物重,因為同一根繩子上的力相等,所以拉力的大小為 (忽略動滑輪的自重、繩重與摩擦)。
任務二：滑輪組
②距離情況：重物由三段繩子通過動滑輪吊著，若物體升高的距離為h時，則每段繩子都要上升h，三段繩子上升的總距離都要被拉力拉走，所以拉力(繩子自由端)移動的距離為s=3h。
③力的方向:不能改變。
結論:拉力 拉力移動的距離s=3h,使用該滑輪組省力費距離,但不能改變力的方向。
任務二：滑輪組
(3)確定承擔物重繩子段數n的方法。
分離法:在定滑輪與動滑輪之間畫一條虛線,只考慮與動滑輪相連的繩子段數,如圖甲所示的滑輪組中,繩子段數為n =4,則 ，
s=4h。如圖乙所示的滑輪組中,與動滑輪相連的繩子段數為n =5,則
，s=5h。
溫馨提示:n是連接動滑輪的繩子段數。
任務二：滑輪組
3.滑輪組的組裝。
繞繩方式的判斷———“奇動偶定”。
當承重的繩子段數n為偶數時,繩的起始端系在定滑輪的掛鉤上;當n 為奇數時,繩的起始端系在動滑輪的掛鉤上。簡稱“奇動偶定”。
核心總結
課堂評價
1.如圖所示，甲、乙兩人將同一物體拉到樓頂上，不計滑輪重力、繩重和摩擦，下列說法正確的是 ( )
A.甲、乙兩人用力一樣大
B.甲使繩索移動的距離大于乙使繩索移動的距離
C.乙用力比甲小
D.甲乙使繩索移動的距離相等
C
課堂評價
2.如圖所示，用20 N的拉力向上拉動繩子，使重為50 N的物體5 s內勻速升高5 m(不計繩重和摩擦)。則下列說法中不正確的是 ( )
A.繩子自由端移動的距離為15 m
B.動滑輪重為10 N
C.物體上升的速度為1 m/s
D.繩子自由端拉動的速度為6 m/s
D
課堂評價
3.在圖中用線代表繩子，將三個滑輪連成省力的滑輪組，要求人用力往下拉繩使重物升起，且繞線符合圖中要求。
課堂評價
4.如圖所示,在繩子自由端拉力F 作用下重為20 N 的物體沿水平面以0.01 m/s的速度勻速行駛20 s,受到的摩擦力為30 N。拉力F=_______N，繩子自由端拉動的速度是_______m/s。(忽略繩子和滑輪的重力及輪與軸、繩子與滑輪間的摩擦)
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0.03
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