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(共27張PPT)
第十一章 簡單機械
定滑輪　動滑輪
第2節
第1課時
02
能通過實驗了解定滑輪、動滑輪的特點，知道滑輪在生產生活中的應用。
01
能識別定滑輪和動滑輪，知道滑輪是一種理想模型。
想一想：有哪些新的解決辦法？
能否得到這樣一種機械，它既可以省力，又可以改變力的方向？
除了杠桿之外，滑輪也是一種常見的簡單機械，它在日常生活中的應用非常廣泛。
大家在生活中見過滑輪嗎？使用滑輪有什么特點呢？
健身房器材上的滑輪
起重機上的滑輪
旗桿頂部上的滑輪
定滑輪及其特點
一
認識滑輪
滑輪是一個周邊有槽，能繞軸轉動的輪子。
軸
輪
槽
滑輪分為：定滑輪、動滑輪
定滑輪
國旗上升時，旗桿頂端的滑輪軸不隨物體一起移動。
旗桿頂端的滑輪
定滑輪
使用時，軸固定不動(滑輪不隨物體移動)的滑輪，叫定滑輪。
定滑輪
提出問題
1.使用定滑輪時，有什么特點？
2.使用定滑輪是否省力(或更費力)？
3.使用定滑輪是否省距離(或需要移動更大的距離)？
探究定滑輪的特點
實驗器材
鐵架臺、定滑輪、細線、鉤碼、刻度尺、彈簧測力計
設計實驗
如圖所示，把定滑輪固定在鐵架臺上，鉤碼掛在細線的一端；彈簧測力計掛在細線的另一端，用力緩慢拉動彈簧測力計向下勻速運動。
記錄拉力的大小、鉤碼上升的距離、拉力移動的距離及拉力的方向。
G
拉力F
物重G/N 物體移動方向 物體移動 距離h/cm 拉力F/N 拉力 方向 拉力移動
距離S/cm
進行實驗
G
(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。
h物
F
s繩
進行實驗
(3)改變拉力的方向：
F1
F2
F3
(4)改變鉤碼的重力，重復上述實驗。
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。
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：可以改變。
③拉力（繩末端）移動距離S繩與鉤碼上升高度h物的關系：S繩=h物
鉤碼重 G/N 鉤碼移動 方向 鉤碼移動 距離h/m 拉力 F/N 拉力 方向 拉力移動
距離s/m
1.5 豎直向上 0.3 1.5 豎直向下 0.3
1.5 豎直向上 0.3 1.5 斜向下 0.3
1.0 豎直向上 0.4 1.0 豎直向下 0.4
實驗結論
使用定滑輪不省力； 不省距離，可以改變力的方向。
可以改變力的方向是指：
拉力的方向與物體運動方向相反（或不同）。
物體運動方向
拉力方向
定滑輪的實質
F1=2N
h物
S繩
S繩＝h物
F2=2N
1.定滑輪既不省力也不省距離
2.可以改變用力的方向
F
G物
0
L1＝L2
L1
L2
F＝G物
定滑輪實質上是個等臂杠桿
用定滑輪勻速提升重物，所用拉力的方向如圖所示，
不計摩擦，比較拉力F1、F2、F3的大小（ ）
A. F1>F2>F3　　 B. F1=F2=F3
C. F1F3>F1
B
解析　因為定滑輪相當于一個等臂杠桿，只能改變力的方向而不省力，故定滑輪沿不同方向拉同一重物，拉力大小相等，即F1=F2=F3，故選B。
動滑輪及其特點
二
1.動滑輪：使用滑輪時，滑輪的軸隨物體一起運動。
2.使用動滑輪時，有什么特點？
提出問題：（1）使用動滑輪是否省力（或更費力）？
（2）用動滑輪提重物有什么優越性？通過實驗探究。
動滑輪
電動起重機的動滑輪
①用彈簧測力計直接測出鉤碼的重力；
②豎直向上勻速拉動彈簧測力計，記錄彈簧測力計的示數，重物移動的距離和拉力作用點移動的距離。
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。
實驗探究
動滑輪的特點
注意：單獨使用動滑輪時，拉力的方向為豎直向上即物體運動的方向與拉力的方向朝向一致。
實驗數據
物重G/N 物體移動方向 物體移動距離h/m 拉力F/N 拉力方向 拉力移動距離s/m
2 豎直向上 0.4 1.1 豎直向下 0.8
2 豎直向上 0.3 1.2 豎直向下 0.6
1 豎直向上 0.2 0.6 豎直向下 0.4
實驗結論：
使用動滑輪的特點：
能省一半的力，但要多移動一倍的距離，且不能改變動力的方向。
(1)使用動滑輪能省一半的力:F= G。但不能改變力的方向.
(2)繩端移動距離S=2h。
3. 動滑輪時實質：
支點在繩和輪相切的O處;拉力F1是動力,重物的拉力是阻力F2；動力臂L1是輪直徑、動力臂L2是輪半徑。
動滑輪的實質是一個動力臂是阻力臂二倍的杠桿：
根據杠桿的平衡條件：F1.L1=F2.L2
L1＝ 2L2　； F1＝F2 ＝ G （不計摩擦和動滑輪重）
繩子自由端移動的距離S和物體升高的高度h：S繩=2h物
圖中滑輪為定滑輪，大人對繩子的拉力與重物的重力大小相等，且小于大人自身重力，因此大人可將重物通過定滑輪吊到二樓。而孩子對繩子的拉力小于重物的重力，且重物的重力大于孩子的重力，因此孩子被吊到二樓。
想想議議
小孩用什么辦法能在地面上把這袋東西拉上去？
如圖所示，工人用動滑輪勻速提升重物，這樣做(　　)
A.省力，不改變施力的方向
B.不省力，改變施力的方向
C.既省力，也改變施力的方向
D.既不省力，也不改變施力的方向
A
解析　動滑輪的實質是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，使用動滑輪時能省力，但不能改變施力的方向，故A正確。
1.如圖所示，小朋友借助滑輪輕輕一拉就能把“骨頭”提高來引誘可愛的小狗，圖中頂端的定滑輪的(　　)
A.既省力，也改變施力的方向
B.省力，但不改變施力的方向
C.不省力，但改變施力的方向
D.既不省力，也不改變施力的方向
C
2.工人利用滑輪將重物提升到二樓，關于此過程中使用的滑輪，下列說法正確的是(　　)
A.該滑輪是動滑輪
B.使用該滑輪可以省力
C.使用該滑輪可以改變力的方向
D.該滑輪實質為省力杠桿
C
3.如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物=200 N (不計繩重、輪重和摩擦)，要使物體豎直勻速提升2 m。下列說法中正確的是(　　)
A.F甲=200 N，并向上移動4 m
B.F甲=100 N，并向上移動2 m
C.F乙=200 N，并向上移動1 m
D.F乙=400 N，并向上移動1 m
D
解析　不計繩重、輪重和摩擦，圖甲是動滑輪，動滑輪不能改變力的方向，但是可以省一半的力，所以F甲=G物=×200 N=100 N，拉力端移動的距離為s′=2h=2×2 m=4 m，故A、B錯誤；
不計繩重、輪重和摩擦，圖乙是動滑輪，拉力作用在動滑輪的軸上，拉力F乙=2G物=400 N，拉力端移動的距離為s″=h=×2 m=1 m，故C錯誤，D正確。
4.用如圖所示的動滑輪沿豎直方向勻速提起重為200 N的水桶，繩子B承受的拉力為　　　 N。若不計繩重和摩擦，此時所用滑輪的重力為20 N，那么人拉繩子A的動力為　　　 N。
200
110
解析　因為水桶被勻速豎直提起，由二力平衡可知，與桶相連的繩子B承受的拉力FB=G=200 N，不計繩重和摩擦，人拉繩子自由端A的拉力FA=(FB+G動)=×(200 N+20 N)=110 N。
5.如圖所示是一個動滑輪，它可以看作一個　　　杠桿，其支點在____ (選填“A”“B”或“C”)點；若物體重為100 N，不計繩重、滑輪重及摩擦，想要省一半的力，需要沿　　　方向勻速提升物體。
省力
A
豎直
解析　動滑輪的實質是一個動力臂等于二倍阻力臂的省力杠桿，由題圖可知其支點在A點。由題圖可知，AC作為動力臂時長度恰好為阻力臂AB的二倍，所以要想省一半力，需沿豎直方向勻速提升物體。

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