2019年八年级物理全册第十章机械与人10.2滑轮及其应用导学课件(新版)沪科版

第二节 滑轮及其应用
【新课导思】 工地上的大吊车能吊起几吨重的巨石。
仔细观察吊车,可以发现吊车上有很多轮 子,这些轮子就是滑轮。它们有什么作用?
【目标导学】 1.认识定滑轮和动滑轮,会识别生活和生产中常见的滑 轮。 2.通过实验得出定滑轮和动滑轮以及滑轮组的特点。
3.会根据滑轮组的绕线判断省力情况,会根据要求组装 和使用滑轮组。
分析数据可知: 定滑轮工作时的特点是______________________, 弹簧测力计移动的距离s与钩码上升的高度h的关系是 ______________。
提示:分析弹簧测力计的示数F和钩码重G,可以得出使 用定滑轮时弹簧测力计的拉力与钩码重相等;使用定滑 轮时拉力的方向可以有向下、向右、斜右下方等多个 方向,可以得出使用定滑轮可以改变力的方向。根据钩 码上升的高度和弹簧测力计移动的距离相比较,可以得 出使用定滑轮时s与h始终相等。
(2)实验中,为什么要使用重一些的钩码? 提示:在拉动钩码时,绳子与滑轮之间有摩擦,且动滑轮 本身有重力。在使用定滑轮时,钩码的重力越大,拉力 大小越接近钩码重。在研究动滑轮特点时,钩码的重力 越大,拉力的大小越接近钩码重力的二分之一,更易于 得出结论。
参考答案:减小误差,使结论更准确
(3)在探究定滑轮特点时,为什么拉力F的示数总是略大 于钩码的重力? 提示:在理想情况下,使用定滑轮时F=G,但在实际情况 下,由于摩擦的存在,拉力总是大于钩码的重力。
命题点 简单机械的应用
原始吊车就是由________、________等简单机械组合 起来的。图中这两个滑轮都是________(选填“定滑轮” 或“动滑轮”),它的作用是__。 答案:杠杆 滑轮 定滑轮 改变力的方向
轮。 (2)作用:不能改变_力__的__方__向__,能_省__力__。 (3)实质:_动__力__臂__为__阻__力__臂__2_倍__的杠杆。
3.滑轮组: (1)定义:_定__滑__轮__和_动__滑__轮__组合在一起的装置。 (2)作用:既能_省__力__,又能改变_力__的__方__向__。
甲
乙
(2)公式法:根据动滑轮个数来判断,如果有n个动滑轮, 绳子的一端系在动滑轮上,绳子的股数是(2n+1)股,系 在定滑轮上是2n股。(如图乙)
【教材图片·考点阐释】 命题点 定滑轮及其工作特点
旗杆顶装的滑轮是________滑轮,它的作用是________, 但________(选填“能”或“不能”)省力。 答案:定 改变力的方向 不能
(2)使用滑轮组时,提起重物所用的力与什么有关? 参考答案:承担重物的绳子的段数、重物的重力、动滑 轮的重力
【示范题2】(绥化中考)如图,工人利用滑轮组将200N 的重物匀速向上提升到2m高的平台上,则他所用的拉力 为________N,绳子自由端向下移动的距离为________m。 (不计绳重、动滑轮重及摩擦)
2.利用组装成的滑轮组提升物体,并把数据记录在表格
内(动滑轮很轻)。
滑轮 组 甲
乙
物重 G/N
6 9 6 9
拉力 F/N
3 4.5
2 3
物体上升高 度h/cm 2 3 2 3
绳子自由端移 动距离s/cm
4 6 6 9
分析数据可知,拉力和物重的关系是_____________ ________________________________。 绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是 ____________________________________________。
拉力 方向
20 向上
20 向上
20 向上
分析数据可知: 动滑轮工作时的特点是_________________________, 弹簧测力计移动的距离s与钩码上升的高度h的关系是 _________________________________。
提示:分析弹簧测力计的示数和钩码的重力,可以看出 使用动滑轮时拉力的大小等于钩码重力的一半,即使用 动滑轮可以省一半力;使用动滑轮时弹簧测力计移动的 距离是钩码上升高度的二倍,即二者关系;使用动滑轮 时拉力的方向始终是向上的,说明使用动滑轮不能改变 力的方向。
③增加钩码的个数,再利用如图所示的滑轮提升钩码, 记下弹簧测力计的示数和移动的距离、钩码上升的高 度。 ④保持钩码个数不变,改变弹簧测力计的方向,记下弹 簧测力计的示数、移动的距离和钩码上升的高度。
参考答案:①弹簧测力计
(2)实验数据及分析。
不使 用简 单机械
物重 G/N
2
弹簧 测力 计示 数F/N
参考答案:①弹簧测力计
(2)实验数据及分析。
不使 用简 单机
械
物重 G/N
弹簧测力 计示数 F/N
钩码上升 的
高度s/cm
2
2
10
弹簧测力 计移动的 距离h/cm
拉力 方向
10 向上
动滑 轮
动滑 轮
动滑 轮
物重 G/N
2
4
6
弹簧测力 钩码上升
计示数
的
F/N 高度s/cm
1
10
2
10
3
10
弹簧测力 计移动的 距离h/cm
参考答案:既不省力也不费力,但可以改变力的方向 s=h
2.实验探究:研究动滑轮的特点。 (1)实验设计与进行实验。 ①用____________________测出钩码的重力G。
②如图所示,记下提升钩码时弹簧测力计的示数和移动 的距离、钩码上升的高度、拉力的方向、钩码运动的 方向。
③增加钩码的个数,再利用如图所示的滑轮提升钩码, 记下弹簧测力计的示数和移动的距离、钩码上升的高 度。
提示:两图都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮 组,由甲图和表格中数据可知,物体的重力由两段绳子 通过动滑轮承担,拉力是物重的二分之一,但绳子自由 端移动的距离是物体提升高度的二倍。由乙图和表格 数据可知,物体的重力由三段绳子通过动滑轮承担,拉 力是物重的三分之一,但绳子自由端移动的距离是物体 提升高度的三倍。
(3)拉力(F)与物重(G)和承担物重的绳子股数(n)的关 系: __F___Gn__。
知识点一 探究定滑轮和动滑轮的特点 1.实验探究:研究定滑轮的特点。 (1)实验设计与进行实验。 ①用________________测出钩码的重力G。
②如图所示,记下提升钩码时弹簧测力计的示数和移动 的距离、钩码上升的高度、拉力的方向、钩码运动的 方向。
【自主预习】 1.定滑轮: (1)定义:使用滑轮时,轴_固__定__不__动__的滑轮。如旗杆上的 滑轮。 (2)作用:能改变_力__的__方__向__,不能_省__力__。 (3)实质:_等__臂__杠杆。
2.动滑轮: (1)定义:使用滑轮时,滑轮的轴_随__物__体__一__起__运__动__的滑
参考答案:用滑轮组提升重物时,动滑轮上有几段绳子 承担物重,拉力就是物重的几分之一 动滑轮上有几段 绳子承担物重,绳子自由端移动的距离就是物体上升高 度的几倍
3.交流讨论: (1)使用滑轮组时,动滑轮个数越多,越省力吗? 参考答案:不一定,滑轮组省力和很多因素有关,当物重 和动滑轮重一定时,和动滑轮相连的绳子的股数越多越 省力。
中画出最省力的绳子绕法。
【精讲精析】本题考查滑轮组的设计和组装。本题中 绳子可以从定滑轮或动滑轮绕起,当绳子从动滑轮绕起 时有三段绳子承担物重,当绳子从定滑轮绕起时有两段 绳子承担物重,第一种绕法更省力。
答案:如图所示
【微点拨】判断绳子股数的方法: (1)分割法:在定滑轮和动滑轮之间作一条水平辅助线, 假设它把滑轮组的绕线“截断”,数出动滑轮上连接的 绳子段数,即为吊着重物的绳子的股数n。(如图甲)
参考答案:省一半力但是费距离,且不能改变力的方向 s=2h
3.交流讨论: (1)在实验中,为什么要匀速拉动弹簧测力计? 提示:根据二力平衡原理,可知只有匀速拉动弹簧测力 计使钩码上升时,拉力和重力才是一对平衡力,并且这 样弹簧测力计示数稳定,便于读出拉力大小。
参考答案:只有匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时,拉 力大小才等于重力,且示数稳定,易于读数。
【精讲精析】本题考查滑轮组的特点。由图知,使用滑 轮组,承担物重的绳子股数n=2。不计绳重、动滑轮重 及摩擦,拉力F= 1 G= 1 ×200N=100N;绳子自由端向下移
22
动的距离:s=2h=2×2 m=4 m。 答案:100 4
【备选例题】 (东营中考)如图所示,某人在A处提起物体,请在图
2
钩码上 升
的高度 s/cm
10
弹簧测力 计移动的 距离h/cm
10
拉力 方向
向上
定滑轮 定滑轮 定滑轮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物重 G/N
2 4 6
弹簧 测力 计示 数F/N
2
4
6
钩码 上升 的高度 s/cm
10
10
10
弹簧测力 计移动的 距离h/cm
10 10 10
定滑轮 6
6
10
10
拉力 方向
向下 向下 向下 斜右 下方
【备选例题】 (乐山中考)如图所示的两个滑
轮中,属于动滑轮的是__________,若滑 轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀 速提起同一物体时,则F1、F2的 大小关系是:F1__________F2。
【精讲精析】动滑轮是指滑轮在工作时,轮转动的同时, 轴也跟着一起运动;定滑轮是指滑轮在工作时,轮转动, 但轴不动;从而可判断出乙为动滑轮,动滑轮会省一半 的力,定滑轮只能改变动力方向。 答案:乙 大于
参考答案:绳子与滑轮之间存在摩擦
【示范题1】(上海中考改编)如图甲、乙所示,分别用 力F1、F2匀速提升重为10牛的物体,图________中的滑 轮可以看作省力杠杆;图甲中,若不计摩擦和滑轮重力, 力F1的大小为________牛。