初中物理滑轮及滑轮组教案

环球雅思学科教师辅导讲义讲义编号：组长签字：签字日期：

学员编号：年级：八年级课时数：3课时学员姓名：辅导科目：物理学科教师：课题简单机械——滑轮

授课日期及时段 2013年8月7日 8:00-10:00

教学目标了解杠杆的定义和五要素，能够画出杠杆的力臂，能利用杠杆平衡条件进行计算，了解定滑轮和动滑轮的实质和特点，会利用定滑轮和动滑轮的特点进行有关的计算

重点、难点杠杆力臂的画法；滑轮组的有关计算（功和机械效率）

教学内容

一、本周错题讲解

例1（镇江市中考试题）如图1（a）所示的杠杆重；不计，O为支点，AO＝0.2m，当在A点悬吊一重6N 的物体，绳子的拉力F＝3N时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力臂l2，力臂l2为________m．

例2如图所示，作用在杠杆左端且始终垂直的力F，将杠杆由水平位置OA缓慢拉至OB，则在这个过程中力F将（填“变大”“变小”或“不变”）

例4如图3（a），物体A重30N，挂在水平横杆C端，横杆可绕A点转动，绳子BD作用于A C，使AC处于静止状态，水平横杆AC长2m．BC长0.5m，若杆重不计，绳子BD作用在横杆上的拉力大小是________N．若考虑杆重为20N，拉力大小又是________．

二、知识点梳理

1、定滑轮：

①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆

③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G

绳子自由端移动距离S F(或速度v F) = 重物移动的距离S G(或速度v G)

F1 l1

F2

l2

l1

l2

F2F

1

2、动滑轮：

①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 ④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 1 2G 只忽略轮轴

间的摩擦则拉力F= 1

2(G 物+G 动)绳子自由端移动距离S F (或v F )=2倍的重物移动的距离S G (或v G ) 3、滑轮组

①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1

n G 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1 n (G 物+G 动) 绳子自由端移动距离S F (或v F )=n 倍的重物移动的距离S G (或v G )

组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。滑轮组的组装方法：按照“奇动偶定”原则：当承重绳数n 为奇数时，绳子固定端应拴在动滑轮上（即“奇动”），若不改变力的方向，则需要的动滑轮数=定滑轮数=n-1/2，若要改变力的方向，则需要添加一个定滑轮；当承重绳数n 为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上（即“偶定”），如不改变力的方向则动滑轮数位n/2个，定滑轮比动滑轮少一个，若要改变力的方向，则定滑轮数应等于动滑轮数。

三、经典例题

例1 （长沙市中考试题）在图4（a ）中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法．

（a ） （b ）

图4

如图4（b ），绳子的绕法为最省力。 （1）使用滑轮组竖直提起重物

第一种情况，在忽略动滑轮重和摩擦及绳重等额外阻力时，绳子自由端拉力：F ＝n

G 物．如图4

（b ），n ＝4，F ＝

4

G

第二种情况，不计摩擦和绳重，但考虑动滑轮重．拉力：F ＝n

G G 动

物+如图4（b ），若物体重

500N ，动滑轮重100N ，则拉力：F ＝

4

100500N

N +＝150N ．

第三种情况，又要考虑动滑轮重，又要计摩擦等额外阻力，则应从机械效率去考虑求出拉力．

公式推导：η＝总

有W W ＝Fs Gh

拉力：F ＝

s Gh

⋅η，如图4（b ），若物体重500N ，滑轮组机械效率为70%，s ＝4h ，则拉力： F ＝s Gh ⋅η＝4

7.0500⨯N

≈178.6N

（2）使用滑轮组平拉重物

图5

如图5，用滑轮组匀速．．

拉动物体A ，这时拉力F 大小和重量无直接关系． 在不计滑轮重，滑轮摩擦等额外阻力时，拉力：F ＝

n F '＝n

f

，其中f 表示A 与地面的摩力．n 表示与动滑轮连接的绳子根数．设：A 重120N ，A 与地面摩擦力为30N ，则拉力：F ＝3

30N

＝10N ．

例2 （黄冈中考试题）如图6所示，物体M 放在水平桌面上，现通过一动滑轮（质量和摩擦不计）拉着M 向左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10N ．若在M 上加放一物块m 可保持M 向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子的自由端施加一拉力，则F ′ （ ）

图6

A ．M 运动时受到向左的摩擦力

B ．加放m 前，M 受到10N 的摩擦力

C ．加放m 前，M 受到20N 的摩擦力

D ．加放m 后，力F ′，保持10N 不变

精析 此题考查学生对平拉滑轮组的受力分析，并考查学生对滑动摩擦力随压力增大而增大的知识点．

未加m 之前，拉力F 与弹簧测力计的示数相同，也为10 N ．

用动滑轮匀速拉重物，F ＝2

f

，f ＝2F ＝20N ．f 方向向右．C 选项是正确的．

加放m 后，F ′＝2

f '

，由于M 对地面压力增大，所以摩擦力增大，F ′也增大，F ′＞10N ．

答案 C

例3 下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。

动滑轮重 G 动／N 物重 G ／N 钩码上升 高度h ／m 动力 F ／N 动力作用点移

距离s ／m

滑轮组的 机械效率η 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 3 0.5 4 0.1 2 0.3 (1)请在图15中画出实验中滑轮组的绕绳方法。