初中物理沪粤版（2024）八年级下册（2024）滑轮教学课件ppt

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物理观念：1.知道定滑轮、动滑轮的特点；2.知道滑轮组的特点；3.会用杠杆平衡条件分析定滑轮和动滑轮的特点.科学思维：能根据定滑轮和动滑轮的特点区分定滑轮与动滑轮；会组装简单滑轮组；会分析滑轮及滑轮组中的力、距离、速度之间的关系.
科学探究：通过实验，认识力定滑轮和动滑轮的特点；通过实验与实践，认识滑轮组的省力情况、重物与绳子自由端移动的速度和距离的关系。科学态度与责任：1.在探究活动中培养学生的合作、交流意识。2.了解古人对滑轮组的应用，增强对传统文化的感知。
那么阿基米德到底是怎样将船推下水的呢？
叙古拉国王为埃及国王造了一艘大船，但动用了叙古拉全城的人也没办法把船推下水。于是国王找阿基米德想办法，谁知道阿基米德一个人就把船顺利的推下了水，让国王和全城百姓见证了奇迹，国王在惊奇之余，发出了布告：无论是阿基米德讲什么，都要相信他！
在生活中，我们经常能看到这种类型的轮子，它们是什么？起什么作用呢？
滑轮的定义：周边有槽，绕轴转动的圆轮。
活动1：用滑轮把钩码提起来
用滑轮、细线、铁架 台等设计两种不同方案，要求利用滑轮把钩码提起来。
使用时，轴和重物一起移动
例1．如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是 　乙　，属于定滑轮的是 　甲、丙　。
【解析】由图可知，甲、丙滑轮的轴固定不动，为定滑轮；乙随物体一起运动的滑轮为动滑轮。【答案】乙；甲、丙。
升旗的时候，为什么向下拉绳子，而旗子却向上升？
用定滑轮和用动滑轮提起同一个钩码，拉力是否相同？
活动2：两类滑轮的比较
A：使用定滑轮有什么好处
用分别两种方式匀速提升砝码，发现：
改变拉力的方向，拉力大小会变化吗？改变砝码的重力，拉力大小又会怎么变化？
结论：使用定滑轮不省力，不能省距离，但可以改变施力的方向。
B：使用动滑轮有什么好处
改变砝码的重力，拉力大小又会怎么变化？
结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变施力的方向
拓展延伸：由于滑轮自身具有重力，并测得G0＝0.4N，此时 （忽略摩擦与绳重）。
活动3：使用滑轮的理论分析
定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力。
定滑轮的理论分析：转轴固定不动，相当于支点 O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。
F1L1 = F2L2
理论上不省力也不费力。
定滑轮的受力分析：物体匀速上升: F1 = G物
但实际上绳子与定滑轮之间有摩擦，绳子也有重力，拉力略大，即F1＞G物 。
假如摩擦和绳重忽略不计 ，使用定滑轮，既不省力也不费力，即 F1 = G物。
斜着拉时，仍旧既不省力也不费力，即F1 = G物（摩擦和绳重忽略不计 ）。
L1 = L2
定滑轮距离分析（拓展延伸）：
使用定滑轮不省距离，即s=h。
物体上升h，绳子自由端下降h。
定滑轮特点：1.可以改变用力方向。2.既不省力也不费力，也不省距离，即F=G，s=h。3.本质上，相当于一个等臂杠杆。
动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆，因此能省一半力。
动滑轮的理论分析：阻力作用在A点，点O为杠杆的支点
为什么实验中的拉力比重力的一半大?
动滑轮受力分析：使用动滑轮时，不仅存在物重，还存在动滑轮和绳重，及绳子与动滑轮之间的摩擦。
2F2 = G动+F物 =G动+G物（忽略绳重与摩擦），F2 = (G动 +G物)/2
当G物＞＞G动 ，也就是忽略动滑轮和绳重，及绳子与动滑轮之间的摩擦时，F = G/2
∵动力臂L1减小，∴动力F1增大
要使动滑轮省一半的力，必须使绳子沿竖直方向拉。
动滑轮斜拉分析：若拉力F沿斜上方拉，F= G吗？
物体上升h，绳子自由端上升2h
使用动滑轮费距离，即s=2h。
动滑轮距离分析（拓展延伸）：
动滑轮特点：1.不能改变用力方向。2.能省一半的力，但费一倍的距离，即F=G/2，s=2h。3.本质上，相当于一个动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。
例2  （2024•上海模拟）如图（a）、（b）所示，物体A、B重均为20牛，不计滑轮重及摩擦，当用力F1以速度v1匀速提升物体A时，力F1为　20　牛；当用力F2以速度v1匀速提升物体B时，力F2为　10　牛；若用力F3以速度v2匀速提升物体B，且v1＜v2，则F2　＝　F3（选填“＞”“＝”或“＜”）。
【解析】定滑轮实质是等臂杠杆，不计摩擦时，不省力也不费力，所以F1＝GA＝20N；不计滑轮重及摩擦，使用动滑轮可以省一半力，即F2
20N＝10N；匀速拉动物体上升时，拉力的大小不变，F2＝F3。【答案】20；10；＝。
1．如图所示，匀速提升一个物体，图______中的滑轮可以看作等臂杠杆(选填“甲”或“乙”)；如图丙所示，通过滑轮匀速提升同一重物时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则这三个力大小关系是___________．
例3．对图所示的几种简单机械，下列说法中，正确的是（　　）A．图甲所示的装置中OB是动力臂B．使用图乙所示的装置可省一半力C．图丙所示的装置是一种等臂杠杆D．图丁所示的汽车驾驶盘也是一种 简单机械
【详解】A．动力臂是支点到动力作用线的距离，不是支点到动力作用点的距离，图甲误把杠杆的长度当成了力臂，故A错误；B．图乙所示的装置是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向，故B错误；C．图丙是一个动滑轮，其动力臂为阻力臂二倍的杠杆，故C错误；D．图丁汽车驾驶盘是一个轮轴，它也是一种简单机械，故D正确。
2．如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（       ）A．甲是动滑轮，使用时不能省力B．乙是动滑轮，使用时可以省力C．甲是定滑轮，使用时可以省力D．乙是定滑轮，使用时不能省力
【答案】B 【详解】根据定滑轮和动滑轮的特点可知，甲是定滑轮，不省力，但能改变力的方向，乙是动滑轮，能省一半的力，但不能改变力的方向，故ACD错误，B正确。
【详解】第一空．由图知，甲不随货物一起升降是定滑轮，其本质是等臂杠杆；第二空．固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点，各力臂如右图：可知，F1的力臂为直径，力臂最大，F2的力臂较大，F3的力臂最小，由杠杆平衡条件知，当阻力与阻力的力臂的乘积一定时，动力臂越大，动力越小．故三个力的关系为： F1＜F2＜F3．
是一个使用时，轴固定不动，可以改变用力方向，既不省力也不费力，也不省距离的等臂杠杆。
是一个使用时，轴和重物一起移动，不可以改变用力方向，能省一半的力，但费一倍的距离的省力杠杆。
定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作方便，但不能省力。
动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的方向，使用时经常感觉不便．
怎样能做得即省力又能改变力的方向呢？
活动4：使用滑轮组时拉力与物重的关系
把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？
如果忽略动滑轮、绳重及绳与动滑轮之间的摩擦。
拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。
滑轮组距离分析（拓展延伸）：
实验数据分析: n=2 S=2h
结合活动4数据分析及杠杆平衡条件可推得: S=nh
补充：在不记摩擦的情况下，同一条绳上各处拉力大小相等。
例4．（2024春•城区校级期末）端午将至，甄宝玉同学正在用滑轮组提升一箱重60N的粽子，如图，以下说法错误的是（　　）
A．滑轮组绳子股数n＝3B．若宝玉所用拉力为22N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重4NC．若粽子上升5m，则宝玉需要拉动绳子15mD．若宝玉拉动绳子的速度为3m/s，则粽子上升的速度为1m/s
【解析】A、由图知，使用滑轮组时，承担物重的绳子股数n＝3，故A正确；B、不计绳重和摩擦，拉力F
（G+G动），则动滑轮的重力；G动＝nF﹣G＝3×22N﹣60N＝6N，故B错误；C、绳子自由端移动距离s＝nh＝3×5m＝15m，故C正确；D、拉动绳子的速度v＝3m/s，粽子上升的速度v′
3m/s＝1m/s，故D正确。【答案】B。
例5．如图所示，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每个滑轮重100N，建材上升的速度是0.8m/s。在施工过程中，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，下列说法不正确的是（　　）A．工人的拉力为500NB．人拉绳运动的距离为20mC．工人的拉力为450ND．工人拉绳的速度为1.6m/s
【详解】AC.从图中可知，n=2，不计摩擦和绳重，则拉力×(900N+100N)=500N,故A正确，C错误；B.人拉绳运动的距离为s=nh=2×10m=20m,故B正确；D.工人拉绳的速度为v=nv物=2×0.8m/s=1.6m/s故D正确。
3．如图所示，小明用200N的力向下拉绳子，使质量为50kg的物块升高50cm，不计绳的重力和摩擦（g取10N/kg），（1）物块的重力为______；（2）拉力移动的距离为______m；（3）动滑轮的重力为______。
【详解】物块的质量为50kg，则物块的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N；由图可知，承担物重的绳子的股数n=3，物块升高50cm，则拉力移动的距离为s=nh=3×50cm=150cm=1.5m；由于不计绳重和摩擦，则有所以动滑轮的重力为G动=nF-G=3×200N-500N=100N。
例6．在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为_____N。
【详解】从图可知，有三段绳子在拉物体，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为摩擦力的三分之一，所以水平拉力F为
4．物体做匀速直线运动，拉力F=60N，则物体受到的摩擦力是（　　）A．60N B．120NC．20N D．180N
【详解】绳子股数是3，绳子末端的拉力F=60N，则物体和地面之间的摩擦力f=nF=3×60N=180N。
1.滑轮组中的物理量关系
(1)如图甲所示，若不计摩擦、绳重和动滑轮重，提起物体所用的力就是物重的n分之一，即F=G物/n;若不计摩擦和绳重，考虑动滑轮重，则F=
，绳末端移动的距离s与物体上升的距离h之间关系为S=nh=3h；绳末端移动的速度v拉力与物体上升的速度V物之间的关系为v拉力=nv物=3v物。(2)如图乙所示，将滑轮组平放，此时克服的阻力是物体受到的摩擦力f，拉着物体在水平面上匀速直线前进，不计滑轮重、绳重及滑轮与绳间的摩擦，所用的力是摩擦力的n分之一，即F=f/n=f/3；绳子末端移动的距离S拉力与物体移动的距离S物之间的关系为S拉力=nS物=3S物，绳末端移动的速度v拉力与物体移动的速度V物之间的关系为v拉力=nv物=3v物。
先确定滑轮组的省力情况，即绳子的段数n。确定n的方法：1.n=G总/F，除不尽时采用“尾数进一”法取值；2.动滑UN河定滑轮个数相等的情况下，n个动滑轮的情况下绳子的段数为2n+1或2n。绕线的原则是“奇动 偶定”，即奇数段绳子就从动滑轮开始绕线，偶数段绳子就从定滑轮开始绕线。
例7．小明用一个滑轮组把重物提起了0.5 m，绳子的自由端移动了1.5m，则小明所用的滑轮组可能是图中的哪一个（ ）A．甲 B．乙C．丙 D．三个都可以
【详解】把重物提起了0.5 m，绳子的自由端移动了1.5m，所以承重的绳子段数为：A、甲图的滑轮组由三段绳子承重，故A正确；B、乙图的滑轮组由两段绳子承重，故B错误；C、丙图的滑轮组由四段绳子承重，故C错误。
5．如图所示，按要求画出最省力的绳子绕线方法。
【详解】最省力的绳子绕线方法就是要求与动滑轮的绳子段数最多，如图所示的滑轮组，有三段绳子与动滑轮连接时最省力，绕线方法如答案中图所示。
例8．（2024•青川县二模）小李打扫卫生时需要将一个重物搬离地面，由于力气太小无法搬动，聪明的他想到了滑轮组可以省力，于是他找来家里的2个滑轮组，请你帮他选择其中一个滑轮组用来提升重物以达到最省力的目的（两幅图都画不得分。绳子需要绕过每一个滑轮，忽略动滑轮重力）。
【解析】由题知，左图滑轮组只有一个动滑轮，承担重物绳子的段数最多为3；右图滑轮组中有两个动滑轮，承担重物绳子的段数最多为4。所以提升重物要达到最省力的目的应选择右图滑轮组，绕线情况如图所示：
1．（2024春•蒸湘区校级期末）用摩擦力和绳重都忽略不计的定滑轮将重物匀速提起，分别沿图中所示的三个方向用力，则三个力的大小关系是（　　）
 A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．一样大
【解析】使用定滑轮不省力，但是可以改变用力方向，不计摩擦力和绳重，施加的拉力等于物重，所以F1＝F2＝F3，故ABC错误，D正确。【答案】D。
2．（2024春•龙亭区校级期末）用下列几种装置来提升相同的物体，其中最省力的装置是（忽略绳重、滑轮重和摩擦）（　　）
【解析】A．图中为定滑轮，忽略绳重、滑轮重和摩擦，F1＝G；B．图中动滑轮承重绳子股数为2，忽略绳重、滑轮重和摩擦，
；C．图中滑轮组承重绳子股数为2，忽略绳重、滑轮重和摩擦，
；D．图中滑轮组承重绳子股数为3，忽略绳重、滑轮重和摩擦，
。综上所述，D中装置最省力。【答案】D。
3．（2024春•和县期末）用如图所示的装置提升重为600N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是（　　）
 A．两个滑轮均为动滑轮B．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为300NC．若人将绳子匀速拉过2m，物体也上升2mD．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
【解析】A．此装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，故A错误；B．n＝2，不计摩擦和滑轮与绳的自重，拉力为
，故B正确；C．物体上升2m，则绳子的自由端会通过s＝nh＝2×2m＝4m，故C错误；D．使用该装置既能省力，又能改变力的方向，故D错误。【答案】B。
4．（2024春•凉州区期末）利用两只滑轮和一根绳子，组成滑轮组将一重物水平拉动，滑轮组的装配有如右图所示甲、乙所示的两种情况，则（　　）
 A．甲种情况省力B．乙种情况省力C．甲和乙省力情况一样D．条件不足，无法判断
【解析】甲图动滑轮上有二段绳子，拉力是物体所受阻力的一半，乙图动滑轮上有三段绳子，拉力是物体所受阻力的
，所以乙图更省力。【答案】B。
5．（2024春•南昌月考）如图所示，这是某同学给家里的晾衣绳设计的自动调节装置，可以使晾衣绳一直保持绷直状态。重物M受到的重力为50N，则装置对晾衣绳的拉力为 　 　N；若重物M下降了2cm，则晾衣绳的O端向右移动 　 　cm。（不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦）
6．（2024春•龙湖区期末）小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处用较小的力缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将 　 　（选填“靠拢”或“分开”），两根木棍和绳子组成的机械相当于 　 　，说明此机械可以　 　（选填“省力”或“省距离”）。
7．（2024•惠阳区模拟）如图所示，一辆汽车陷入泥潭中，司机想利用滑轮组把汽车从泥潭中拉出来，请在图中画出最省力的绕绳方法。
【解析】由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，最省力是绕法就是由3段绳子来承担总的阻力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮。滑轮组绕法如图所示：
8．（2024春•宁明县校级月考）实验小组研究滑轮和滑轮组的特点：
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，说明使用定滑轮可以改变 　 　，但不能　 　；（2）他们研究动滑轮特点时，如图乙所示，说明使用动滑轮可以 　 　，但不能改变　 　；（3）为了准确测量拉力的大小，实验过程中，需要保持钩码被 　 　提升，丙图中弹簧测力计的示数是　0.8　N；如果还要研究图中滑轮的三种不同用法是否省距离，还应增加的器材是 　 　。
9．（2024春•清远期中）丽丽父母建乡村饭店，在饭店的建设过程中，工人利用如图所示的滑轮组将800N的建材从地面匀速提升到距地面高h＝8m的三楼，用时20秒，动滑轮重50N，工人的质量为70kg（忽略机械摩擦和绳重，绳子能承受的拉力足够大，g取10N/kg）。求：（1）该滑轮组有几段绳子吊着动滑轮？（2）绳子自由端移动的距离s？（3）建材匀速上升的速度v物？（4）绳子自由端移动的速度v绳？（5）提升过程中工人拉动绳子的拉力F为多大？（6）该工人利用该滑轮组最多能提升多少kg的建材？
【解析】（1）由图知，拉着动滑轮绳子的段数n＝2；（2）绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×8m＝16m；（3）货箱在20s内匀速提升8m，货箱上升的速度：v
0.4m/s；（4）绳子自由端移动的速度：v绳
（5）提升过程中工人拉动绳子的拉力为：F
（6）该工人的重力为：G人＝70kg×10N/kg＝700N，该工人提供的最大拉力F大＝G人＝700N，该工人利用该滑轮组最多能提升的建材重G物＝nF大﹣G动＝2×700N﹣50N＝1350N；最多能提升质量m物
（800N+50N）＝425N；