6.6 滑轮（课件）2025-2026学年八年级物理下册沪粤版（2024）

6.6 滑轮一、生活中的滑轮：改变力的传递方式升旗时，拉动绳子一端，国旗就能缓缓上升；建筑工地上，工人通过滑轮将重物轻松吊起；晾衣架上的滑轮让晾晒衣物变得更方便…… 这些场景中都用到了一种重要的简单机械 —— 滑轮。滑轮虽然结构简单，却能巧妙地改变力的方向或省力，在生活和生产中有着广泛的应用。本节课我们将学习滑轮的概念、分类、特点、工作原理以及滑轮组的应用。二、滑轮的概念：周边有槽的小轮（一）滑轮的定义由可绕中心轴转动的周边有槽的小轮组成的机械叫做滑轮。滑轮通常由轮和轴组成，轮子周边有凹槽，用于绕绳子、链条或皮带，轴固定在支架上或随物体一起运动。滑轮的本质是一种变形的杠杆，通过巧妙的结构设计，实现力的传递和改变。（二）滑轮的分类根据滑轮轴的位置是否固定，滑轮可分为定滑轮和动滑轮两种基本类型，它们的结构和作用各不相同。三、定滑轮：不省力但能改变力的方向（一）定滑轮的定义轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。例如，旗杆顶部的滑轮、窗帘轨道上的滑轮都是定滑轮，它们的轴固定在某个位置，不随物体一起运动。（二）定滑轮的特点不省力也不费力：使用定滑轮提起物体时，所用的拉力等于物体的重力（不考虑滑轮自重和摩擦）。用弹簧测力计分别直接提起物体和通过定滑轮提起物体，会发现两次的拉力大小相等，即\( F = G \)。不省距离也不费距离：使用定滑轮时，绳子自由端移动的距离等于物体上升的距离。例如，物体上升 1m，绳子自由端也需要拉动 1m。能改变力的方向：定滑轮可以改变拉力的方向，使我们能更方便地施加力。例如，升旗时，向下拉绳子，国旗就能向上运动；通过定滑轮可以在低处拉动高处的物体，避免登高作业。（三）定滑轮的实质定滑轮的实质是一个等臂杠杆。我们可以将定滑轮看作一个绕轴转动的杠杆，轴的中心是支点，滑轮的半径是力臂。动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，即\( l_1 = l_2 = R \)（R 为滑轮半径）。根据杠杆平衡条件\( F_1 l_1 = F_2 l_2 \)，可得\( F_1 = F_2 \)，这就是定滑轮不省力的原因。四、动滑轮：能省力但不能改变力的方向（一）动滑轮的定义轴的位置随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。例如，用动滑轮提起重物时，滑轮的轴会随重物一起上升或下降，这是动滑轮与定滑轮的主要区别。（二）动滑轮的特点能省力：使用动滑轮提起物体时，所用的拉力约等于物体重力的一半（不考虑滑轮自重和摩擦）。这是因为动滑轮可以看作是一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，用弹簧测力计通过动滑轮提起物体时，拉力\( F \approx \frac{1}{2}G \)。费距离：使用动滑轮时，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的两倍。例如，物体上升 1m，绳子自由端需要拉动 2m，即\( s = 2h \)。不能改变力的方向：使用动滑轮时，拉力的方向与物体运动的方向相同，无法改变力的方向。例如，要使物体上升，拉力也需要向上，不如定滑轮操作灵活。（三）动滑轮的实质动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。动滑轮的支点在滑轮的边缘，当提起物体时，支点随滑轮转动。动力臂是滑轮的直径（\( l_1 = 2R \)），阻力臂是滑轮的半径（\( l_2 = R \)）。根据杠杆平衡条件\( F_1 l_1 = F_2 l_2 \)，可得\( F_1 = \frac{1}{2}F_2 \)，即拉力是物体重力的一半（不考虑动滑轮自重）。（四）考虑动滑轮自重时的拉力计算在实际使用中，动滑轮自身有重量，此时拉力需要克服物体的重力和动滑轮的重力，拉力公式为：\(F = \frac{1}{2}(G + G_{\text{动}})\)其中，\( G \)是物体的重力，\( G_{\text{动}} \)是动滑轮的重力。如果动滑轮的重力远小于物体的重力，动滑轮的重力可以忽略不计，此时\( F \approx \frac{1}{2}G \)。五、滑轮组：既省力又能改变力的方向（一）滑轮组的定义将定滑轮和动滑轮组合在一起使用的机械叫做滑轮组。滑轮组结合了定滑轮和动滑轮的优点，既能省力，又能改变力的方向，是生活和生产中最常用的滑轮装置。（二）滑轮组的特点省力情况：滑轮组的省力程度取决于承担物重的绳子段数。如果用\( n \)表示承担物重的绳子段数（即与动滑轮相连的绳子段数），不考虑滑轮自重和摩擦时，拉力\( F = \frac{1}{n}G \)；考虑动滑轮自重时，拉力\( F = \frac{1}{n}(G + G_{\text{动}}) \)。\( n \)越大，越省力。距离关系：绳子自由端移动的距离是物体上升距离的\( n \)倍，即\( s = nh \)。方向改变：当绳子的自由端从定滑轮绕出时，滑轮组可以改变力的方向；当绳子的自由端从动滑轮绕出时，滑轮组不能改变力的方向。（三）滑轮组的绕绳方法滑轮组的绕绳方法有两种基本方式，取决于绳子的起点是系在定滑轮上还是动滑轮上：绳子起点系在定滑轮上：承担物重的绳子段数\( n \)等于动滑轮的个数。例如，1 个动滑轮时，\( n = 1 \)（不常用）；2 个动滑轮时，\( n = 2 \)。这种绕法通常不常用，因为省力效果较差。绳子起点系在动滑轮上：承担物重的绳子段数\( n \)等于动滑轮个数的 2 倍或 2 倍减 1。例如，1 个动滑轮时，\( n = 2 \)；2 个动滑轮时，\( n = 4 \)或\( n = 3 \)。这种绕法是最常用的，能获得较好的省力效果。绕绳时应遵循 “奇动偶定” 的原则：当承担物重的绳子段数\( n \)为奇数时，绳子的起点系在动滑轮上；当\( n \)为偶数时，绳子的起点系在定滑轮上。（四）滑轮组的组装与设计根据实际需求，可以设计不同的滑轮组：若需要改变力的方向：绳子的自由端应从定滑轮绕出，此时承担物重的绳子段数\( n \)为偶数或奇数，但最后一段绳子需绕过定滑轮。若不需要改变力的方向：绳子的自由端可以从动滑轮绕出，此时承担物重的绳子段数\( n \)为奇数。根据省力要求确定\( n \)：若需要用较小的力提起重物，应增加承担物重的绳子段数，即增加动滑轮的个数。六、滑轮在生活和生产中的应用（一）日常生活中的滑轮家庭应用：晾衣架：顶部的定滑轮可以改变力的方向，方便升降晾衣架；有些晾衣架还会使用动滑轮，减轻拉升时的用力。窗帘：窗帘轨道上的定滑轮使拉动窗帘更加轻松，改变拉力方向，让窗帘可以左右移动。升降电梯：电梯的升降系统中使用了多个定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，既省力又能精确控制电梯的升降。体育娱乐：健身器材：许多健身器材（如滑轮拉力器）利用滑轮组改变力的方向和大小，方便进行不同部位的肌肉锻炼。缆车：缆车系统中使用定滑轮改变钢缆的方向，使缆车能够沿着轨道上下运动。（二）生产劳动中的滑轮建筑施工：起重机：起重机的吊臂上安装了由多个定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，既能省力，又能改变力的方向，可吊起几吨甚至几十吨的重物。脚手架：脚手架上的滑轮用于提升建筑材料，减轻工人的劳动强度，提高工作效率。工业生产：车间行车：车间内的行车（天车）利用滑轮组吊运重物，在车间内灵活移动货物，是工业生产中的重要设备。电梯制造：电梯的牵引系统中，滑轮组起到了关键作用，确保电梯能够平稳、安全地运行。（三）农业生产中的滑轮灌溉设备：在一些大型灌溉系统中，滑轮用于提升水泵或控制水管的位置，方便灌溉作业。粮食搬运：在粮食仓库中，利用滑轮组可以轻松地将粮食从地面提升到高处储存，节省人力。七、实验：探究定滑轮和动滑轮的特点（一）实验目的探究定滑轮和动滑轮的省力情况、距离关系和方向改变特点。（二）实验器材定滑轮、动滑轮、滑轮支架、弹簧测力计、钩码（若干）、细绳、刻度尺。（三）实验步骤探究定滑轮的特点：用弹簧测力计直接提起一个重为\( G \)的钩码，记录拉力\( F_1 \)的大小。将定滑轮固定在支架上，用细绳绕过定滑轮，一端挂钩码，另一端挂弹簧测力计，匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，记录拉力\( F_2 \)的大小。用刻度尺测量钩码上升的高度\( h_1 \)和绳子自由端移动的距离\( s_1 \)，观察拉力的方向是否改变。探究动滑轮的特点：将细绳一端固定在支架上，另一端绕过动滑轮，动滑轮下挂钩码，用弹簧测力计拉住细绳的自由端，匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，记录拉力\( F_3 \)的大小。用刻度尺测量钩码上升的高度\( h_2 \)和绳子自由端移动的距离\( s_2 \)，观察拉力的方向是否改变。探究滑轮组的特点：用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，绳子起点系在动滑轮上，匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，记录拉力\( F_4 \)的大小。测量钩码上升的高度\( h_3 \)和绳子自由端移动的距离\( s_3 \)，观察拉力的方向是否改变，数出承担物重的绳子段数\( n \)。（四）实验数据记录实验类型钩码重力 G（N）拉力 F（N）钩码上升高度 h（cm）绳子移动距离 s（cm）是否改变方向定滑轮2.02.01010是动滑轮2.01.11020否滑轮组（n=2）2.01.11020是（五）实验结论定滑轮不省力（\( F = G \)），不省距离（\( s = h \)），能改变力的方向。动滑轮省力（\( F \approx \frac{1}{2}G \)），费距离（\( s = 2h \)），不能改变力的方向。滑轮组的省力程度取决于承担物重的绳子段数\( n \)，\( F \approx \frac{1}{n}G \)，\( s = nh \)，能改变力的方向（取决于绕绳方式）。八、课堂小结滑轮的分类：分为定滑轮和动滑轮，定滑轮轴固定不动，动滑轮轴随物体运动。定滑轮特点：实质是等臂杠杆，不省力但能改变力的方向，\( F = G \)，\( s = h \)。动滑轮特点：实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，能省力但不能改变力的方向，\( F \approx \frac{1}{2}G \)（不考虑自重），\( s = 2h \)。滑轮组特点：由定滑轮和动滑轮组成，省力程度取决于承担物重的绳子段数\( n \)，\( F \approx \frac{1}{n}G \)，\( s = nh \)，可改变力的方向。应用：根据实际需求选择不同类型的滑轮或滑轮组，提高工作效率。九、课堂练习下列关于滑轮的说法，正确的是（ ）A. 定滑轮能省力但不能改变力的方向 B. 动滑轮能省力也能改变力的方向C. 滑轮组的省力程度取决于动滑轮的个数 D. 定滑轮的实质是等臂杠杆用一个定滑轮提起重 50N 的物体，所用的拉力为______N；用一个动滑轮提起同样重的物体（不考虑动滑轮自重），所用的拉力为______N。画出由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，要求绳子的自由端向下拉时能提起重物，并标出承担物重的绳子段数。一个滑轮组由 2 个定滑轮和 2 个动滑轮组成，承担物重的绳子段数为 4 段，用它提起重 800N 的物体（不考虑动滑轮自重和摩擦），需要的拉力是多少？绳子自由端移动 2m，物体上升的高度是多少？十、课后作业完成课本上的相关练习题。观察生活中使用滑轮的 3 个实例，分析它们是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，说明它们的作用和特点。用身边的材料（如易拉罐、细线、筷子等）制作一个定滑轮和一个动滑轮，并用它们分别提起相同的重物，比较用力大小。查阅资料，了解电梯中滑轮组的工作原理，写一篇简短的说明。2024沪粤版物理八年级下册6.6 滑轮第六章 力和机械授课教师： . 班 级： . 时 间： . 我们先来观察一幅科学漫画 这个故事中起到关键作用的是哪个部件? 你在哪里见到过吗？导入新课（1）说出滑轮的结构。 可以绕着中心轴转动的、有沟槽的圆盘和跨过圆盘的绳（或钢索、链条）等组成的一种简单机械。讲授新课（2）利用滑轮把钩码提升起来，设计两种实验方案，请给出你的示意图。实验器材讲授新课【活动】用滑轮把钩码提起来进行实验：(1)观察滑轮，说出它的结构。(2)用滑轮、细线、铁架台等设计两种实验方案，要求利用滑轮把钩码提起来，并在方框中画出实验装置的示意图。实验结论：使用滑轮工作时，根据滑轮的轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。定滑轮：轴固定不动。动滑轮：轴与重物一起移动。动手体验用定滑轮和动滑轮提升重物，说说你的感觉。用定滑轮或动滑轮提起质量相等的钩码，所用的力一样吗？滑轮的轴的位置运动与否，可能会影响拉力的大小。用动滑轮更费力，因为提起动滑轮也要用力。【实验】两类滑轮的比较提出问题：定滑轮和动滑轮各有什么样的作用？使用动滑轮不省力也不费力，可以改变用力的方向。使用动滑轮省力。猜想：设计实验：要判断是否省力需要比较哪些物理量？如何保证结论的可靠性呢？需要哪些测量器材？实验中有哪些要注意的地方？进行实验：A.使用定滑轮有什么好处 B.使用动滑轮有什么好处沿不同方向的拉力大小相同吗？可以得出什么结论？实验记录：使用定滑轮有什么好处实验记录：使用动滑轮有什么好处实验结论：使用定滑轮不_______，但可以改变力的_______；使用动滑轮可以_______，但不改变力的_______。交流与评估：说一说你在实验过程中遇到的问题。省力方向省力方向滑轮属于杠杆类机械，你能用杠杆的知识从理论上分析这个两种滑轮吗？【活动】使用滑轮的理论分析(1)定滑轮的本质OF1F2L1 = L2 F1 = F2 F2= G物 =F1 定滑轮相当于一个等臂杠杆，拉力F 与物重G 的关系是________。F=G斜着拉还是这样吗？(1)动滑轮的本质L1 = 2L2 F1= 1/2G物 =1/2F2 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。当动滑轮平衡时，拉力F 与物重G 的关系是__________。OF1F2F=1/2G为什么实验中我们没有省一半的力？ 滑轮组、轮轴定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？＋==定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向。活动和思考：用一个定滑轮和一个动滑轮组装出一个滑轮组，你有几种组装方法？这几种绕法的滑轮组在作用上有什么不同呢？【实验】使用滑轮组时拉力与物重的关系进行实验：分别组装好下面几种滑轮组，并测出不同情况下拉力F和钩码的重力G，记录数据。实验记录：从表中可以找出F、G 和n 的关系：F=_______G1/n实验结论：实验表明：使用滑轮组吊重物时，若动滑轮重、绳子自重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。若计动滑轮重，不计绳子自重与摩擦：对于用一根绳子组装的滑轮组而言，拉力F 与动滑轮相连的绳子段数n 有什么关系呢？(不计绳重，动滑轮重和摩擦)拉力F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数n 有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。 即：n=33F=G绳子自由端移动距离s 与物体移动距离h 之间有什么关系呢？物体升高h，相当于吊起动滑轮的每段绳子抽走了h，这些都只能从绳子自由端抽走，则绳子自由端在相等的时间内共需要抽走3h，即s=3h。若吊起动滑轮的绳子段数为n，则有：s=nh。【例题】汽车重2×104 N，陷入泥中，受到的阻力为3×103 N。用如图所示装置，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？解：由图可知，有三段绳子连接动滑轮，故F＝×3×103 N＝1×103 NF=10 NG动=5 NG=50 N物体能被提起吗？动滑轮对物体的拉力？地面对物体的支持力？物体对地面的压力？不能15N35N35N杠杆还能变形为轮轴轮轴：由轮和轴组成的能绕共同轴心转动的简单机械。轮轴的实质： 能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。动力臂大于阻力臂 --省力杠杆F2 L1 = RL2 = rO F1 1.井上的辘轳2.水龙头动力臂大于阻力臂 --省力杠杆生活中还有哪些轮轴？生产、生活中常用的机械往往是这些简单机械的组合。1星题 知识过关 定滑轮及其作用(第1题)1.如图所示为旗杆顶部安装的升降旗帜的一个滑轮，它是____滑轮，使用此滑轮的好处是可以______________。定改变力的方向(第2题)  10 D  定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不计摩擦，动力与阻力始终大小相等。 解：如图所示。 动滑轮及其作用(第5题)   省力(第6题) 1010207.[2024·淮北月考] 如图所示，小可用一滑轮匀速提起一水桶，下列关于使用该滑轮的说法中正确的是( ) DA.既能省力，又能改变力的方向B.既不能省力，也不能改变力的方向C.不能省力，但能改变力的方向D.能省力，但不能改变力的方向2星题 情景应用8.[2024·盐城中考] 下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是( ) AA. B. C. D. 9.［立德树人·五育并举］[2024·厦门三模] 厦门市大力推行垃圾分类，为了方便市民便捷投放垃圾，部分收集点增设了垃圾桶“翻盖神器”(原理如图)，向下拉动拉手就能打开桶盖，方便又卫生。下列分析正确的是( ) DA.装置中的滑轮是动滑轮B.滑轮起到省力作用C.桶盖相当于费力杠杆D.滑轮起到改变力的方向的作用 120 【变式】 [2024·河南期末] “由物及理，思维建模”，如图所示，小明把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做时甲树的树干相当于动300  费力 56 12.[2024·合肥月考改编] 在“探究定滑轮和动滑轮的特点”的实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，如图所示，并将测得的数据记录在表格中。(1)在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验时测力计的操作方法正确的是___；CA.随意拉动B.保持静止C.匀速向下拉动(2)比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是________________；能改变力的方向(3)比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是________；能省力(4)把钩码升高相同的高度，比较乙和丁实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮________；费距离(5)依据杠杆平衡条件分析，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这动滑轮自身受到重力主要是因为_____________________。定滑轮轴固定不动的滑轮不省力，也不费距离，但可以改变力的方向实质：等臂杠杆轴与重物一起移动的滑轮省力，但费距离，且不能改变力的方向实质：省力杠杆动滑轮滑轮组轮轴定滑轮与动滑轮的组合实质：省力杠杆滑轮谢谢观看！