6.6-探究滑轮的作用

物理新课标（HY）·物理·八年级下册第六章力和机械6.6探究滑轮的作用第六章力和机械导学设计学点1动滑轮和定滑轮现象观察：如图6－6－8所示。图6－6－8第六章力和机械思考1：工人借助滑轮把物料缓缓地提起来，这两个滑轮各有什么作用？回答：甲中滑轮可以改变______________，乙中滑轮可以________。思考2：在提起物料时，两滑轮有什么特点？回答：甲中滑轮的轴__________，乙中滑轮的轴随重物________。总结：物理学中，把轴不随物体移动的滑轮叫__________，把轴随物体一起移动的滑轮叫__________。拉力的方向省力不移动移动定滑轮动滑轮第六章力和机械学点2探究两类滑轮的作用实验探究：两类滑轮的作用。(如图6－6－9所示)图6－6－9第六章力和机械问题1：使用定滑轮提升钩码时，沿不同方向的拉力相同吗？与钩码重力大小有什么关系？回答：沿不同方向的拉力______，并与钩码的重力______。相同相等问题2：使用动滑轮提升钩码时，拉力与重力有什么关系？回答：拉力比钩码的重力要_____。小第六章力和机械拓展实验：沿不同方向提升动滑轮，拉力相同吗？图6－6－10回答：沿不同方向提升动滑轮，拉力________。不同第六章力和机械总结归纳：使用定滑轮不______，但可以改变拉力的______；使用动滑轮可以______，但不能改变____________。使用动滑轮时，为使实验准确，应竖直______拉动测力计。省力方向省力拉力的方向匀速思考：为使实验准确，应该如何拉动弹簧测力计？回答：____________弹簧测力计。匀速拉动第六章力和机械学点3使用滑轮的理论分析事例展示1：定滑轮的理论分析图6－6－11第六章力和机械思考1：定滑轮属于杠杆，它的支点在哪儿？动力和阻力分别是什么？动力臂和阻力臂有什么特点？所施加的力和阻力有什么关系？回答：定滑轮________等效为杠杆，支点O在______上；动力为拉力______，阻力为物重______；动力臂和阻力臂都等于定滑轮的________，所以定滑轮的实质是____________。拉力与阻力的关系为：__________。可以轴FG半径等臂杠杆F＝G第六章力和机械思考2：改变拉力的方向，动力臂和阻力臂为什么有变化？拉力和阻力有什么关系？回答：拉力方向改变后，动力臂和阻力臂仍为定滑轮的半径；拉力与阻力的关系仍为：__________。F＝G第六章力和机械事例展示2：动滑轮的理论分析图6－6－12第六章力和机械思考1：动滑轮是属于杠杆，它的支点在哪儿？动力和阻力分别是什么？动力臂和阻力臂有什么特点？所施加的力和阻力有什么关系？回答：动滑轮______等效为杠杆，支点O在________________上；动力为拉力______，阻力为物重______；动力臂为动滑轮的________，阻力臂是动滑轮的________，所以动滑轮实质是________________________________。拉力与阻力的关系为：__________。可以动滑轮的边缘FG直径半径动力臂为阻力臂2倍的杠杆F＝12G第六章力和机械思考2：改变拉力的方向，动力臂和阻力臂有什么变化？拉力和阻力有什么关系？回答：拉力方向改变后，阻力臂仍是动滑轮的________，动力臂发生改变，且小于动滑轮直径；阻力与阻力臂不变，不再满足__________的关系。F＝12G半径第六章力和机械学点4滑轮组实验探究：使用滑轮组时拉力与物重的关系。图6－6－13第六章力和机械实验过程：用如图所示的滑轮组，分别测出不同情况下拉力F和钩码的重力G。记录数据如下表所示：实验序号钩码的重力G/N弹簧测力计的拉力F/N吊起动滑轮的绳子股数n110.52210.52310.33第六章力和机械总结归纳：从表中可以看出F、G和n的关系为：________，即使用滑轮组吊重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重的____________。使用滑轮组即可以________，又可以改变______________。F＝1nG几分之一省力用力的方向实验拓展：(1)通过三次实验得出的结论具有____________。(2)若动滑轮重力不能忽略则可以分析出F、G物、G动和n的关系为：__________________。普遍性F＝1n(G物＋G动)第六章力和机械应用示例类型一定滑轮和动滑轮例1如图6－6－7所示，物体A和B所受重力都为120N，若滑轮重力及摩擦均不计。当分别用力匀速提升物体A和B时，FA为______N，FB为______N。图6－6－1460120第六章力和机械[方法指导]滑轮解题方法汇总(1)判断定、动滑轮的方法(2)依据定、动滑轮实质和特点解题(a)定滑轮①定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变用力的方向。②用定滑轮提升重物时，动力移动的距离s(速度v′)等于重物上升的高度h(速度v)。第六章力和机械(b)动滑轮①动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮能省力，但费距离。②动滑轮由2股绳子承担，所以n＝2，在不计绳重和摩擦时，F＝12(G物＋G轮)，若不计摩擦、绳重和滑轮自重，则F＝12G物。用动滑轮提升重物时，动力移动的距离s(速度v′)、重物上升的高度h的关系为s＝2h(v＝2v′)。第六章力和机械第六章力和机械类型二滑轮组例2如图6－6－8所示，小明利用滑轮组提升重为300N的重物，该滑轮组提升动滑轮和重物的绳子的股数n＝________。若不计摩擦和绳重，动滑轮的重力为30N，则拉力F＝________N时，可以将重物匀速提升；若物体被提升的高度为9m，则绳子自由端移动的距离为________m。图6－6－8311027第六章力和机械[解析]本题以动滑轮和物体为研究对象，受力分析如图所示(有3股绳子向上拉着动滑轮和物体组成的整体)，因为处于平衡状态，所以有3F＝G物＋G动＝330N，F＝110N。因为有3股绳子向上拉着动滑轮和物体，所以物体上升高度为h时，绳子的自由端移动的距离s＝3h＝27m。第六章力和机械[方法指导]与承担物重的绳子股数n有关的计算(对于动滑轮相关的题目也可以用此方法)(1)怎样确定承担物重的绳子股数n①首先要分清哪个是定滑轮，哪个是动滑轮；②然后弄清有几股绳子拉着动滑轮，则承担物重绳子的股数n就是几。(2)绳子自由端拉力的计算①不考虑摩擦和绳重时，F拉＝1n(G物＋G动)；②不考虑摩擦、绳重及动滑轮重时，F拉＝1nG物。(3)绳子自由端移动的距离s(速度v′)和物体移动的距离h(速度v)之间的关系：s＝nh(v′＝mv)。第六章力和机械类型三滑轮组的组装例3一位同学站在地面上，要利用如图6－6－9所示滑轮组提升重物，已知物重为1000N，而绳子最多只能承受400N的拉力，请你帮他设计并画出符合要求的绳子绕法。(动滑轮重、绳重和摩擦不计)图6－6－9第六章力和机械[答案]如图所示第六章力和机械[解析]由题意可知，拉力F＝400N，物重G＝1000N，且要求改变用力方向。(1)吊动滑轮的绳子股数：n＝GF＝1000N400N＝2.5，取n＝3。(2)因为n为奇数，所以动滑轮的个数n动＝n－12＝1；拉力方向与物体被提升方向相反，所以定滑轮的个数n定＝n动＋1＝2。(3)根据“奇动偶定”的原则，绳头固定端拴在动滑轮上，依次经过定滑轮和动滑轮绕绳即可。[方法指导]滑轮组的组装与设计：求承重绳子的段数承担物重绳子的求解方法有两种：一是根据省力情况，即利用F＝1nG去求解，则绳子段数n＝GF，当n不是整数时，要采用“只入不舍”的方法处理小数位；二是根据移动距离的关系，即利用s＝nh去求解确定动滑轮的个数动滑轮的个数N是根据求出的段数n来确定的。当n为奇数时，动滑轮的个数为N＝12(n－1)；当n为偶数时，动滑轮的个数时为N＝12n第六章力和机械找起点找绳子的起始端可依据“奇动偶定”的原则。当n为奇数时，绳子的起始端栓在动滑轮的挂钩上；当n为偶数时，绳子的起始端栓在定滑轮的挂钩上画绕线画装配图时，根据“一动一定”的原则画绕线，同时根据要求确定定滑轮的个数，最后得到符合要求的装配图第六章力和机械第六章力和机械课堂小结滑轮定滑轮实质特点动滑轮实质特点滑轮组概念特点轮轴第六章力和机械课堂反馈A1．如图6－1所示，物体重10N，且处于静止状态。该滑轮是________滑轮。若手拉弹簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F1、F2、F3，则它们的大小关系是F1________F2________F3。这证明使用定滑轮不能改变力的________，只能改变力的________。(滑轮与轴间的摩擦不计)图6－1定＝＝大小方向第六章力和机械2．如图6－2所示，建筑工人在高处也经常使用滑轮提升重物，该滑轮随同物体一起运动，是________滑轮，使用它的好处是能________。若已知所提的桶及桶内物体共重200N，滑轮重10N，不计绳重和摩擦，则工人匀速提升时所用的拉力至少为________N。图6－2动省力105第六章力和机械3．在图6－3中，分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A。若不考虑滑轮重、绳重和摩擦，则三个力的大小关系是()A．F1＝F2＝F3B．F1＝F2＞F3C．F1＝F2＜F3D．F1＜F2＜F3图6－3B4．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图6－4所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是()A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力C．甲安装的是动滑轮，能省力D．乙安装的是动滑轮，能省力图6－4第六章力和机械D第六章力和机械课堂反馈B1．下列关于使用滑轮组的优点的表述，准确的是()A．一定是省力的，又能改变力的方向B．一定是省力的，但不能改变力的方向C．肯定可以改变力的方向，省力与否要具体分析D．有时既省力，又能改变力的方向；有时可以省力，但不改变力的方向D2．用图6－5中的装置来提升重物，既省力又改变力的方向的是()图6－5第六章力和机械C第六章力和机械3．如图6－6所示，物体重300N，动滑轮重20N(不计摩擦和绳重)。要使物体匀速升高2m，那么人的拉力是________N，绳子自由端被人拉下________m，使用该装置________(填“能”或“不能”)改变力的方向。图6－61604能第六章力和机械4．如图6－7所示的滑轮组，用它来提升2200N的重物。不计绳重、摩擦及动滑轮重，假设绳子最大能承受1000N的力，请画出绳子的绕法。图6－7[答案]如图所示