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。【自主预习】1.定滑轮:(1)定义:使用滑轮时,轴_________的滑轮。如旗杆上的滑轮。(2)作用:能改变_________,不能_____。(3)实质:_____杠杆。固定不动力的方向省力等臂2.动滑轮:(1)定义:使用滑轮时,滑轮的轴_______________的滑轮。(2)作用:不能改变_________,能_____。(3)实质:__________________的杠杆。随物体一起运动力的方向省力动力臂为阻力臂2倍3.滑轮组:(1)定义:_______和_______组合在一起的装置。(2)作用:既能_____,又能改变_________。(3)拉力(F)与物重(G)和承担物重的绳子股数(n)的关系:_______。GFn定滑轮动滑轮省力力的方向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。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。物重G/N弹簧测力计示数F/N钩码上升的高度s/cm弹簧测力计移动的距离h/cm拉力方向不使用简单机械221010向上物重G/N弹簧测力计示数F/N钩码上升的高度s/cm弹簧测力计移动的距离h/cm拉力方向定滑轮221010向下定滑轮441010向下定滑轮661010向下定滑轮661010斜右下方分析数据可知: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。参考答案:既不省力也不费力,但可以改变力的方向s=h2.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。参考答案:①弹簧测力计(2)实验数据及分析。物重G/N弹簧测力计示数F/N钩码上升的高度s/cm弹簧测力计移动的距离h/cm拉力方向不使用简单机械221010向上物重G/N弹簧测力计示数F/N钩码上升的高度s/cm弹簧测力计移动的距离h/cm拉力方向动滑轮211020向上动滑轮421020向上动滑轮631020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。参考答案:省一半力但是费距离,且不能改变力的方向s=2h3.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。(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。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。【精讲精析】(1)甲是定滑轮,本质是等臂杠杆;乙是动滑轮,本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。(2)使用定滑轮不省力也不费力,若不计摩擦和滑轮重力,则F1=G=10N。答案:乙10【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【微点拨】(1)定滑轮的实质是一个等臂杠杆。(2)动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。知识点二探究滑轮组的特点1.在滑轮组中,定滑轮的作用是______________,动滑轮的作用是________。提示:定滑轮的实质是等臂杠杆,它的作用是改变力的方向;动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,它的作用是省力,所以在滑轮组中定滑轮的作用是改变力的方向,而动滑轮起省力的作用,动滑轮个数越多,承担重物的绳子段数就越多,滑轮组就越省力。参考答案:改变力的方向省力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)。滑轮组物重G/N拉力F/N物体上升高度h/cm绳子自由端移动距离s/cm甲632494.536乙62269339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____________________________________________。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。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。(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)【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=G=×200N=100N;绳子自由端向下移动的距离:s=2h=2×2m=4m。答案:10041212【备选例题】(东营中考)如图所示,某人在A处提起物体,请在图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)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