八年级物理全册第十章第二节滑轮及其应用习题课件新版沪科版.ppt

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1、第二节滑轮及其应用【新新课导课导思思】工地上的大吊工地上的大吊车车能吊起几吨重的巨石。能吊起几吨重的巨石。仔仔细观细观察吊察吊车车,可以可以发现发现吊吊车车上有很多上有很多轮轮子子,这这些些轮轮子就是滑子就是滑轮轮。它。它们们有什么作用有什么作用?【目目标导标导学学】1.1.认认识识定定滑滑轮轮和和动动滑滑轮轮,会会识识别别生生活活和和生生产产中中常常见见的的滑滑轮轮。2.2.通通过实验过实验得出定滑得出定滑轮轮和和动动滑滑轮轮以及滑以及滑轮组轮组的特点。的特点。3.3.会根据滑会根据滑轮组轮组的的绕线绕线判断省力情况判断省力情况,会根据要求会根据要求组组装装和使用滑和使用滑轮组轮组。【自主自

2、主预习预习】1.1.定滑定滑轮轮:(1)(1)定定义义:使用滑使用滑轮时轮时,轴轴_的滑的滑轮轮。如旗杆上的。如旗杆上的滑滑轮轮。(2)(2)作用作用:能改能改变变_,_,不能不能_。(3)(3)实质实质:_:_杠杆。杠杆。固定不固定不动动力的方向力的方向省力省力等臂等臂2.2.动动滑滑轮轮:(1)(1)定定义义:使用滑使用滑轮时轮时,滑滑轮轮的的轴轴_的滑的滑轮轮。(2)(2)作用作用:不能改不能改变变_,_,能能_。(3)(3)实质实质:_:_的杠杆。的杠杆。随物体一起运随物体一起运动动力的方向力的方向省力省力动动力臂力臂为为阻力臂阻力臂2 2倍倍3.3.滑滑轮组轮组:(1)(1)定定义义

3、:_:_和和_组组合在一起的装置。合在一起的装置。(2)(2)作用作用:既能既能_,_,又能改又能改变变_。(3)(3)拉力拉力(F)(F)与物重与物重(G)(G)和承担物重的和承担物重的绳绳子股数子股数(n)(n)的关的关系系:_:_。定滑定滑轮轮动动滑滑轮轮省力省力力的方向力的方向知知识识点一点一 探究定滑探究定滑轮轮和和动动滑滑轮轮的特点的特点1.1.实验实验探究探究:研究定滑研究定滑轮轮的特点。的特点。(1)(1)实验设计实验设计与与进进行行实验实验。用用_测测出出钩码钩码的重力的重力G G。如如图图所示所示,记记下提升下提升钩码时弹钩码时弹簧簧测测力力计计的示数和移的示数和移动动的距

4、离、的距离、钩码钩码上升的高度、拉力的方向、上升的高度、拉力的方向、钩码钩码运运动动的的方向。方向。增增加加钩钩码码的的个个数数,再再利利用用如如图图所所示示的的滑滑轮轮提提升升钩钩码码,记记下下弹弹簧簧测测力力计计的示数和移的示数和移动动的距离、的距离、钩码钩码上升的高度。上升的高度。保保持持钩钩码码个个数数不不变变,改改变变弹弹簧簧测测力力计计的的方方向向,记记下下弹弹簧簧测测力力计计的示数、移的示数、移动动的距离和的距离和钩码钩码上升的高度。上升的高度。参考答案参考答案:弹簧测力计弹簧测力计(2)(2)实验实验数据及分析。数据及分析。物重物重G/NG/N弹弹簧簧测测力力计计示示数数F/N

5、F/N钩码钩码上上升升的高度的高度s/cms/cm弹弹簧簧测测力力计计移移动动的的距离距离h/cmh/cm拉力拉力方向方向不使不使用用简简单单机械机械2 22 210101010向上向上物重物重G/NG/N弹弹簧簧测测力力计计示示数数F/NF/N钩码钩码上升上升的高度的高度s/cms/cm弹弹簧簧测测力力计计移移动动的的距离距离h/cmh/cm拉力拉力方向方向定滑定滑轮轮2 22 210101010向下向下定滑定滑轮轮4 44 410101010向下向下定滑定滑轮轮6 66 610101010向下向下定滑定滑轮轮6 66 610101010斜右斜右下方下方分析数据可知分析数据可知:定滑定滑轮轮

6、工作工作时时的特点是的特点是_,_,弹弹簧簧测测力力计计移移动动的的距距离离s s与与钩钩码码上上升升的的高高度度h h的的关关系系是是_。提示提示:分析弹簧测力计的示数分析弹簧测力计的示数F F和钩码重和钩码重G,G,可以得出使可以得出使用定滑轮时弹簧测力计的拉力与钩码重相等用定滑轮时弹簧测力计的拉力与钩码重相等;使用定滑使用定滑轮时拉力的方向可以有向下、向右、斜右下方等多个轮时拉力的方向可以有向下、向右、斜右下方等多个方向方向,可以得出使用定滑轮可以改变力的方向。根据钩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码上升的高度和弹簧测力计移动的距离相比较

7、,可以得可以得出使用定滑轮时出使用定滑轮时s s与与h h始终相等。始终相等。参考答案参考答案:既不省力也不费力既不省力也不费力,但可以改变力的方向但可以改变力的方向s=hs=h2.2.实验实验探究探究:研究研究动动滑滑轮轮的特点。的特点。(1)(1)实验设计实验设计与与进进行行实验实验。用用_测测出出钩码钩码的重力的重力G G。如如图图所示所示,记记下提升下提升钩码时弹钩码时弹簧簧测测力力计计的示数和移的示数和移动动的距离、的距离、钩码钩码上升的高度、拉力的方向、上升的高度、拉力的方向、钩码钩码运运动动的的方向。方向。增加增加钩码钩码的个数的个数,再利用如再利用如图图所示的滑所示的滑轮轮提升

8、提升钩码钩码,记记下下弹弹簧簧测测力力计计的示数和移的示数和移动动的距离、的距离、钩码钩码上升的高度。上升的高度。参考答案参考答案:弹簧测力计弹簧测力计(2)(2)实验实验数据及分析。数据及分析。物重物重G/NG/N弹弹簧簧测测力力计计示数示数F/NF/N钩码钩码上升上升的的高度高度s/cms/cm弹弹簧簧测测力力计计移移动动的的距离距离h/cmh/cm拉力拉力方向方向不使不使用用简简单单机机械械2 22 210101010向上向上物重物重G/NG/N弹弹簧簧测测力力计计示数示数F/NF/N钩码钩码上升上升的的高度高度s/cms/cm弹弹簧簧测测力力计计移移动动的的距离距离h/cmh/cm拉力

9、拉力方向方向动动滑滑轮轮2 21 110102020向上向上动动滑滑轮轮4 42 210102020向上向上动动滑滑轮轮6 63 310102020向上向上分析数据可知分析数据可知:动动滑滑轮轮工作工作时时的特点是的特点是_,_,弹弹簧簧测测力力计计移移动动的的距距离离s s与与钩钩码码上上升升的的高高度度h h的的关关系系是是_。提示提示:分析弹簧测力计的示数和钩码的重力分析弹簧测力计的示数和钩码的重力,可以看出可以看出使用动滑轮时拉力的大小等于钩码重力的一半使用动滑轮时拉力的大小等于钩码重力的一半,即使用即使用动滑轮可以省一半力动滑轮可以省一半力;使用动滑轮时弹簧测力计移动的使用动滑轮时弹

10、簧测力计移动的距离是钩码上升高度的二倍距离是钩码上升高度的二倍,即二者关系即二者关系;使用动滑轮使用动滑轮时拉力的方向始终是向上的时拉力的方向始终是向上的,说明使用动滑轮不能改变说明使用动滑轮不能改变力的方向。力的方向。参考答案参考答案:省一半力但是费距离省一半力但是费距离,且不能改变力的方向且不能改变力的方向s=2hs=2h3.3.交流交流讨论讨论:(1)(1)在在实验实验中中,为为什么要匀速拉什么要匀速拉动弹动弹簧簧测测力力计计?提提示示:根根据据二二力力平平衡衡原原理理,可可知知只只有有匀匀速速拉拉动动弹弹簧簧测测力力计计使使钩钩码码上上升升时时,拉拉力力和和重重力力才才是是一一对对平平

11、衡衡力力,并并且且这这样样弹弹簧测力计示数稳定簧测力计示数稳定,便于读出拉力大小。便于读出拉力大小。参考答案参考答案:只有匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时只有匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时,拉拉力大小才等于重力力大小才等于重力,且示数稳定且示数稳定,易于读数。易于读数。(2)(2)实验实验中中,为为什么要使用重一些的什么要使用重一些的钩码钩码?提提示示:在在拉拉动动钩钩码码时时,绳绳子子与与滑滑轮轮之之间间有有摩摩擦擦,且且动动滑滑轮轮本本身身有有重重力力。在在使使用用定定滑滑轮轮时时,钩钩码码的的重重力力越越大大,拉拉力力大大小小越越接接近近钩钩码码重重。在在研研究究动动滑滑轮轮特特点点时时,

12、钩钩码码的的重重力力越越大大,拉拉力力的的大大小小越越接接近近钩钩码码重重力力的的二二分分之之一一,更更易易于于得得出出结论。结论。参考答案参考答案:减小误差减小误差,使结论更准确使结论更准确(3)(3)在在探探究究定定滑滑轮轮特特点点时时,为为什什么么拉拉力力F F的的示示数数总总是是略略大大于于钩码钩码的重力的重力?提提示示:在在理理想想情情况况下下,使使用用定定滑滑轮轮时时F=G,F=G,但但在在实实际际情情况况下下,由于摩擦的存在由于摩擦的存在,拉力总是大于钩码的重力。拉力总是大于钩码的重力。参考答案参考答案:绳子与滑轮之间存在摩擦绳子与滑轮之间存在摩擦【示范示范题题1 1】(2017

13、(2017上海中考改上海中考改编编)如如图图甲、乙所示甲、乙所示,分分别别用力用力F F1 1、F F2 2匀速提升重匀速提升重为为1010牛的物体牛的物体,图图_中中的滑的滑轮轮可以看作省力杠杆可以看作省力杠杆;图图甲中甲中,若不若不计计摩擦和滑摩擦和滑轮轮重重力力,力力F F1 1的大小的大小为为_牛。牛。【精精讲讲精精析析】(1)(1)甲甲是是定定滑滑轮轮,本本质质是是等等臂臂杠杠杆杆;乙乙是是动动滑轮滑轮,本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。(2)(2)使使用用定定滑滑轮轮不不省省力力也也不不费费力力,若若不不计计摩摩擦擦和和滑滑轮轮重重力力,则则F

14、 F1 1=G=10N=G=10N。答案答案:乙乙1010【备选备选例例题题】(2016(2016乐乐山中考山中考)如如图图所示的两个滑所示的两个滑轮轮中中,属于属于动动滑滑轮轮的是的是_,_,若滑若滑轮轮的自重和摩擦不的自重和摩擦不计计,当分当分别别用用F F1 1、F F2 2匀匀速提起同一物体速提起同一物体时时,则则F F1 1、F F2 2的的大小关系是大小关系是:F:F1 1_F_F2 2。【精精讲讲精精析析】动动滑滑轮轮是是指指滑滑轮轮在在工工作作时时,轮轮转转动动的的同同时时,轴轴也也跟跟着着一一起起运运动动;定定滑滑轮轮是是指指滑滑轮轮在在工工作作时时,轮轮转转动动,但但轴轴不

15、不动动;从从而而可可判判断断出出乙乙为为动动滑滑轮轮,动动滑滑轮轮会会省省一一半半的力的力,定滑轮只能改变动力方向。定滑轮只能改变动力方向。答案答案:乙大于乙大于【微点微点拨拨】(1)(1)定滑定滑轮轮的的实质实质是一个等臂杠杆。是一个等臂杠杆。(2)(2)动动滑滑轮轮的的实质实质是是动动力臂力臂为为阻力臂两倍的省力杠杆。阻力臂两倍的省力杠杆。知知识识点二点二 探究滑探究滑轮组轮组的特点的特点1.1.在在滑滑轮轮组组中中,定定滑滑轮轮的的作作用用是是_,_,动动滑滑轮轮的作用是的作用是_。提提示示:定定滑滑轮轮的的实实质质是是等等臂臂杠杠杆杆,它它的的作作用用是是改改变变力力的的方方向向;动动

16、滑滑轮轮的的实实质质是是动动力力臂臂是是阻阻力力臂臂二二倍倍的的杠杠杆杆,它它的的作作用用是是省省力力,所所以以在在滑滑轮轮组组中中定定滑滑轮轮的的作作用用是是改改变变力力的的方方向向,而而动动滑滑轮轮起起省省力力的的作作用用,动动滑滑轮轮个个数数越越多多,承承担担重物的绳子段数就越多重物的绳子段数就越多,滑轮组就越省力。滑轮组就越省力。参考答案参考答案:改变力的方向省力改变力的方向省力2.2.利用利用组组装成的滑装成的滑轮组轮组提升物体提升物体,并把数据并把数据记录记录在表格在表格内内(动动滑滑轮轮很很轻轻)。滑滑轮轮组组物重物重G/NG/N拉力拉力F/NF/N物体上升高物体上升高度度h/c

17、mh/cm绳绳子自由端移子自由端移动动距离距离s/cms/cm甲甲6 63 32 24 49 94.54.53 36 6乙乙6 62 22 26 69 93 33 39 9分析数据可知分析数据可知,拉力和物重的关系是拉力和物重的关系是_。绳绳子自由端移子自由端移动动的距离的距离s s与物体上升的高度与物体上升的高度h h的关系是的关系是_。提示提示:两图都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮两图都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组组,由甲图和表格中数据可知由甲图和表格中数据可知,物体的重力由两段绳子物体的重力由两段绳子通过动滑轮承担通过动滑轮承担,拉力是物重的二分之一拉力是物重的二分之一,

18、但绳子自由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数据可知,物体的重力由三段绳子通过动滑轮承担物体的重力由三段绳子通过动滑轮承担,拉拉力是物重的三分之一力是物重的三分之一,但绳子自由端移动的距离是物体但绳子自由端移动的距离是物体提升高度的三倍。提升高度的三倍。参考答案参考答案:用滑轮组提升重物时用滑轮组提升重物时,动滑轮上有几段绳子动滑轮上有几段绳子承担物重承担物重,拉力就是物重的几分之一动滑轮上有几段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承担物重,绳子自由端移动的距离就是物体上升高绳子自由端移动的距离就是物体

19、上升高度的几倍度的几倍3.3.交流交流讨论讨论:(1)(1)使用滑使用滑轮组时轮组时,动动滑滑轮轮个数越多个数越多,越省力越省力吗吗?参参考考答答案案:不不一一定定,滑滑轮轮组组省省力力和和很很多多因因素素有有关关,当当物物重重和和动动滑滑轮轮重重一一定定时时,和和动动滑滑轮轮相相连连的的绳绳子子的的股股数数越越多多越越省力。省力。(2)(2)使用滑使用滑轮组时轮组时,提起重物所用的力与什么有关提起重物所用的力与什么有关?参参考考答答案案:承承担担重重物物的的绳绳子子的的段段数数、重重物物的的重重力力、动动滑滑轮的重力轮的重力【示示范范题题2 2】(2017(2017绥绥化化中中考考)如如图图

20、,工工人人利利用用滑滑轮轮组组将将200N200N的的重重物物匀匀速速向向上上提提升升到到2m2m高高的的平平台台上上,则则他他所所用用的的拉拉力力为为_N,_N,绳绳子子自自由由端端向向下下移移动动的的距距离离为为_m_m。(不不计绳计绳重、重、动动滑滑轮轮重及摩擦重及摩擦)【精讲精析精讲精析】本题考查滑轮组的特点。由图知本题考查滑轮组的特点。由图知,使用滑使用滑轮组轮组,承担物重的绳子股数承担物重的绳子股数n=2n=2。不计绳重、动滑轮重。不计绳重、动滑轮重及摩擦及摩擦,拉力拉力F=G=F=G=200N=100N;200N=100N;绳子自由端向下移绳子自由端向下移动的距离动的距离:s=2

21、h=2:s=2h=22 m=4 m2 m=4 m。答案答案:1001004 4【备选备选例例题题】(2016(2016东东营营中中考考)如如图图所所示示,某某人人在在A A处处提提起起物物体体,请请在在图图中画出最省力的中画出最省力的绳绳子子绕绕法。法。【精讲精析精讲精析】本题考查滑轮组的设计和组装。本题中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绳子可以从定滑轮或动滑轮绕起,当绳子从动滑轮绕起当绳子从动滑轮绕起时有三段绳子承担物重时有三段绳子承担物重,当绳子从定滑轮绕起时有两段当绳子从定滑轮绕起时有两段绳子承担物重绳子承担物重,第一种绕法更省力。第一种绕法更省力。答案答案

22、:如图所示如图所示 【微点微点拨拨】判断判断绳绳子股数的方法子股数的方法:(1)(1)分分割割法法:在在定定滑滑轮轮和和动动滑滑轮轮之之间间作作一一条条水水平平辅辅助助线线,假假设设它它把把滑滑轮轮组组的的绕绕线线“截截断断”,数数出出动动滑滑轮轮上上连连接接的的绳绳子段数子段数,即即为为吊着重物的吊着重物的绳绳子的股数子的股数n n。(如如图图甲甲)甲乙甲乙(2)(2)公式法公式法:根据根据动动滑滑轮轮个数来判断个数来判断,如果有如果有n n个个动动滑滑轮轮,绳绳子的一端系在子的一端系在动动滑滑轮轮上上,绳绳子的股数是子的股数是(2n+1)(2n+1)股股,系在定系在定滑滑轮轮上是上是2n2n股。股。(如如图图乙乙)【教材教材图图片片考点考点阐释阐释】命命题题点点 定滑定滑轮轮及其工作特点及其工作特点旗旗杆杆顶顶装装的的滑滑轮轮是是_滑滑轮轮,它它的的作作用用是是_,_,但但_(_(选选填填“能能”或或“不能不能”)省力。省力。答案答案:定改变力的方向不能定改变力的方向不能命命题题点点 简单简单机械的机械的应应用用原原始始吊吊车车就就是是由由_、_等等简简单单机机械械组组合合起起来来的的。图图中中这这两两个个滑滑轮轮都都是是_(_(选选填填“定定滑滑轮轮”或或“动动滑滑轮轮”),),它的作用是它的作用是_。答案答案:杠杆滑轮定滑轮改变力的方向杠杆滑轮定滑轮改变力的方向