初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.2 滑轮精品课件ppt

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旧知回顾素养目标导入新知
新课教学课堂小结课堂练习
1. __________________________的硬棒叫杠杆。2.杠杆绕着转动的固定点叫做______，使杠杆转动的力叫______，阻碍杠杆转动的力叫______，支点到动力作用线的距离叫________，支点到阻力作用线的距离叫________。3.当杠杆处于______状态或__________状态时，4.杠杆平衡条件：动力×________=阻力×_________，即F1×____=F2×____。
在力的作用下绕着固定点转动
4.省力杠杆的动力臂______阻力臂，____省力，但____距离。费力杠杆的动力臂______阻力臂，______省力，但____距离。等臂杠杆的动力臂______阻力臂，不省力也不费力，不省距离也不费距离。
1.认识定滑轮和动滑轮。
2.知道定滑轮、动滑轮的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。
3.会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系。
胖子与瘦子在提米的过程中，使用了什么工具，为什么会出现这种情况？
不行， 救命！
除了杠杆之外，滑轮也是一种常见的简单机械，它在日常生活中的应用非常广泛。 大家在生活中见过滑轮吗？使用滑轮有什么特点呢？
①滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮。
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?
国旗上升时，旗杆顶端的滑轮轴不随物体一起移动。
货物上升时，起重机下面的滑轮轴随物体一起移动。
②滑轮分为：定滑轮、动滑轮。
使用时，轴固定不动的滑轮，叫定滑轮。
使用定滑轮时，有什么特点？
使用定滑轮是否省力（或更费力）？
使用定滑轮是否省距离（或需要移动更大的距离）？
实验：探究定滑轮的特点
铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计
如图所示，把定滑轮固定在铁架台上，钩码挂在细线的一端；弹簧测力计挂在细线的另一端，用力缓慢拉动弹簧测力计向下匀速运动。
记录拉力的大小、钩码上升的距离、拉力移动的距离及拉力的方向。
①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。②使用定滑轮缓缓提升钩码，记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离h物、拉力移动的距离s绳及拉力的方向。
③改变拉力的方向：分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码，观察拉力F1、 F2、 F3、的大小。把实验数据记入表格中。④改变钩码的重力，重复上述实验。
①拉力与重力的大小关系：F=G，即使用定滑轮不省力。②拉力的方向：可以改变。③拉力（绳末端）移动距离S绳与钩码上升高度h物的关系： S绳=h物
使用定滑轮不省力； 不省距离，可以改变力的方向。
可以改变力的方向是指：
拉力的方向与物体运动方向相反（或不同）。
定滑轮的实质——等臂杠杆
如图所示，定滑轮的轴心O为支点，动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。
F1l1=F2l2
Fl1=Gl2
通过理论分析可知，定滑轮实质上是一个等臂杠杆，所以不省力。
工作时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。
使用动滑轮时，有什么特点？
使用动滑轮是否省力（或费力）？使用动滑轮是否省距离（或需要移动更大的距离）？
实验：探究动滑轮的特点
铁架台、动滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计
如图所示，把绳子一端固定在铁架台上，另一端通过动滑轮挂在测力计的挂钩上；钩码挂在动滑轮的轴上，用力缓慢拉动弹簧测力计竖直向上匀速运动。
记录整个过程中用力大小、钩码升高的距离及拉力移动的距离。
①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。②使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码，记录整个过程中用力大小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。③将测量结果填入表格。改变钩码的个数，重复上述实验过程。
①拉力与重力的关系：F＜G，即使用动滑轮省力。 若不计动滑轮的重力及摩擦力时，则拉力：F=G/2。②拉力的方向：不能改变。③拉力（绳末端）移动距离s与钩码上升高度h的关系：s绳=2h物。
使用动滑轮可以省力， 但不改变力的方向，且费距离。
拉力（绳末端）移动的距离S是物体上升高度h的2倍： s拉=2h物
动滑轮的实质——动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2
动滑轮相当于一根杠杆，支点在绳和轮相切的O处；拉力F1是动力，重物的拉力是阻力F2；动力臂l1是轮直径、阻力臂l2是轮半径。
用平衡力的知识研究动滑轮的特点
图中滑轮为定滑轮。胖子对绳子的拉力与物体的重力大小相等，且胖子重力大于物体重力，因此胖子可将物体通过定滑轮吊到二楼。而瘦子对绳子的拉力小于物体的重力，且瘦子的重力小于物体的重力，因此瘦子被吊到二楼。
这个故事中使用的是什么滑轮？为什么瘦子会被吊起来？
瘦子用什么办法能在地面上把这袋大米拉上去？
不省力，能改变力的方向
动力臂是阻力臂二倍的杠杆
能省力，不能改变力的方向
我们知道：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？
把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。
由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合？这样的组合各有什么特点？
①绳端的固定点不同：甲固定在动滑轮的轴上，乙固定在定滑轮的轴上。②拉力的方向不同：甲通过动滑轮向上，乙通过定滑轮向下。
如图甲、乙所示的两个滑轮组，这两个滑轮组有什么不同？
用如图甲、乙所示的滑轮组把重力为G的物体提高h，在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时，所用拉力F各是多大？拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么关系？
使用该滑轮组省力费距离。
图中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走，所以拉力移动的距离为s=3h.
分析动滑轮受力可知，四个力平衡：F1+F2+F=G物
∵同一根绳子上的力相等：F1=F2=F
拉力移动的距离：s=3h
分析甲滑轮组的省力与费距离的情况
图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，所以拉力移动的距离为2h.
图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重，因为同一根绳子上的力相等，所以拉力的大小：F=1/2G
拉力移动的距离：s=2h
分析乙滑轮组的省力与费距离的情况
利用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组，可以怎样绕绳子呢？有几种方法？
动滑轮受力分析：F1+F2+ F3+ F4 =G
同一根绳子上的力相等：F1=F2= F3=F4 = F
同一根绳子上的力相等：F1=F2= F3=F4 = F5= F
动滑轮受力分析：F1+F2+ F3+ F4 + F5=G
在不计绳重，动滑轮重和摩擦，用一根绳子组装的滑轮组时，拉力F大小和绳子自由端移动的距离s与动滑轮相连的绳子段数n有关。
例：分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　）
由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。
根据杠杆的平衡条件F1l1 = F2l2 得
当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。
当动力作用在轴上时，轮轴是一个费力杠杆，但省距离。
轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。如图：轮轴作为杠杆的支点在轴心0，轮半径R是动力臂，轴半径r是阻力臂。
斜面是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
根据功的原理，若不计斜面和物体间的摩擦力，则有： Gh=FL
如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一。所以斜面是一种省力的简单机械。
如图所示：把重为G的物体，沿着长为L，高为h的斜面，用大小为F的力推上去的过程中：
螺旋可以看做是绕在圆柱上的斜面。
螺丝钉较容易被旋进木板，螺旋千斤顶能轻松把汽车顶起来，都是利用斜面的原理。除了省力，还可以将旋转运动与沿轴向运动进行互相转化。
1.小刚站在地面上想要缓慢提升重物，在图中画出一种可行的细绳绕系方案。
2.在图中用线代表绳子，将三个滑轮连成省力的滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起，且绕线符合图中要求。
3.用如图所示的滑轮将重3 N的物体A匀速提升10 cm，如果动滑轮的重为1 N，忽略摩擦，则下列说法正确的是（　　）A. 拉力F=1.5 N B. 拉力F=2 NC. 绳子向上移动的距离为10 cm D. 绳子向上移动的距离为5 cm
4.分别用图中所示的装置甲和乙把同一重物吊到同一高度时（　　）A．用装置甲吊起重物比用装置乙省力B．用装置乙吊起重物比用装置甲省力C．用装置甲或装置乙吊起重物所用拉力相同D．用装置乙吊起重物，动力移动的距离比用装置甲小
5.工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，求：（1）动滑轮的重力；（2）钢绳自由端移动的距离；（3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力。