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    人教版八年级下册物理12.2滑轮(导学案)(解析版)
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    初中物理人教版八年级下册12.2 滑轮学案及答案

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    这是一份初中物理人教版八年级下册12.2 滑轮学案及答案,共10页。学案主要包含了学习目标,学习重点,学习难点,自主预习,合作探究,精讲点拨,归纳整理,当堂练习等内容,欢迎下载使用。

    【学习目标】
    1.认识定滑轮和动滑轮。
    2.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点及作用。
    3.会根据要求使用和组装滑轮组。正确判断滑轮组的省力情况
    【学习重点】:定滑轮、动滑轮的本质、特点及其作用。
    【学习难点】:滑轮组的装配及省力情况。
    【自主预习】
    1.使用时,滑轮的轴固定不动的滑轮,叫定滑轮; 使用时,滑轮的轴与物体一起运动的滑轮叫动滑轮。
    2.使用定滑轮的好处是改变力的方向, 但不能 省力 ,也不能省距离。定滑轮实质是等臂杠杆。
    3.使用动滑轮的好处是省力,缺点是不改变力的方向,且费距离。动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
    4. 使用滑轮组的特点是:使用滑轮组既能 省力又能改变力的方向 ,且有几段绳子吊着动滑轮,拉绳子所用的力就是物重的 几分之一 。若承担物重的绳子股数为n,不考虑动滑轮重和摩擦,则拉力F与物重G之间的关系为(如果考虑动滑轮自重为G动,则该关系为),绳子自由端移动的距离s和重物提升的高度h之间的关系为 s = nh.。
    5.使用轮轴和斜面时,省了力费了距离,是属于省力机械。
    【合作探究】
    探究一:认识滑轮
    1.滑轮是一个周边有槽,能绕轴转动的小轮。

    2.滑轮有两种基本的使用方法:定滑轮和动滑轮
    探究二:定滑轮
    1.定滑轮:使用滑轮时,轴固定不动的滑轮。

    定滑轮 旗杆顶的定滑轮
    2.使用滑轮时,有什么特点?
    (1)力的关系:绳子自由端的拉力F等于物体的重力,不省力。但能改变对物体拉力的方向。
    (2) 绳端移动距离S与物体上升高度h的关系:S=h,也不省距离。
    3.定滑轮的实质:
    定滑轮的实质是等臂杠杆:支点在轴心O处;拉力F1是动力,重物的拉力是阻力F2;两个力臂L1、L2都等于轮半径。
    根据杠杆的平衡条件:F1.L1=F2.L2
    L1= L2 ; F1=F2 = G (不计摩擦)
    定滑轮是等臂杠杆,所以使用定滑轮,无论拉力方向怎么样,F=G
    绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h相等:S绳=h物
    探究三:动滑轮
    还可以像下图所示,使用滑轮把物体提到高处。
    1.动滑轮:使用滑轮时,物体和滑轮一起被提高。

    动滑轮 电动起重机的动滑轮
    2.使用动滑轮时,有什么特点?
    (1)使用动滑轮能省一半的力:F=1/2 G。但不能改变力的方向.
    (2)绳端移动距离S=2h。
    能省一半的力,但要多移动一倍的距离,且不能改变动力的方向。
    3. 动滑轮时实质:
    动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆:
    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、动力臂L2是轮半径。
    根据杠杆的平衡条件:F1.L1=F2.L2
    L1= 2L2 ; F1=F2 =1/2 G (不计摩擦和动滑轮重)
    绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h:S绳=2h物
    探究四:滑轮阻
    1.滑轮组:将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。
    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?
    2.滑轮的组合
    n:承担重的绳子段数. S:绳子末端移动的距离.
    在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时:

    使用滑轮组省了力,但是费距离。
    3.使用滑轮组的特点:
    (1)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:不计动滑轮重、绳重和摩擦:F=G/n
    不计绳重和摩擦但考虑滑轮重:F=(G物+G动滑轮)/n (不计滑轮摩擦)
    (2)拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍,即: s = nh.
    (3)绳子自由端的速度与被物体的速度的关系:V绳=n.V物
    探究五:轮轴和斜面
    1.轮轴
    (1)轮轴: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。
    (2)轮轴的实质:轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆.
    如图所示: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阻力臂.
    (3)轮轴的原理:根据杠杆的平衡条件得:F1· R = G · r
    因为: R >r 所以:F1当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离。
    2.斜面
    (1)斜面:是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
    (2)使用斜面可以省力。
    通过斜面将一个大箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬到车厢省劲多了斜面可以省力。

    徒手搬运 利用斜面搬运
    (3)斜面的原理
    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:
    根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦: Gh=FL F=Gh/L
    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。斜面是一种省力的机械。

    斜面的分析 盘山公路
    【精讲点拨】
    1.使用滑轮组的特点:
    (1)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:
    不计动滑轮重、绳重和摩擦:
    不计绳重和摩擦但考虑滑轮重:
    (2)拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍,即: s = nh.
    (3)绳子自由端的速度与被物体的速度的关系:V绳=n.V物
    2.滑轮组的组装
    (1)确定绳子的段数
    (2)滑轮组的绕绳方法
    当承重绳子的段数n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;
    当承重绳子的段数n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上;
    【归纳整理】
    【当堂练习】
    1.(2020十堰)下列各种机械中,不省力的机械是( )
    F
    s
    h
    A.钢丝钳 B.动滑轮 C.旗杆顶定滑轮 D.斜面
    【答案】C
    【解析】A.钢丝钳属于省力杠杆,故A不符合题意;
    B.理想动滑轮可以省一半力,故B不符合题意;
    C.定滑轮可以改变力的方向,但不省力,故C符合题意;
    D.斜面属于省力机械,故D不符合题意。故选C。
    2.(2020烟台)我国古代劳动人民用智慧创造出很多实用工具,如图所示的四个场景中所用工具 属于费力杠杆的是( )
    【答案】C
    【解析】A选项中,推石磨转动,属于轮轴。轮半径大于轴半径。所以属于省力的简单机械。
    B选项中按压杠作为杠杆的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
    C选项中,踩踏板舂米,脚踩的动力臂小于阻力臂,时费力杠杆,故选C。
    D选项中,拉木棒搬石头,是省力杠杆。
    3.(2020巴中)如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误的是( )
    A. B. C. D.
    【答案】C
    【解析】A选项中,两个力的力臂相等,根据杠杆的平衡条件:F1=G.所以,A选项是正确的;
    B选项中,滑轮组有3段绳子承担物体重力,因为不计机械自重和摩擦,所以。A选项是正确的;
    C选项中,机械中处于平衡状态,拉力F3=2G,所以C选项是错误的,应选C.
    D选项中,G.h=F.s,因为直角三角形300角对的直角边是斜边的一半,所以。故D选项正确。
    4.(2020东莞)在有着“世界工厂”之称的东莞,车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度,下列关于这个滑轮组工作的说法中,正确的是( )
    A.绳子自由端被拉下了10m B.这个滑轮组能省距离
    C.这个滑轮组能省力 D.这个滑轮组能省功
    【答案】C
    【解析】A选项中,滑轮组有2段绳子承担重,h=2m时,绳子自由端被拉下了s=4m,所以A选项是错误的;
    B选项中,这个滑轮组有2段绳子承担重,所以能省力,但是费距离。所以B选项是错误的;
    C选项中, 这个滑轮组有2段绳子承担重.动力,所以能省力。所以C选项是正确的。应选C;
    D选项中,任何机械都不省功。所以D选项是错误的
    5.(2020眉山)如图所示,不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力,在水平拉力F的作用下,物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动,弹簧秤的示数为20N,以下正确的是( )
    ①M受到地面的摩擦力为20N
    ②M受到地面摩擦力水平向左
    ③拉力F的功率为8W
    ④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
    A.①④B.①②C.①③D.②④
    【答案】A
    【解析】解:①②弹簧秤的示数为20N,即绳子对弹簧秤的拉力为20N,因同一根绳子各处的拉力大小相同,所以绳子对物体M的拉力也为20N;
    物体M向左匀速直线运动,其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,所以M受到地面的摩擦力f=F拉=20N,方向与物体运动方向相反,即水平向右;故①正确,②错误;
    ③不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力,由图知,拉力F作用在动滑轮轴上,与右侧两段绳子的拉力平衡,
    则拉力F的大小为:F=2F示=2×20N=40N;
    由图知,n=2,且拉力F作用在动滑轮轴上,费力但省一半的距离,则拉力端移动的速度是物体移动速度的,故拉力端移动的速度:v拉力端=v=×0.2m/s=0.1m/s;
    拉力F的功率为:P=Fv拉力端=40N×0.1m/s=4W,故③错误;
    ④M受到的重力与地面对M的支持力大小相同、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上,所以二力是一对平衡力,故④正确;综上可知,只有①④正确。故选:A。
    6.(2020绍兴)如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是( )
    A B C D
    【答案】D
    【解析】(1)在AC两图中,钩码挂在拉环上(即左边测力计倒置使用),因为弹簧测力计本身有重力,所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和,则不能直接显示出钩码的重力大小,故AC错误;
    (2)在BD两图中,钩码挂在挂钩上(即左边测力计正常使用),所以能直接显示出钩码的重力大小;
    ①B图中,右边的测力计倒置使用,此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和,而左边测力计的示数等于钩码的重力,所以两边测力计的示数不相等,不能得出正确结论,故B错误;
    ②设两测力计的重力均为G,由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子,则绳子的拉力为F=G1+G;
    D图中,左边测力计的示数为:F左=G1;手拉右边测力计的挂钩,由力的平衡条件可得,右边测力计的示数(即测力计受到向下的拉力):F右=F-G=G1+G-G=G1;
    所以,F左=F右=G1,能得出正确结论,故D装置中能实现所有的要求;故选:D。
    7.(2020恩施)如图所示,有斜面长为l、高为h的斜坡和物块等器材,同学们一起探究使用斜面这种简单机械是否省功,应测量的数值有物块重G、斜面高h、______和斜面长l。
    【答案】弹簧测力计对物块的拉力F
    【解析】探究使用斜面这种简单机械是否省功,我们需要知道物体做的有用功、总功;根据做功条件可知做有用功需要知道物体的重力F、斜面高h,总功需要知道斜面长l、弹簧测力计对物块的拉力F。
    8.(2020凉山)如图所示,某人站立在地面上用滑轮组将物体A匀速向上拉起,请在图中用笔画线代替绳子画出所用滑轮组绳子绕法。
    【答案】
    【解析】因为是人站在地面上用滑轮组提升重物,所以由2段绳子承担物重,应从定滑轮开始绕线,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;如图所示:
    9.(2020青岛)“研究定滑轮的特点”。
    (1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是__________和__________。
    (2)如图乙所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力的大小关系是__________。
    (3)旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮__________的特点。
    【答案】(1). 弹簧测力计对绳子末端的拉力; (2). 物体的重力; (3). F1=F2=F3 ; (4). 可以改变力的方向
    【解析】(1)[1][2]在研究使用定滑轮是否省力时,我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小;用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。
    (2)[3]图乙的装置是一个定滑轮,定滑轮工作的特点既不省力也不费距,所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,三个力的大小相等,即:F1=F2=F3
    (3)[4]虽然既不省力也不费距,但是定滑轮可以改变力的方向,所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。
    10.(2020衡阳)如图所示,用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m,绳子自由端所用的拉力F为6N.求:
    (1)绳子自由端移动的速度。
    (2)拉力F做的功。
    【答案】(1)0.08m/s (2)2.4J
    【解析】解:
    (1)由图知,n=2,当物体升高0.2m时,绳子的自由端移动距离s=2h=2×0.2m=0.4m,
    绳子自由端移动的速度:v===0.08m/s;
    (2)拉力F做的功:W=Fs=6N×0.4m=2.4J。
    答:(1)绳子自由端移动的速度为0.08m/s;
    (2)拉力F做的功为2.4J。
    【课后反思】本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些不足,有什么体会。
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