12.3滑 輪 課件 (共48張) 2024-2025學(xué)年度人教版物理八年級下冊VIP

第3節(jié)滑輪第十二章簡單機(jī)械知識點(diǎn)定滑輪和動滑輪知1－講感悟新知11.滑輪(1)定義：如圖1所示，周邊有槽、能繞軸自由轉(zhuǎn)動的輪子。知1－講感悟新知方法點(diǎn)撥化靜為動判斷滑輪種類：為了確定滑輪的種類，需要假設(shè)滑輪正在被使用，然后根據(jù)其軸是否隨物體一起運(yùn)動，判斷滑輪的種類。知1－講感悟新知(2)分類①定滑輪：如圖2甲所示，使用時(shí)，其軸固定不動的滑輪。②動滑輪：如圖2乙所示，使用時(shí)，其軸隨物體一起運(yùn)動的滑輪。知1－講感悟新知2.研究定滑輪的特點(diǎn)(1)實(shí)驗(yàn)裝置及研究過程：圖3乙中相鄰兩線之間的間距均為h。知1－講感悟新知①如圖3甲所示，將一個(gè)鉤碼掛在彈簧測力計(jì)下，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)(鉤碼的重力)。②如圖乙所示，通過定滑輪勻速豎直向上提升同樣的鉤碼，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)，記錄鉤碼上拉力的作用點(diǎn)和繩子自由端拉力的作用點(diǎn)移動的方向和距離。③改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)①②步驟。知1－講感悟新知(2)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)序號提升鉤碼的拉力F′繩子自由端的拉力F大小方向作用點(diǎn)移動距離大小方向作用點(diǎn)移動距離11N豎直向上h1N豎直向下h22N豎直向上2h2N豎直向下2h33N豎直向上1.5h3N豎直向下1.5h知1－講感悟新知(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①使用定滑輪不省力：使用定滑輪時(shí)的拉力，與直接提升物體的拉力的大小相等。②使用定滑輪不省距離：使用定滑輪時(shí)拉力的作用點(diǎn)移動的距離，與直接提升物體時(shí)拉力的作用點(diǎn)移動的距離相等。③使用定滑輪可以改變力的方向：使用定滑輪時(shí)拉力的方向，與直接提升物體時(shí)拉力的方向不同。知1－講感悟新知思路點(diǎn)撥確定研究對象：直接提升物體時(shí)，拉力為F′，用定滑輪提升物體時(shí)，拉力為F。我們研究的是使用定滑輪時(shí)拉力F

和不使用定滑輪時(shí)拉力F′的關(guān)系。確定研究對象后，結(jié)合力的三要素，研究兩者之間關(guān)系。知1－講感悟新知拓展延伸定滑輪特點(diǎn)的應(yīng)用：在探究共線力的合成、二力平衡的條件時(shí)，通過定滑輪，把物體向下的重力轉(zhuǎn)化為水平方向的拉力，改變了力的方向。知1－講感悟新知3.研究動滑輪的特點(diǎn)(1)實(shí)驗(yàn)裝置及研究過程：圖4乙中相鄰兩線之間的間隔均為h。知1－講感悟新知①如圖4甲所示，將一個(gè)鉤碼掛在彈簧測力計(jì)下，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)(鉤碼的重力)。②如圖乙所示，通過動滑輪勻速豎直向上提升同樣的鉤碼，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)，記錄鉤碼上拉力的作用點(diǎn)和繩子自由端拉力的作用點(diǎn)移動的方向和距離。③改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)①②步驟。知1－講感悟新知(2)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)序號提升鉤碼的拉力F′繩子自由端的拉力F大小方向作用點(diǎn)移動距離大小方向作用點(diǎn)移動距離11N豎直向上h0.6N豎直向下2h22N豎直向上2h1.1N豎直向下4h33N豎直向上1.5h1.6N豎直向下3h知1－講感悟新知(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①使用動滑輪可以省力：不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦的情況下，使用動滑輪時(shí)的拉力，等于直接提升物體的拉力的一半。②使用動滑輪費(fèi)距離：使用動滑輪時(shí)拉力的作用點(diǎn)移動距離等于直接提升物體時(shí)拉力的作用點(diǎn)移動距離的兩倍。③使用動滑輪不能改變力的方向：使用動滑輪時(shí)拉力的方向，與直接提升物體時(shí)拉力的方向相同。知1－講感悟新知規(guī)律總結(jié)使用動滑輪能夠省力的前提條件：(1)滑輪重、繩重及各種摩擦力都較小。(2)拉力方向與物體移動方向平行。如果動滑輪的重力很大或拉力方向與物體移動方向夾角很大，使用動滑輪有可能費(fèi)力。知1－講感悟新知4.滑輪的實(shí)質(zhì)(1)定滑輪的實(shí)質(zhì)(圖6)l1

與l2

是定滑輪對應(yīng)圓的半徑→l1=l2→定滑輪是等臂杠桿。知1－講感悟新知(2)動滑輪的實(shí)質(zhì)(圖7)l1、l2

分別為動滑輪對應(yīng)圓的直徑和半徑→l1=2l2

→動滑輪相當(dāng)于動力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。知1－講感悟新知

知1－講感悟新知思想方法建構(gòu)模型探究定滑輪工作的實(shí)質(zhì)：忽略定滑輪的形狀等因素，抓住定滑輪在力的作用下，繞固定點(diǎn)O

轉(zhuǎn)動的特點(diǎn)，確定定滑輪的實(shí)質(zhì)是杠桿。在確定杠桿的動力臂和阻力臂大小的基礎(chǔ)上，結(jié)合杠桿的平衡條件，判斷定滑輪所屬的杠桿種類，從而確定定滑輪的工作實(shí)質(zhì)。感悟新知知1－練[揚(yáng)州期末]工人用相同的輕質(zhì)滑輪以圖9甲、乙所示的兩種方式把同一重物豎直勻速提升相同高度，忽略繩重、摩擦和空氣阻力，則下列說法正確的是()A.圖甲中滑輪為動滑輪B.圖甲中工人所用拉力小于圖乙中工人所用拉力C.圖甲中繩端移動距離比圖乙中繩端移動距離小D.圖甲中沒有改變用力的方向例1感悟新知知1－練解題秘方：根據(jù)兩種滑輪的定義和特點(diǎn)采用假設(shè)法和特殊值法進(jìn)行解答。解析：假設(shè)滑輪正在被使用，化靜為動判斷其軸是否隨重物一起運(yùn)動，圖甲中滑輪的軸固定不動，為定滑輪，故A錯誤；感悟新知知1－練

答案：C感悟新知知1－練1.某同學(xué)探究動滑輪的特點(diǎn)，進(jìn)行了正確操作后，將得到的數(shù)據(jù)記錄在表格中，分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與“使用動滑輪能省一半力”的結(jié)論不符，面對這一事實(shí)，實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G拉力F11.0N0.65N21.5N0.90N32.0N1.15N感悟新知知1－練下列做法最不可取的是()A.實(shí)驗(yàn)失敗，停止實(shí)驗(yàn)B.查閱資料，了解結(jié)論的適用條件C.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件，重新實(shí)驗(yàn)D.與同學(xué)分析可能的原因A知識點(diǎn)滑輪組知2－講感悟新知2分析思考(圖10)知2－講感悟新知1.滑輪組定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置。2.滑輪組的工作特點(diǎn)(1)滑輪組的省力特點(diǎn)知2－講感悟新知

知2－講感悟新知

知2－講感悟新知(2)滑輪組的費(fèi)距離特點(diǎn)：無論是豎直提升物體，還是水平拉動物體，繩子自由端移動的距離s都是物體移動距離的n

倍(n

為與動滑輪相連的繩子股數(shù))。①豎直提升物體時(shí)，s=nh；②水平拉動物體時(shí)，s=ns物。知2－講感悟新知深度思考使用滑輪組提升物體時(shí)，施力的方向是否一定改變？深度理解由圖13可知，滑輪組可以改變施力的方向，也可以不改變施力的方向。知2－講感悟新知思維方法(1)運(yùn)用組合思維集中定、動滑輪優(yōu)點(diǎn)組合成滑輪組。組合思維是指把多項(xiàng)貌似不相關(guān)的事物通過想象加以連接，從而使之變成彼此不可分割的新的整體的一種思考方式。(2)在明白用滑輪組豎直提升物體時(shí)的工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用遷移思維理解用滑輪組水平拉動物體時(shí)的工作特點(diǎn)。知2－講感悟新知物理方法(1)用整體法受力分析研究滑輪組的省力特點(diǎn)。(2)隔離法求n：如圖13所示，在定滑輪和動滑輪之間畫一條虛線，將動滑輪和定滑輪隔離開，與動滑輪相連的繩子股數(shù)就是承擔(dān)物重和滑輪重的繩子股數(shù)n。感悟新知知2－練請?jiān)趫D14中用筆畫線代替繩子，畫出提升重物時(shí)最省力的繞繩方法。例2感悟新知知2－練解題秘方：利用嘗試法設(shè)計(jì)最省力的繞法：感悟新知知2－練解析：一根繩子有兩端，一端為固定端、一端為自由端；在組裝滑輪組時(shí)，固定端固定在滑輪的掛鉤上，自由端標(biāo)注箭頭及力的符號F；另外繩子必須繞緊，且不能重復(fù)繞繩。當(dāng)固定端固定在動滑輪的掛鉤上時(shí)，繞繩方式如圖15甲，有三股繩子與動滑輪相連；當(dāng)固定端固定在定滑輪的掛鉤上時(shí)，繞繩方式如圖乙，有四股繩子與動滑輪相連。綜上，圖乙繞法最省力。感悟新知知2－練解：如圖15乙所示。感悟新知知2－練2.[上海普陀區(qū)期末]如圖是利用滑輪組幫助汽車脫困的情景，請畫出使用該滑輪組時(shí)最省力的繩子繞法。解：如圖所示。知識點(diǎn)輪軸與斜面知3－講感悟新知31.輪軸(1)定義：由具有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成的簡單機(jī)械，如圖16甲所示(通常把大輪叫輪，小輪叫軸)。知3－講感悟新知(2)實(shí)質(zhì)：輪軸可以看成一個(gè)可連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿，支點(diǎn)在輪軸的軸線上，如圖乙所示，設(shè)輪半徑為R，軸半徑為r。知3－講感悟新知

知3－講感悟新知2.斜面(1)組成：如圖丙所示，將木板搭在車廂上就構(gòu)成了一個(gè)斜面。生活物理:騎自行車上坡時(shí)走“S”形線路更容易上坡，這是在重力G、坡高h(yuǎn)一定的情況下，通過增加斜面的長l達(dá)到更省力的效果。知3－講感悟新知

知3－講感悟新知誤區(qū)警示:不要誤認(rèn)為使用輪軸一定會省力，要看動力是作用在輪上還是作用在軸上。規(guī)律總結(jié):●杠桿、滑輪、輪軸和斜面都屬于簡單機(jī)械?！穹彩鞘×Φ臋C(jī)械都會費(fèi)距離。既省力又省距離的機(jī)械是不存在的。知3－講感悟新知

感悟新知知3－練[立德樹人傳統(tǒng)文化蘇州期末]如圖18甲是《天工開物》中記載的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)汲水裝置—轆轤，圖乙是它提水時(shí)的示意圖，為方便提水，應(yīng)按照______(填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿來設(shè)計(jì)，支點(diǎn)是______(填“A”“B”或“C”)

點(diǎn)。例3省力B感悟新知知3－練解題秘方：根據(jù)實(shí)物建構(gòu)模型，轆轤的實(shí)質(zhì)是輪軸(杠桿)。解析：轆轤的實(shí)質(zhì)是杠桿，動力作用在輪上C

點(diǎn)，阻力作用在軸上A

點(diǎn)，動力臂BC

大于阻力臂BA，根據(jù)F1R=F2r

可知可以省力；支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)