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9.2滑輪課件(共47張PPT)2024-2025學(xué)年北師大八年級(jí)物理下冊(cè)

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9.2滑輪課件(共47張PPT)2024-2025學(xué)年北師大八年級(jí)物理下冊(cè)

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(共47張PPT)
第二節(jié) 滑輪
第九章 機(jī)械和功
逐點(diǎn)
導(dǎo)講練
課堂小結(jié)
作業(yè)提升
學(xué)習(xí)目標(biāo)
課時(shí)講解
1
課時(shí)流程
2
滑輪的種類
定滑輪
動(dòng)滑輪
滑輪組
知識(shí)點(diǎn)
知1-講
感悟新知
1
滑輪的種類
1. 滑輪 用繩索或鏈條繞過具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的圓輪。
2. 滑輪的種類:
(1)定滑輪:如圖1 甲,使用滑輪時(shí),其軸固定不動(dòng)的滑輪。
(2)動(dòng)滑輪:如圖1 乙,使用滑輪時(shí),其軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪。
知1-講
感悟新知
3. 滑輪組 如圖1 丙,定滑輪和動(dòng)滑輪的組合裝置。
知1-講
感悟新知
方法點(diǎn)撥
化靜為動(dòng)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(dòng),判斷滑輪的種類。
感悟新知
知1-練
如圖2,是手搖晾衣架的示意圖。其中定滑輪是___________、動(dòng)滑輪是_______。(均填對(duì)應(yīng)的字母)
例 1
B、C、E、F
A、D
感悟新知
知1-練
解題秘方:根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)軸是否隨物體一起運(yùn)動(dòng)來判斷。
解析:在搖動(dòng)手柄時(shí),B、C、E、F 滑輪的軸固定不動(dòng),故B、C、E、F 是定滑輪,A、D 滑輪的軸隨晾衣架一起運(yùn)動(dòng),故A、D 是動(dòng)滑輪。
感悟新知
知1-練
1. 下列事例中,沒有用到定滑輪的是( )
C
感悟新知
知2-講
知識(shí)點(diǎn)
定滑輪
2
1. 探究定滑輪工作時(shí)的特點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)裝置及探究過程 如圖3,圖乙中兩線之間的間距均為h。
感悟新知
知2-講
① 如圖甲所示,將一個(gè)鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,讀出彈簧測(cè)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拉同樣的鉤碼,讀出彈簧測(cè)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(dòng)的方向和距離。
③ 改變鉤碼個(gè)數(shù),重復(fù)①②步驟。
感悟新知
知2-講
(2)數(shù)據(jù)記錄
實(shí)驗(yàn) 序號(hào) 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(dòng)距離 大小 方向 作用點(diǎn)移
動(dòng)距離
1 1 N 豎直向上 h 1 N 豎直向下 h
2 2 N 豎直向上 2h 2 N 豎直向下 2h
3 3 N 豎直向上 1.5h 3 N 豎直向下 1.5h
感悟新知
知2-講
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論 使用定滑輪不能省力,也不能省距離,但可以改變力的方向。
感悟新知
知2-講
2. 定滑輪的特點(diǎn)
工作情況 杠桿示意圖 實(shí)質(zhì) 特點(diǎn)
定滑輪 工作時(shí)軸心固定不動(dòng) 是等臂杠桿,即L1=L2 不省力,也不省距離,可以改變力的方向
感悟新知
知2-講
思路點(diǎn)撥
構(gòu)建模型探究定滑輪工作的特點(diǎn):
忽略定滑輪的材料、形狀等因素,抓住定滑輪在動(dòng)力、阻力的作用下,繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn),確定定滑輪實(shí)質(zhì)是杠桿。
在確定杠桿的動(dòng)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特點(diǎn)。
感悟新知
知2-講
知識(shí)圖解
定滑輪中,物體與繩子連接,使用時(shí),物體上升的高度h與繩子末端通過的距離s相等,如圖4所示。
感悟新知
知2-練
[中考·天津] 高高的旗桿矗立在操場(chǎng)上。旗手緩緩向下拉繩子,旗子就會(huì)徐徐上升。這是因?yàn)槠鞐U頂部有一個(gè)滑輪,關(guān)于該滑輪的說法正確的是( )
A. 它是動(dòng)滑輪 B. 利用它可以省力
C. 利用它可以省距離 D. 利用它可以改變力的方向
例2
感悟新知
知2-練
解題秘方:根據(jù)定滑輪的定義及特點(diǎn)進(jìn)行分析求解。
解析:旗桿頂部滑輪的軸固定不動(dòng),是一個(gè)定滑輪。升旗儀式上,旗手緩緩向下拉動(dòng)繩子,旗子就會(huì)徐徐上升,這是因?yàn)橛枚ɑ喛梢愿淖兞Φ姆较颉6ɑ啿皇×σ膊皇【嚯x。
答案: D
感悟新知
知2-練
2. [中考·云南] 如圖所示,美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的工地上,工人使用一個(gè)______(填“定”或“動(dòng)”)滑輪勻速提升重300 N的建筑材料(不計(jì)繩重和摩擦),則人的拉力為______N。

300
感悟新知
知3-講
知識(shí)點(diǎn)
動(dòng)滑輪
3
1. 探究動(dòng)滑輪工作時(shí)的特點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)裝置及探究過程:如圖5,圖乙中兩線之間的間隔均為h。
感悟新知
知3-講
① 如圖甲所示,將一個(gè)鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(鉤碼的重力)。
② 如圖乙所示,通過動(dòng)滑輪勻速豎直向上拉同樣的鉤碼,讀出彈簧測(cè)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(dòng)的方向和距離。
③ 改變鉤碼個(gè)數(shù),重復(fù)①②步驟。
感悟新知
知3-講
(2)數(shù)據(jù)記錄
實(shí)驗(yàn) 序號(hào) 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(dòng)距離 大小 方向 作用點(diǎn)移
動(dòng)距離
1 1 N 豎直向上 h 0.6 N 豎直向上 2h
2 2 N 豎直向上 2h 1.1 N 豎直向上 4h
3 3 N 豎直向上 1.5h 1.6N 豎直向上 3h
感悟新知
知3-講
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
① 不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦的情況下,使用動(dòng)滑輪時(shí)的拉力F,等于直接提升物體的拉力F′的一半,即F=F ′。
② 使用動(dòng)滑輪費(fèi)距離。
③ 使用動(dòng)滑輪不能改變力的方向。
感悟新知
知3-講
2. 動(dòng)滑輪的特點(diǎn)
工作情況 杠桿示意圖 實(shí)質(zhì) 特點(diǎn)
動(dòng)滑輪 工作時(shí)軸心隨物體一起移動(dòng) 是省力杠桿,動(dòng)力臂是阻力臂的2 倍,即L1=2L2 可以省一半的力,但費(fèi)一半的距離,不能改變力的方向
感悟新知
知3-講
知識(shí)圖解
動(dòng)滑輪中,物體與動(dòng)滑輪軸心連接,使用時(shí),物體上升的高度h與動(dòng)滑輪上升高度相同,是繩子末端通過的距離s的一半,即s=2h,如圖 6所示。
知識(shí)圖解
動(dòng)滑輪中,物體與動(dòng)滑輪軸心連接,使用時(shí),物體上升的高度h與動(dòng)滑輪上升高度相同,是繩子末端通過的距離s的一半,即s=2h,如圖 6所示。
感悟新知
知3-講
深度理解
受繩重以及摩擦等因素的影響,實(shí)際使用動(dòng)滑輪的過程中,拉繩子的力要大于物體和動(dòng)滑輪總重力的一半。
感悟新知
知3-講
易錯(cuò)提醒
利用動(dòng)滑輪提升重物時(shí),只有當(dāng)拉力沿豎直方向時(shí),動(dòng)滑輪才是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿。如圖7 所示,當(dāng)分別沿F1、F2、F3 的方向拉繩子時(shí),三力的力臂關(guān)系L1>L2>L3。
感悟新知
知3-練
如圖8 所示,利用輕質(zhì)______(填“定”或“動(dòng)”)滑輪A 勻速提升重物G。當(dāng)重物勻速上升的速度為1 m/s時(shí),拉力為10 N,不計(jì)繩重及摩擦,則重物所受的重力為 ______N,繩子自由端移動(dòng)速度為______m/s。
例 1
動(dòng)
20
2
感悟新知
知3-練
解題秘方:根據(jù)動(dòng)滑輪的定義及特點(diǎn)進(jìn)行分析求解。
解析:由圖可知,滑輪A 的軸隨重物一起運(yùn)動(dòng),故滑輪A是動(dòng)滑輪;輕質(zhì)滑輪重力不計(jì),不計(jì)繩重及摩擦,根據(jù)F=G可知,G=2 F=2×10 N=20 N;繩子自由端移動(dòng)的速度為重物移動(dòng)速度的2 倍,當(dāng)重物勻速上升的速度為1 m /s 時(shí),繩子自由端移動(dòng)的速度為2 m /s。
感悟新知
知3-練
3. 工人用輕質(zhì)動(dòng)滑輪勻速提升重物,這樣做( )
A. 省力,不改變施力的方向
B. 不省力,改變施力的方向
C. 既省力,也改變施力的方向
D. 既不省力,也不改變施力的方向
A
知識(shí)點(diǎn)
滑輪組
知4-講
感悟新知
4
1. 特點(diǎn) 既可以省力,又可以改變力的方向。
知4-講
感悟新知
2. 承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)n
(1)n 等于與動(dòng)滑輪相連的繩子的段數(shù),可以利用隔離法判斷n的數(shù)值:如圖9所示在動(dòng)滑輪和定滑輪之間畫一條虛線,將兩者隔離開,數(shù)出與動(dòng)滑輪相連的繩子的段數(shù)就可以得到n 的大小。
(2)n 和動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)的關(guān)系:n 為動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)的2 倍或動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)的2 倍加1。
知4-講
感悟新知
無論是定滑輪、動(dòng)滑輪,還是滑輪組,只要是同一根繩子,不管繩子有多長(zhǎng),也不管繩子繞過多少滑輪,繩子上的力總是相等的。
知4-講
感悟新知
思維拓展
如圖10所示,用力F 拉著物體勻速向左運(yùn)動(dòng),此時(shí)克服的阻力是物體受到的摩擦力f,則有F=(理想情況)、s拉力=3s物。
知4-講
感悟新知
3. 省力情況 使用滑輪組時(shí),若與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為n:
(1)不計(jì)摩擦、繩重和動(dòng)滑輪重:提起物體所用的力就是物重的n 分之一,即F= 。
(2)不計(jì)摩擦和繩重:提起物體所用的力就是物重和動(dòng)滑輪重的n 分之一,即F= 。
知4-講
感悟新知
4. 費(fèi)距離情況 使用滑輪組勻速提升重物時(shí),若與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為n,則繩子自由端移動(dòng)的距離s 就是物體上升高度h 的n 倍,即s= nh。
可見繩子自由端移動(dòng)速度v和物體移動(dòng)速度v物之間的關(guān)系:v=nv物。
知4-講
感悟新知
深度思考 滑輪組的繞線有什么規(guī)律?
深度理解
滑輪組的繞線規(guī)律:
當(dāng)n為動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)的2 倍時(shí),n為偶數(shù),繩子起始端系在定滑輪的鉤子上;當(dāng)n為動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)的2倍加1 時(shí),n為奇數(shù),繩子起始端系在動(dòng)滑輪的鉤子上;概括為“奇動(dòng)偶定”。
感悟新知
知4-練
如圖11 所示, 用四個(gè)滑輪組分別勻速提升重力均為G 的物體, 若不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦,下列關(guān)系式正確的是( )
A. 3F1= G B. 3F2 = G C. F3 =2 G D. F4 =2 G
例4
知4-練
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解題秘方:解決本題應(yīng)掌握兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一是利用好不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦?xí)r,拉力和物重的關(guān)系F=G;二是承擔(dān)物重的繩子股數(shù)的確定(直接從動(dòng)滑輪上引出的繩子股數(shù))。
解析:不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦,A 選項(xiàng)中的滑輪組,由2段繩子承擔(dān)物體的重,所以拉力F1=G,即2 F1= G;
知4-練
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B 選項(xiàng)中的滑輪組,由3 段繩子承擔(dān)物體的重,所以拉力F2=G,即3F2= G;C 選項(xiàng)中的滑輪組,使用的是2 個(gè)定滑輪,所以拉力F3= G;D 選項(xiàng)中的滑輪組,由2 段繩子承擔(dān)物體的重,所以拉力F4 =G,即2F4 = G。
答案:B
知4-練
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4. 如圖所示,重30 N 的物體A 在水平拉力F 的作用下,在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體A所受的滑動(dòng)摩擦力是物重的0.2,物體A 在2 s內(nèi)前進(jìn)了0.2 m,若不計(jì)滑輪重、繩重及滑輪摩擦,拉力F 為______N,繩子自由端移動(dòng)的速度為______ m/s。
3
0.2
知4-練
感悟新知
易錯(cuò)點(diǎn)1 使用定滑輪時(shí),拉力方向?qū)Υ笮〉挠绊?br/>例5 [ 中考·自貢] 如圖12 所示,用一根繩子繞過定滑輪,一端拴在鉤碼上,手執(zhí)另一端,分別用力F1、F2、F3 勻速拉起鉤碼。忽略繩重、繩子與滑輪
的摩擦,下列說法正確的是( )
A. F1、F2、F3 的大小相等 B. F1 最大
C. F2 最大 D. F3 最大
知4-練
感悟新知
解析:定滑輪相當(dāng)于以軸心為支點(diǎn)的杠桿。使用定滑輪時(shí),阻力臂為滑輪的半徑;當(dāng)F1、F2、F3 的方向改變時(shí),動(dòng)力臂不變,均為滑輪的半徑,由杠桿的平衡條件知,三個(gè)拉力大小相等,都等于鉤碼的重力。
答案:A
知4-練
感悟新知
診誤區(qū):
定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)以軸心為支點(diǎn)的等臂杠桿,拉力方向改變,拉力大小不變(不計(jì)摩擦和繩重)
知4-練
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易錯(cuò)點(diǎn)2 使用動(dòng)滑輪時(shí),拉力的方向?qū)Υ笮〉挠绊?br/>例6 如圖13 所示,分別用力F1、F2、F3 勻速
提升同一重物。忽略繩重、繩子與滑輪
的摩擦,下列說法中正確的是( )
A. F1>F2>F3 B. F3>F2>F1
C. F1=F2=F3 D. F2>F1>F3
知4-練
感悟新知
解析:如圖14 所示,動(dòng)滑輪相當(dāng)于以O(shè) 點(diǎn)為支點(diǎn)的杠桿,使用動(dòng)滑輪勻速提升同一重物時(shí),阻力臂為滑輪的半徑;當(dāng)沿F1、F2、F3 的方向拉繩子時(shí),三力的力臂L1>L2>L3,由杠桿的平衡條件知F3>F 2>F1。
答案:B
知4-練
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方法技巧
利用動(dòng)滑輪提升重物,只有當(dāng)拉力沿豎直方向時(shí),動(dòng)滑輪才是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿。若拉力方向改變,則拉力的大小也會(huì)發(fā)生改變。
課堂小結(jié)
滑輪
滑輪
定滑輪
改變力的方向
動(dòng)滑輪
滑輪組
省力

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