1、第12章 第2节滑轮滑轮学习目标学习目标1.1.能能识别定滑轮和识别定滑轮和动滑轮；动滑轮；2.2.通过通过实验实验，掌握定滑轮，掌握定滑轮和动滑轮的和动滑轮的特点特点，并并能根据需要能根据需要选择合适的滑轮解决实际选择合适的滑轮解决实际问题问题;3.3.通过对通过对滑轮组的学习，掌握安装滑轮组的方法滑轮组的学习，掌握安装滑轮组的方法，并并能根能根据安装情况分析拉力的大小与物重的据安装情况分析拉力的大小与物重的关系关系。【重点】定滑轮和动滑轮的特点。【难点】安装滑轮组的方法及根据情况分析滑轮组拉力的大小与物重的关系。新知导入新知导入你知道国旗是怎样升到旗杆顶上的吗？新知导入新知导入滑轮也是一种
2、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？滑轮有什么特点呢？其实国旗升到旗杆顶上是依靠旗杆上的滑轮。知识知识点点 定滑轮定滑轮和动滑轮和动滑轮1 1新知探究新知探究轴槽周边有槽，可绕中心轴转动的轮叫做滑轮。新知探究新知探究定滑轮定滑轮（1）定滑轮：使用滑轮时，其轴不随物体一起运动的滑轮叫定滑轮。定滑轮和动滑轮定滑轮和动滑轮新知探究新知探究（2）使用滑轮时，轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。电动起重机的动滑轮新知探究新知探究如图所示，大人利用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己吊了上去。想想看，为什么会出现这样的笑话？你能解释其中的道理吗？想想议议想想议议新知探究新知探究
3、而孩子对绳子的拉力小于重物的重力，且重物的重力大于孩子的重力，因此孩子被吊到二楼。图中滑轮为定滑轮，大人对绳子的拉力与重物的重力大小相等，且小于大人自身重力，因此大人可将重物通过定滑轮吊到二楼。新知探究新知探究典典例例1如图所示，利用动滑轮来工作的是（）轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮ABDCD新知探究新知探究1.提出问题（1）使用定滑轮、动滑轮是否省力（或更费力）？（2）使用定滑轮、动滑轮是否省了距离（或需要移动更大的距离）？（3）什么情况下使用定滑轮，什么情况下使用动滑轮？2.设计实验分别使用定滑轮、动滑轮缓缓提升同一物体，记录整个过程中用力大小、物体移动距离及动力移动的距离、动力的方向，
4、找出动滑轮和定滑轮的特点。实验：研究定滑轮和动滑轮的特点实验：研究定滑轮和动滑轮的特点新知探究新知探究用弹簧测力计直接测出钩码的重力。用弹簧测力计测量使用定滑轮所用拉力的大小。竖直向下匀速拉动弹簧测力计，观察重物移动的距离和拉力作用点移动的距离。探究定滑轮的特点新知探究新知探究实验结论：定滑轮不省力也不省距离，但能改变力的方向。新知探究新知探究定滑轮的实质：相当于一个能够连续转动的等臂杠杆。由杠杆平衡的条件：F1l1=F2l2即Fl1=Gl2所以F=G因为l1=l2定滑轮的实质新知探究新知探究用弹簧测力计直接测出钩码的重力；竖直向上匀速拉动弹簧测力计，记录弹簧测力计的示数，观察重物移动的距离和
5、拉力作用点移动的距离。探究动滑轮的特点新知探究新知探究实验结论：能省一半的力，但要费距离，且不能改变力的方向。新知探究新知探究1.在实验中，注意要使动滑轮两侧绳子平行或夹角很小。2.实验中应选用质量较小的动滑轮，使用重一些的钩码。因为较重的钩码能减小实验中摩擦力的影响，而且只有当钩码重力大于动滑轮重力时，才能得出动滑轮可以省力的结论。特别提醒！新知探究新知探究如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O，因此动力臂等于直径长度，阻力臂等于半径r，动力臂是阻力臂的两倍。动滑轮的实质：相当于一个动力臂等于阻力臂2倍的杠杆。动滑轮的实质新知探究新知探究F=(G物+G轮
6、)/2动滑轮两种常见情况的等量关系（设物体做匀速运动，忽略摩擦）动滑轮两种常见情况的等量关系（设物体做匀速运动，忽略摩擦）F=2G物+G轮如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（）A.省力，不改变施力方向B.不省力，改变施力方向C.既省力，也改变施力方向D.既不省力也不改变施力方向新知探究新知探究典典例例2A新知探究新知探究典典例例3如图所示，小明用重为4N的定滑轮匀速提升物体，小明所用拉力为10N。不计摩擦和绳重，则物体的重力为（）A.4N B.6N C.10N D.14NC2 2新知探究新知探究知识点知识点 滑轮组滑轮组定滑轮能改变力的方向，但不能省力动滑轮能省力，但不能改变力的方向能
7、否得到这样一种机械，既可以省力，又可以改变力的方向呢？新知探究新知探究定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。滑轮组的特点：_改变力的方向；_省力；_距离。能可以费新知探究新知探究在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，观察绕在动滑轮上的绳子段数。n=_2甲乙甲图中：乙图中：n=_3确定承担物重绳子段数确定承担物重绳子段数n的方法的方法新知探究新知探究若忽略动滑轮重和摩擦，则F=G物n1FG滑轮组的省力情况滑轮组的省力情况使用滑轮组时，忽略摩擦，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一，即动力F=(G物+G动)n1新知探究新知探究s指的是绳子自由端移动的距离；h是指物体
8、上升的高度；n表示承担物重的绳子的段数。图甲：滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍：s=nhs=2h图乙：s=3h滑轮组的费距离情况滑轮组的费距离情况新知探究新知探究（1）确定绳子的段数用n=或 n=来求，当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。GFsh（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；概括为“奇动偶定”。滑轮组的组装滑轮组的组装新知探究新知探究典典例例4用滑轮组提升重1000N的物体，绳子能够承受的最大拉力为400N，请在图中画出滑轮组绳子的绕法。（不计动
9、滑轮重、绳重和摩擦）解析：解析：（1）确定绳子的段）确定绳子的段数，用数，用“进一法进一法”处理处理小数位，小数位，G物Fn=2.5，故至少需要故至少需要3段绳子承担物重段绳子承担物重。1000N400N（2）根据）根据“奇动偶奇动偶定定”的原则的原则，绳子绳子起始端应起始端应系在动滑轮的挂钩上，然后再向系在动滑轮的挂钩上，然后再向定滑轮绕线。定滑轮绕线。知识点知识点 轮轴与斜面轮轴与斜面3 3新知探究新知探究门把手、方向盘等属于又一类简单机械轮轴。轻轻转动门把手，就可以把门锁打开司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽车转弯新知探究新知探究轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通
10、常把大轮叫轮，小轮叫轴。轮轴轮轴新知探究新知探究注意：轮轴不一定省力，关键看动力施加在轮上还是轴上。轮轴相当于一个可连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上。F1R=F2r新知探究新知探究斜面是一种能省力，却费距离的简单机械。斜面斜面新知探究新知探究光滑的斜面沿斜面向上的推力：l斜面高度一定时，斜面越长越省力F=Gh斜面的特点斜面的特点新知探究新知探究典典例例5轮轴不一定省力，关键看动力作用在轮上还是轴上下列说法错误的是（）A.使用轮轴既可以省力，又可以改变力的方向B.盘山公路实际上就是一个斜面C.动力作用在轮轴的轮上，轮的半径就是动力臂D.使用轮轴一定省力D课堂小结课堂小结滑轮滑轮定滑轮既能省力，
11、又能改变力的方向可以省力，但不能改变力的方向，实质是省力杠杆不省力，可以改变力的方向，实质是等臂杠杆滑轮组其他简单机械动滑轮轮轴与斜面课堂达标课堂达标1.如图所示为家庭手摇升降晾衣架结构图，当摇动手柄时，横梁可上升或下降，下列滑轮属于动滑轮的是（）DA.甲 B.乙 C.丙 D.丁课堂达标课堂达标2.(2019郴州中考)利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦)，则拉力F的大小为（）C解析:由由题图知，题图知，n=2，不计，不计绳重和摩擦，则绳子绳重和摩擦，则绳子自由自由端的拉力端的拉力F=(G物物+G动动)=(200N+10N)=105 N，故，故C正确。正
12、确。2112A.70 N B.100 N C.105 N D.110 N课堂达标课堂达标3.(2019淮安中考)在图中画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法。课堂达标课堂达标4.骑自行车是一种有氧运动，骑自行车上坡时往往要走S形路线，原因是上坡时，不管路线如何，爬上坡顶，升高的高度 （填“相同”或“不同”），但走S形的路线越长相当于斜面越长，斜面越长则越 （填“省力”或“费力”）。相同省力物理物理（人教版）八年级 下册第十一章 简单机械 12.3 机械效率 1情景导入1、“效率”谁能给大家解释一下？2、机械帮助我们做功也会涉及效率问题，我们称为机械效率，要研究机械效率就要先研究使用机械效率做
13、功的情况.1情景导入 小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？三种方法供参考：第1种是人直接提着沙子上楼；第2种是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；第3种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子拉上楼。2学习目标1能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。2明确机械效率是描述做功效率的物理量。能利用机械效率的公式进行简单的计算。3能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。3自主学习结合用动滑轮提升沙子，请同学们思考：1在把沙子从一楼运上三楼的过程中，每种方法中各对哪
14、些物体做了功？2无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？3在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么？3知识点 1有用功和额外功有用功和额外功 对沙子做功对沙子做功 对空桶做功对空桶做功 克服自身重力做功克服自身重力做功并不需要做但又不并不需要做但又不得不做的功得不做的功对人们有用必须做的功对人们有用必须做的功3m3m他的目的是：他的目的是：把沙子运上三楼把沙子运上三楼用水桶提沙子上楼用水桶提沙子上楼有用功有用功额外功额外功自主学习31.有用功（有用功（W有有）：）：为了达到工作目的，必须做的为了达到工作目的，必须做的功。功。2.额外功（额外功（W额额）：）：为了达到工作目的
15、，并非我们所需为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功。要但又不得不做的功。3.总功（总功（W总总）：）：动力所做的所有功。动力所做的所有功。即有用功与额外功的总和。即有用功与额外功的总和。W总总=W有有 +W额额 公式（公式（2 2）：W总=F动力S动力 作用在机械上的动力作用在机械上的动力动力作用点移动的距离动力作用点移动的距离公式（公式（1 1）：）：自主学习4合作探究用水桶从井中提水的时候用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有所做的功哪部分是有用功用功,哪部分是额外功哪部分是额外功?提水提水所做的功是所做的功是;提水桶提水桶所做的功是所做的功是额外额外功功。如果桶掉到井里如
16、果桶掉到井里,从井里捞桶的时候从井里捞桶的时候,捞上的桶里捞上的桶里带了一些水带了一些水,这种情况下哪部分是有用功这种情况下哪部分是有用功,哪部分哪部分是额外功是额外功?提水桶提水桶所做的功是所做的功是有用功有用功;提水所做的功是提水所做的功是额外额外功功。想一想；议一议：想一想；议一议：自主学习5shs=2h=20cm=0.2mW1Gh2N 0.1m=0.2JW2 Fs 1.2N 0.2m=0.24J W1 W2?探究：使用动滑轮是否省功？探究：使用动滑轮是否省功？使用动滑轮提升物体时，要克服使用动滑轮提升物体时，要克服动滑轮重力、绳子重及摩擦力等动滑轮重力、绳子重及摩擦力等做功。做功。额外
17、功额外功5机械效率机械效率（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位）机械效率通常用百分数表示，没有单位.1.定义：有用功跟总功的比值叫定义：有用功跟总功的比值叫机械效率机械效率（）（2）机械效率总小于）机械效率总小于1.（因为有用功总小于总功）（因为有用功总小于总功）2.公式：公式：100总有用WW%3.特点：特点：总额外总WWW 自主学习5机械效率公式：机械效率公式：总有用WW动力动力物SFhG额外有用有用WWW总额外总WWW SFSf动力物自主学习6FGshW有用有用=G物物hW总总=FsW额外额外=G动动h（不计绳重和摩擦）（不计绳重和摩擦）Fs绳s物fW有用有用=f摩摩 s物物W总总=
18、Fs绳绳合作探究6忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：WW有用总 GGG动 WWW有用额外有用 GhGhG h动 滑轮组滑轮组的的机械效率在数值上等于机械效率在数值上等于物重物重与与总重总重的比值。的比值。同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率就越高同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率就越高。提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率就越高提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率就越高。合作探究WGhWFs 有有总总F【实验原理实验原理】【实验器材实验器材】弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、铁架台、滑轮、细线、钩码细线、钩码 绳端的拉力绳端的拉力F
19、、_、_和和_。物体重物体重G物体上升距离物体上升距离h绳自由端移动距离绳自由端移动距离s【需要直接测量的物理量需要直接测量的物理量】实验时拉力的方向实验时拉力的方向应尽量应尽量_，且应在，且应在钩码钩码_的过程中读的过程中读取拉力的大小。取拉力的大小。竖直向上竖直向上匀速移动匀速移动注意事项：注意事项：G/N h/mF/N s/mW有有/JW总总/J123F实验实验1保持动滑轮重一定，改变钩码重力。保持动滑轮重一定，改变钩码重力。结论：结论：动滑轮重动滑轮重一定一定,物重物重越大越大，机械效率，机械效率越高越高。G/Nh/m F/N s/m W有有/J W总总/J122.条件：物重一定实验实
20、验2保持钩码重力一定，改变动滑轮重。保持钩码重力一定，改变动滑轮重。结论：结论：物重物重一定，动滑轮一定，动滑轮越重越重，机械效率，机械效率低低。FF 一、影响滑轮组的机械效率的因素一、影响滑轮组的机械效率的因素 1.减轻动滑轮自重减轻动滑轮自重2.2.减小滑轮转轴间的摩擦力减小滑轮转轴间的摩擦力4.4.增加提升的物重。增加提升的物重。3.3.减轻绳重减轻绳重二、如何提高滑轮组的机械效率二、如何提高滑轮组的机械效率 1 1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重2 2、提升的物体重力、提升的物体重力注意：滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。注意：滑轮组的机械效率与提升
21、的高度、绳子的股数无关。注意：实验时注意：实验时沿斜面沿斜面匀速匀速拉动木块，并拉动木块，并在在拉动中拉动中读出读出拉力的大拉力的大小。小。WGhWFs 有有总总练一练71 如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，求：（1）工人做的总功（2）该动滑轮的机械效率（）不考虑摩擦，求动滑轮的重（）提升的物体重为，该动滑轮的机械效率为多少？2图图为测量滑轮组机械效率的实为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重验装置，钩码总重6 N。（1）实验时要竖直向上）实验时要竖直向上_拉动弹簧测力计，由图可知拉力拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为大小为_N，若
22、钩码上升的，若钩码上升的高度为高度为8cm,则弹簧测力计向上移动则弹簧测力计向上移动_cm,该滑该滑轮组的机械效率为轮组的机械效率为_。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将将_（选填：（选填：“增大增大”、“减小减小”或或“不不变变”）缓慢2.42483.3%增大3在在“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：轮组进行两次实验，实验数据如下表：此实验所用滑轮的个数至少是此实验所用滑轮的个数至少是_个，其中动滑个，其中动滑轮有轮有_个。个。第一次实验测得滑轮组的机械效率为第一次实验测
23、得滑轮组的机械效率为_，第二次实验时滑轮组的机械效率第二次实验时滑轮组的机械效率_第一次的机第一次的机械效率（选填械效率（选填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）次次数数钩码重钩码重/N钩码上升高钩码上升高度度/cm弹簧测力计弹簧测力计示数示数/N弹簧测力计移弹簧测力计移动距离动距离/cm12100.8402551.5203262.5%大于7课堂总结有用功有用功总功总功额外功额外功机械效机械效率概念率概念机械效机械效率测定率测定8板书设计 12.3 机械效率一、有用功、额外功、总功1有用功W有：我们所需要的功2.额外功 W額：对于额外负担所不得不做的功。3.总功 W总：有用功与额外功。二、机械效率1.机械效率：有用功与总功之比。2.公式：是没有单位的物理量，小于1，常用百分数表示。三、测量滑轮组的机械效率四、斜面的机械效率谢谢
