2019年八年級物理全冊 第十章 機械與人 10.2 滑輪及其應用導學課件（新版）滬科版.ppt

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第二節(jié)滑輪及其應用,【新課導思】工地上的大吊車能吊起幾噸重的巨石。仔細觀察吊車,可以發(fā)現(xiàn)吊車上有很多輪子,這些輪子就是滑輪。它們有什么作用?,【目標導學】1.認識定滑輪和動滑輪,會識別生活和生產(chǎn)中常見的滑輪。2.通過實驗得出定滑輪和動滑輪以及滑輪組的特點。,3.會根據(jù)滑輪組的繞線判斷省力情況,會根據(jù)要求組裝和使用滑輪組。,【自主預習】1.定滑輪:(1)定義:使用滑輪時,軸_________的滑輪。如旗桿上的滑輪。(2)作用:能改變_________,不能_____。(3)實質(zhì):_____杠桿。,固定不動,力的方向,省力,等臂,2.動滑輪:(1)定義:使用滑輪時,滑輪的軸_______________的滑輪。(2)作用:不能改變_________,能_____。(3)實質(zhì):__________________的杠桿。,隨物體一起運動,力的方向,省力,動力臂為阻力臂2倍,3.滑輪組:(1)定義:_______和_______組合在一起的裝置。(2)作用:既能_____,又能改變_________。(3)拉力(F)與物重(G)和承擔物重的繩子股數(shù)(n)的關系:_______。,定滑輪,動滑輪,省力,力的方向,知識點一探究定滑輪和動滑輪的特點1.實驗探究:研究定滑輪的特點。(1)實驗設計與進行實驗。①用________________測出鉤碼的重力G。,②如圖所示,記下提升鉤碼時彈簧測力計的示數(shù)和移動的距離、鉤碼上升的高度、拉力的方向、鉤碼運動的方向。,③增加鉤碼的個數(shù),再利用如圖所示的滑輪提升鉤碼,記下彈簧測力計的示數(shù)和移動的距離、鉤碼上升的高度。④保持鉤碼個數(shù)不變,改變彈簧測力計的方向,記下彈簧測力計的示數(shù)、移動的距離和鉤碼上升的高度。,參考答案:①彈簧測力計,(2)實驗數(shù)據(jù)及分析。,分析數(shù)據(jù)可知:定滑輪工作時的特點是______________________,彈簧測力計移動的距離s與鉤碼上升的高度h的關系是______________。,提示:分析彈簧測力計的示數(shù)F和鉤碼重G,可以得出使用定滑輪時彈簧測力計的拉力與鉤碼重相等;使用定滑輪時拉力的方向可以有向下、向右、斜右下方等多個方向,可以得出使用定滑輪可以改變力的方向。根據(jù)鉤碼上升的高度和彈簧測力計移動的距離相比較,可以得出使用定滑輪時s與h始終相等。,參考答案:既不省力也不費力,但可以改變力的方向s=h,2.實驗探究:研究動滑輪的特點。(1)實驗設計與進行實驗。①用____________________測出鉤碼的重力G。,②如圖所示,記下提升鉤碼時彈簧測力計的示數(shù)和移動的距離、鉤碼上升的高度、拉力的方向、鉤碼運動的方向。,③增加鉤碼的個數(shù),再利用如圖所示的滑輪提升鉤碼,記下彈簧測力計的示數(shù)和移動的距離、鉤碼上升的高度。,參考答案:①彈簧測力計,(2)實驗數(shù)據(jù)及分析。,分析數(shù)據(jù)可知:動滑輪工作時的特點是_________________________,彈簧測力計移動的距離s與鉤碼上升的高度h的關系是_________________________________。,提示:分析彈簧測力計的示數(shù)和鉤碼的重力,可以看出使用動滑輪時拉力的大小等于鉤碼重力的一半,即使用動滑輪可以省一半力;使用動滑輪時彈簧測力計移動的距離是鉤碼上升高度的二倍,即二者關系;使用動滑輪時拉力的方向始終是向上的,說明使用動滑輪不能改變力的方向。,參考答案:省一半力但是費距離,且不能改變力的方向s=2h,3.交流討論:(1)在實驗中,為什么要勻速拉動彈簧測力計?提示:根據(jù)二力平衡原理,可知只有勻速拉動彈簧測力計使鉤碼上升時,拉力和重力才是一對平衡力,并且這樣彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定,便于讀出拉力大小。,參考答案:只有勻速拉動彈簧測力計使鉤碼上升時,拉力大小才等于重力,且示數(shù)穩(wěn)定,易于讀數(shù)。,(2)實驗中,為什么要使用重一些的鉤碼?提示:在拉動鉤碼時,繩子與滑輪之間有摩擦,且動滑輪本身有重力。在使用定滑輪時,鉤碼的重力越大,拉力大小越接近鉤碼重。在研究動滑輪特點時,鉤碼的重力越大,拉力的大小越接近鉤碼重力的二分之一,更易于得出結(jié)論。,參考答案:減小誤差,使結(jié)論更準確,(3)在探究定滑輪特點時,為什么拉力F的示數(shù)總是略大于鉤碼的重力?提示:在理想情況下,使用定滑輪時F=G,但在實際情況下,由于摩擦的存在,拉力總是大于鉤碼的重力。,參考答案:繩子與滑輪之間存在摩擦,【示范題1】(上海中考改編)如圖甲、乙所示,分別用力F1、F2勻速提升重為10牛的物體,圖________中的滑輪可以看作省力杠桿;圖甲中,若不計摩擦和滑輪重力,力F1的大小為________牛。,【精講精析】(1)甲是定滑輪,本質(zhì)是等臂杠桿;乙是動滑輪,本質(zhì)是動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿。(2)使用定滑輪不省力也不費力,若不計摩擦和滑輪重力,則F1=G=10N。答案:乙10,【備選例題】(樂山中考)如圖所示的兩個滑輪中,屬于動滑輪的是__________,若滑輪的自重和摩擦不計,當分別用F1、F2勻速提起同一物體時,則F1、F2的大小關系是:F1__________F2。,【精講精析】動滑輪是指滑輪在工作時,輪轉(zhuǎn)動的同時,軸也跟著一起運動;定滑輪是指滑輪在工作時,輪轉(zhuǎn)動,但軸不動;從而可判斷出乙為動滑輪,動滑輪會省一半的力,定滑輪只能改變動力方向。答案:乙大于,【微點撥】(1)定滑輪的實質(zhì)是一個等臂杠桿。,(2)動滑輪的實質(zhì)是動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿。,知識點二探究滑輪組的特點1.在滑輪組中,定滑輪的作用是______________,動滑輪的作用是________。,提示:定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿,它的作用是改變力的方向;動滑輪的實質(zhì)是動力臂是阻力臂二倍的杠桿,它的作用是省力,所以在滑輪組中定滑輪的作用是改變力的方向,而動滑輪起省力的作用,動滑輪個數(shù)越多,承擔重物的繩子段數(shù)就越多,滑輪組就越省力。參考答案:改變力的方向省力,2.利用組裝成的滑輪組提升物體,并把數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)(動滑輪很輕)。,分析數(shù)據(jù)可知,拉力和物重的關系是_____________________________________________。繩子自由端移動的距離s與物體上升的高度h的關系是____________________________________________。,提示:兩圖都是由一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組,由甲圖和表格中數(shù)據(jù)可知,物體的重力由兩段繩子通過動滑輪承擔,拉力是物重的二分之一,但繩子自由端移動的距離是物體提升高度的二倍。由乙圖和表格數(shù)據(jù)可知,物體的重力由三段繩子通過動滑輪承擔,拉力是物重的三分之一,但繩子自由端移動的距離是物體提升高度的三倍。,參考答案:用滑輪組提升重物時,動滑輪上有幾段繩子承擔物重,拉力就是物重的幾分之一動滑輪上有幾段繩子承擔物重,繩子自由端移動的距離就是物體上升高度的幾倍,3.交流討論:(1)使用滑輪組時,動滑輪個數(shù)越多,越省力嗎?參考答案:不一定,滑輪組省力和很多因素有關,當物重和動滑輪重一定時,和動滑輪相連的繩子的股數(shù)越多越省力。,(2)使用滑輪組時,提起重物所用的力與什么有關?參考答案:承擔重物的繩子的段數(shù)、重物的重力、動滑輪的重力,【示范題2】(綏化中考)如圖,工人利用滑輪組將200N的重物勻速向上提升到2m高的平臺上,則他所用的拉力為________N,繩子自由端向下移動的距離為________m。(不計繩重、動滑輪重及摩擦),【精講精析】本題考查滑輪組的特點。由圖知,使用滑輪組,承擔物重的繩子股數(shù)n=2。不計繩重、動滑輪重及摩擦,拉力F=G=200N=100N;繩子自由端向下移動的距離:s=2h=22m=4m。答案:1004,【備選例題】(東營中考)如圖所示,某人在A處提起物體,請在圖中畫出最省力的繩子繞法。,【精講精析】本題考查滑輪組的設計和組裝。本題中繩子可以從定滑輪或動滑輪繞起,當繩子從動滑輪繞起時有三段繩子承擔物重,當繩子從定滑輪繞起時有兩段繩子承擔物重,第一種繞法更省力。,答案:如圖所示,【微點撥】判斷繩子股數(shù)的方法:(1)分割法:在定滑輪和動滑輪之間作一條水平輔助線,假設它把滑輪組的繞線“截斷”,數(shù)出動滑輪上連接的繩子段數(shù),即為吊著重物的繩子的股數(shù)n。(如圖甲),甲乙,(2)公式法:根據(jù)動滑輪個數(shù)來判斷,如果有n個動滑輪,繩子的一端系在動滑輪上,繩子的股數(shù)是(2n+1)股,系在定滑輪上是2n股。(如圖乙),【教材圖片考點闡釋】命題點定滑輪及其工作特點,旗桿頂裝的滑輪是________滑輪,它的作用是________,但________(選填“能”或“不能”)省力。答案:定改變力的方向不能,命題點簡單機械的應用,原始吊車就是由________、________等簡單機械組合起來的。圖中這兩個滑輪都是________(選填“定滑輪”或“動滑輪”),它的作用是__。答案:杠桿滑輪定滑輪改變力的方向,