沪科版八年级下册物理 第十章机械与人第二节 滑动及其运用学案.docx

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沪科版八年级下册物理第十章机械与人第二节滑动及其运用学案

第二节滑轮及其的应用

一、课前知识准备

1．杠杆可以分为、、三类。

2．杠杆可以是弯曲的吗？

二、名师解读点拨

知识点1：

定滑轮

滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮。

使用时，滑轮的轴的叫做定滑轮。

【实验】用定滑轮匀速提升钩码，不断改变拉力的方向，观察弹弹簧测力计的示数是否变化？

【小结】使用定滑轮不，但可以改变力的。

答案：

省力；方向

【想一想】为什么使用定滑轮不省力？

【点拨】如图所示，定滑轮可以看成是一个等臂杠杆。

知识点2：

动滑轮

【实验】用动滑轮匀速提升钩码，比较拉力与与钩码重力的大小。

【点拨】轴随物体一起运动的滑轮叫做。

使用动滑轮不改变力的方向，可以力。

【想一想】为什么使用动滑轮可以省一半力？

【点拨】如图所示，动滑轮可以看成动力臂是阻力臂两倍的杠杆。

知识点3：

滑轮组

【想一想】使用动滑轮能省力，但不能改变用力的方向；定滑轮不省力，但可以改变用力的方向，有既省力又能改变用力的方向的装置吗？

【点拨】定滑轮和动滑轮组合在一起叫做，具备定滑轮和动滑轮的优点。

【实验】按图示的方式装配好滑轮组，把匀速提起重物所用的拉力与物重相比较，绳子自由端移动的距离s和重物升高的距离h相比较。

甲乙

【点拨】若承担物重的绳子的股数为n，不虑动滑轮重和摩擦，那么拉力F与物重G之间关系为，自由端移动的距离s和重物升高的距离h之间的关系为。

【明确】上图甲、乙两个滑轮组虽然滑轮个数相同，但承担物重的绳子的股数不同，拉力也不同。

。

对同一滑轮组，若绳子起点在动滑轮上，则有奇数段绳子承担物重；若绳子起点在定滑轮上，则有偶数段绳子承担物重．即滑轮组绕线规律是“奇动、偶定”．

【注意】在绕线时，每个轮槽只能绕过一根绳子，并且由内到外依次绕线，画图时线要用刻度尺画直线，因为滑轮组下面的动滑轮和货物受重力，将线拉直了，所以画出的线是直线．

请同学们完成以下几图的滑轮组绕线，加深记忆．

【明确】复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合起来的。

任何先进的机械都可以分为机械控制系统和机械传动系统，而机械的传动系统实质就是简单机械的组合。

三、拓展整合创新

类型之一：

类型之一：

定滑轮和动滑轮

【例1】（05天津）如图所示，物体A重20N，滑轮重1N，绳重不计，弹簧秤示数为25N，则物体B的重为_________N。

解析：

图中是一个定滑轮，两力绳子的拉力相等，等于B的重力，由于定滑轮处于平衡状态，所以弹簧称的拉力等于两股绳子拉力及动滑轮重力的和，故

=12N。

答案：

12N

【例2】如图所示，用动滑轮提起一水桶，已知桶及水共重250N，如要把水桶提高2m人需要用多大力?

绳自由端应移动多大距离?

（不计动滑轮重及绳与轮间的摩擦）

解析：

由于是动滑轮，由两段绳承担重物，n=2，根据滑轮省力原理，F=

=

=125N；

绳子自由端移动距离s=nh=2×2m=4m

类型之二：

滑轮组

【例3】一条绳子最多能承受4×103N的拉力，请设计一个滑轮组，用这条绳子吊起1.3×104N的重物，要求向下拉绳子，画出滑轮组安装示意图.（不计动滑轮重及摩擦）

解析：

在处理这类问题时，首先要计算出承担物重的绳子段数n，即n=

.其中n一定要取整数，若计算出n是小数.要采用“入”的办法，例如本题中n=3.25，则n应取4，不能按四舍五入去处理，然后根据n的数值及所需拉力方向确定动滑轮与定滑轮个数及绕绳方法.绕绳原则可用“奇动偶定”来帮助记忆.即若n为奇数，则将绳固定端拴在动滑轮框架上，然后从定滑轮开始绕绳子；若n为偶数，则将绳固定端拴在定滑轮框架上，然后从动滑轮开始绕绳子.另外还要注意所需拉力方向不同，所需定滑轮个数也不同.

答案：

根据滑轮省力原理n=

=

=3.25≈4

故需用4段绳子承担及重物即需要2个动滑轮.

因为要求向下拉绳子，所以需要两个定滑轮.其装配示意图如图所示.

类型之三：

综合应用创新

【例3】（05黑龙江）物理实验要遵循实事求是的原则。

小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如下图所示的实验并记录了数据。

实验次数

物重

G／N

使用定滑轮时测力计的示数

F1／N

使用动滑轮时测力计的示数

F2／N

1

1.00

0.60

0.65

2

1.50

1.10

0.90

3

2.00

1.60

1.15

通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差。

你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：

（1）该实验中出现这样结果的主要原因是什么?

（2）请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。

解析：

本题通过对实验过程的分析，查找实验过程中存在的问题，以及提出解决问题的方法，考察学生分析问题解决问题的能力。

四、当堂检测反馈

1．如图所示，物体所受重力等于120N，物体对地面的压力为零，拉力F应等于______N．

答案：

120

2．如图所示装置中，不计滑轮摩擦，当水平向右拉力F=5N时，物体恰能匀速向右运动。

物体受到的摩擦力为______N．

答案：

2.5

3．下列简单机械中，一定不省力的是（）

A．动滑轮B．定滑轮C．滑轮组D．杠杆

答案：

B

4．用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时，人手实际需提供的拉力应该是（　）．

A．小于200NB．等于200N

C．大于200ND．大于300N

答案：

C

5．一位同学站在地面上，要利用如右下图所示的滑轮组提升重物，已知物重1000牛，而绳子最多只能承受400牛的拉力。

请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。

答案：

如图所示。

五、资料链接

轮轴

汽车方向盘和门把手属于另一类简单机械——轮轴．它们由一个轴和一个大轮组成．轻轻转动门把手，就可以把门打开；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；所以轮轴是一种省力机械．也可以用摇臂来代替大轮，例如图中的卷扬机的摇臂相当于大轮．

轮轴的原理可以用图来说明．轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力F1是动力，作用在轴上的力F2是阻力，动力臂是OA，阻力臂是OB．而OA即为轮半径R，OB即为轴半径r．由杠杆平衡条件可知：

F1R＝F2r或F2/F1＝R/r．

因为轮半径R大于轴半径r，所以作用在轮上的动力F1总小于轴上的阻力F2．

同学们，你们还能举出日常生活中哪些地方应用了轮轴？

摘自《物理世界》