人教版物理八年级下册同步精品讲义12.2 滑轮（原卷版）.doc

课时12.2 滑轮（帮课堂）（原卷版）【学习目标】1.认识定滑轮、动滑轮和滑轮组；2.理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的工作特点；3.通过实验探究理解动滑轮力与距离特点；4.会进行有关滑轮计算；5.能分析滑轮的应用实例知识导图】【基础知识】知识点一、定滑轮和动滑轮1.认识定滑轮和动滑轮（1）滑轮：周边有槽，可绕中心轴转动的轮，如图甲所示2）定滑轮和动滑轮：在实际使用时，根据轮的中心轴是否随物体移可分为定滑轮和动滑轮，即轴不随物体一起运动的滑轮叫定滑轮，如乙所示；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，如图丙所示典例1】下列各图中利用了动滑轮的是（　　）A．  B． C． D．2.实验：研究定滑轮和动滑轮的特点提出问题(1)使用定滑轮、动滑轮是否省力(或更费力)?(2)使用定滑轮、动滑轮是否省距离(或费距离)?(3)什么情况下使用定滑轮,什么情况下使用动滑轮?设计实验分别使用定滑轮、动滑轮缓缓（使物体处于平衡状态，且便于读取弹簧测力计示数）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，找出动滑轮和定滑轮的特点实验器材及装置弹簧测力计、钩码（多个）、滑轮、铁架台、细绳、刻度尺进行实验(1)如图甲所示,用弹簧测力计拉钩码匀速（匀速时，拉力才等于重力）上升h=10cm,记录弹簧测力计的示数F₁、拉力方向及绳子自由端移动的距离s₁；(2)按图乙所示安装定滑轮,让钩码匀速上升h=10cm,记录弹簧测力计的示数F₂、拉力方向及绳子自由端移动的距离s₂；(3)按图丙所示安装动滑轮,让钩码匀速上升h=10cm,记录弹簧测力计的示数F₃、拉力方向及绳子自由端移动的距离s₃；(4)换用数量不同的钩码,重复上面的步骤。

实验记录拉力大小F/N将钩码提升10cm时绳子自由端移动的距离s/m=cm拉力方向实验1实验2实验3不使用滑轮12610上使用定滑轮12610下使用动滑轮0.51320下分析与论证实验结论（1）使用定滑轮既不省力，也不省距离，但可以改变力的方向；（2）使用动滑轮能省力，但要费距离，且不能改变力的方向★特别提醒1.实验中安装定滑轮时，注意绳子要放在槽内，以免绳子脱落使摩擦变大，影响实验效果；2.实验中，注意要使动滑轮两侧绳子平行或夹角很小；3.实验中应选用重一些的钩码、较轻的动滑轮、光滑的细绳，以减小实验中摩擦力、动滑轮自重的影响.4.实验中要保证轮和轴间有良好的润滑，以减小摩擦典例2】如图所示，用定滑轮提升重物（摩擦和绳重不计）时（ ）A．沿1方向拉力最小 B．沿2方向拉力最小C．沿3方向拉力最小 D．沿三个方向拉力相同3.定滑轮和动滑轮的实质种类实质示意图作用分析定滑轮能够连续转动的等臂杠杆如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等,且都等于轮的半径r,所以使用定滑轮时不省力动滑轮动力臂是阻力臂二倍的杠杆如图所示，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(2r),阻力臂等于半径r,动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半的力▲拓展培优滑轮中拉力方向对拉力大小的影响（1）定滑轮如图所示，利用定滑轮拉起一个重为C的物体时，改变拉力的方向后，根据几何知识可知，动力臂都等于定滑轮的半径，因此不管拉力的方向如何，所用力的大小不变，始终等于物体重力C。

2）动滑轮使用动滑轮时，若拉力F不沿竖直方向(或两侧绳子不平行)，如图所示，动力臂l₁小于OB，即小于2l₂,故F1>（1/2）G， 此时动滑轮将不能省一半力，如杲再加上动滑轮的自身重力，甚至会更费力由此可见，对于动滑轮来说，动滑轮省一半力的条件之一是跨过动滑轮的两段绳平行(或跨过动滑轮的两段绳夹角较小)但在初中阶段如无特殊说明，一般认为动滑轮两侧绳子是平行的，即不考虑动滑轮两侧两段绳夹角的影响4.几种常见情况中的等量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦）图示等量关系定滑轮F=G，s绳=s物，v绳=v物F=f，s绳=s物，v绳=v物（其中，f为物体所受的摩擦力）动滑轮，s绳=2s物，v绳=2v物，s绳=2s物，v绳=2v物，s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物，s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物【典例3】如图所示，滑轮______（选填“A”或“B”）可以看作等臂杠杆；若物体的重力均为30N且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为______N，使用B滑轮______（选填“能”“不能”）省功知识点二、滑轮组1.滑轮组定滑轮和动滑轮组合在一起的装置使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。

2.确定承担物重绳子段数n的方法在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=33.省力情况使用滑轮组时，不计绳重及摩擦，则滑轮组用几段绳子提起物体，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，若再忽略动滑轮重，则，其中n为承担物重的绳子段数4.费距离情况用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费距离，滑轮组用几段绳子提起物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh(n表示该担物重的绳子段数)教材深挖滑轮组中的隐含关系每当物体升高h，绳子自由端就移动s=nh，可推知绳子自由端移动约速度v和物体移动速度v物之间的关系v=nv物▲拓展培优特殊情况下拉力F与物重G的关系特殊情况下，如图所示，承担物重的绳子段数n不等于绕在动滑轮上绳子的段数，此时可根据动滑轮和定滑轮的特点进行受力分析，忽略动滑轮重，可得出力F与物重G(甲、丙两图包括人的重力)的关系甲图中，乙图中，丙图中5.滑轮组的组装(1)确定绳子的段数根据省力情况，用来求，或根据移动距离的关系，用来求。

当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位2)滑轮组的绕绳方法滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上典例4】如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在4s内上升2m，所用的拉力为125N，此过程中，绳子自由端移动的距离为___________m，拉力的功率是___________W，如果不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为___________N典例5】如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法知识点三、轮轴与斜面1.轮轴(1)轮轴：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械.通常把大轮叫轮，小轮叫轴使用轮轴能省力，还能改变力的方向(如图所示)2)轮轴的实质：轮轴相当于一个可连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上，如图所示3)轮轴的平衡公式：F₁R=F₂r 或即轮半径为轴半径的几倍，作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一4)轮轴的特点：当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，因l₁> l₂,故F₁< F₂,此时使用轮轴省力，费距离；当动力作用在轴上，阻力作用在轮上时，因l₁< l₂,故 F₁> F₂,此时使用轮轴费力，但省距离。

注意：不要错误地认为使用轮轴一定省力，关键要看动力是施加在轮上还是施加在轴上2.斜面(1)如图所示，向车上装重物时常用木板搭成斜面，把重物推上车斜面是一种可以省力的简单机械，但费距离2)特点：如图所示，设斜面长度为l，高为h，重物重力为G，在理想情况下，不考虑斜面摩擦，即斜面是光滑的，则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一)，因l>h，故F

题型二：滑轮组的计算【角度1】理想状态下滑轮组的计算在理想状态下滑轮组的计算中，不需要考虑绳重、动滑轮重及摩擦，可以直接使用，s=nh，进行相关计算典例8】在图示的装置中，已知重物牛，重物牛，在摩擦和动滑轮重力均不考虑的情况下，使重物保持平衡的拉力应等于（ ）A．牛 B．牛 C．牛 D．牛【角度2】非理想状态下滑轮组的计算在非理想状态下，需要考虑动滑轮自重，计算拉力的大小时要使用，但s=nh，进行还可以继续使用典例9】如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止则每个动滑轮的重力为（　　）A．3N B．6N C．11N D．22N【角度3】水平方向滑轮组的计算使用滑轮组水平拉动物体时，理想状态下滑轮组用几段绳子拉着动滑轮，拉力就是物体所受摩擦力的几分之一，即物体移动的距离与绳子自由端移动距离的关系为s绳=ns物，速度关系为典例10】用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2．不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。

则F1与F2的大小关系是（　　）A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2【角度4】反向滑轮组的受力分析较复杂的滑轮组，常常不能直接用滑轮组公式进行分析、求解，故需要用受力分析法求解滑轮组中力的大小此时，一般以滑轮或物体为研究对象，沿竖直方向或水平方向进行受力分析，根据物体受力平衡的条件进行求解，如图所示典例11】小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N（物体B与A始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为_____m/s，物体A受到B施加的摩擦力_____（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F为_____N，水平拉力F的功率为_____W题型三：滑轮组的绕绳滑轮组的绕绳方法（1）采用“进一法”确定绳子的段数；（2）采用“奇动偶定”的方法确定绳子的起始端；（3）从起始端绕绳，最后在自由端画箭头、标拉。