滑轮组教案

教学过程一、复习预习

复习：

1．概念：一根__棒，在力的作用下能绕着_______转动，这根硬棒叫做杠杆。

（2）杠杆的五要素：

①_______O：杠杆绕着转动的固定点。

②_____F1：使杠杆转动的力。

③_____F2：阻碍杠杆转动的力。

④______l1（L1）：从支点到动力的作用线的距离。

⑤______l2（L2）：从支点到阻力的作用线的距离。

（力臂：从_____到力的作用____的距离叫做力臂。）

（3）杠杆平衡条件（杠杆原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，公式表示：________。思考：定滑轮和动滑轮是否是特殊的杠杆？若是，各为什么杠杆？

预习：

（1）概念：滑轮是一个周边有槽的小轮，它可以绕着轴转动。

（2）定滑轮和动滑轮：

（3）滑轮组：

①滑轮组省力规律：使用滑轮组时，滑轮组用几股（段）绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重力的几分之一。公式F= 。

②特点：滑轮组虽然省力，但是费了距离。绳子自由端移动距离s和重物升高距离h 的关系为：s=nh。

二、知识讲解

考点/易错点1 定滑轮

①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆。

③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。绳子自由端移动距离s F （或速度v F）=重物移动的距离s G（或速度v G）

定滑轮在生产、生活中比较常见，比如每周一早上升旗时就要用到滑轮。目的就是要改变动力的方向，人站在地上就可以把国旗升到旗杆顶。

生活中的定滑轮：旗杆的顶端、起重机、打桩机等。

看上图：为什么会出现这个现象？

因为定滑轮的实质是个等臂杠杆，动力=阻力。胖人受到的重力大于物体受到的重力，所以胖人可以安然地站在地上。而瘦人受到的重力小于物体受到的重力，所以物体安然地在地上，瘦人却被升到空中。

探究使用定滑轮的特点

1．按右图所示方式组装定滑轮。

2．在它的左侧挂钩码，右侧竖直向下拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）

3．改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。

4．改变钩码的个数，重做上述实验。

5．分析表中的数据，得出的结论是：

定滑轮实质是一个等臂的杠杆。

定滑轮：①F＝G，即不省力，也不费力；②s＝h，即不省距离，也不费距离；③作用：改变用力的方向。

考点/易错点2 动滑轮

定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）

②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=1/2G；

只忽略轮轴间的摩擦则：F=1/2（G物+G动）

绳子自由端移动距离s F（或v F）=2倍的重物移动的距离s G（或v G）。

生活中的动滑轮：起重机、打桩机等。

探究使用定滑轮的特点

1．按右图所示方式组装动滑轮。

2．竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡态，读出弹簧测力计示数，并思考这个示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）

3．改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。

4．分析表中的数据，得出的结论是：

动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂的二倍的省力的杠杆

动滑轮：①F＝G/2，即使用动滑轮省一半力；②s＝2h，即动力移动的距离是物体移动距离的两倍，动滑轮是一种费距离的机械；③不改变力的方向

考点/易错点3 滑轮组

研究并讨论：我们已经学过了定滑轮与动滑轮，生活中的吊车（下左图）其实就是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，其示意图如下右图。

据图，在脑中构思这样的画面：用手拉绳子自由端，物体上升。

使用动滑轮能省一半力。动滑轮由两根绳子共同承担重物，因此每根绳子各承担物重的一半。定滑轮的好处是可以改变动力的方向，动滑轮的好处是可以省一半力。如果既想省力又想改变动力的方向，怎么办呢？把定滑轮和动滑轮组合在一起。我们把定滑轮和动滑轮组合在一起，称它们为滑轮组。

定义：将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。

特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。

1.确定承担物重的绳子的段数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。

理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/nG。

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n（G物+G动）。

2.拉力通过的距离s与物体移动高度h的关系

利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh（n

表示承担物重的绳子股数）

绳子自由端移动速度v F =n倍的重物移动的速度v G。

3.省力情况的确定方法

1）滑轮竖放时，在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用

几根绳子吊着物体，提起物体所用的力就是重物的几分之一。

2）滑轮组横放时，滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受

摩擦力的几分之一。不计绳与滑轮之间的摩擦时，物，此时绳子自由端移动的距离s 与物体移动的距离s物的关系为：s=ns物

4.组装和设计滑轮组

由省力情况判定绳的固定端位置

1.利用总，求出承担总重的绳子股数n，然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮

2.判定绳子固定端位置：n为偶数，则绳子固定在定滑轮上；n为奇数，则绳子固定在

动滑轮上

3.动滑轮个数为N,和动滑轮相连的绳子段数为n=2N或n=2N+1时，使用的动力最小，即最省力

三、例题精析

【例题1】

【题干】使用如图所示的装置匀速提起重物G所有的拉力中（）