初中物理力学讲义第三讲滑轮
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初中物理滑轮课件•滑轮基本概念与分类•滑轮的工作原理•滑轮在生活中的应用•滑轮实验与探究•滑轮相关物理量计算•拓展知识:高级物理中的滑轮滑轮基本概念与分类定义及作用滑轮定义滑轮是一个周边有槽,能够绕轴转动的小轮。
由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索(绳、胶带、钢索、链条等)所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮。
滑轮作用滑轮是变形杠杆,属于杠杆类简单机械,用途很广。
滑轮分为定滑轮、动滑轮和滑轮组三种,它们的作用各不相同。
滑轮的分类定滑轮使用滑轮时,轴的位置固定不动的滑轮称之为定滑轮。
定滑轮不能省力,而且不可以省距离,但是使用定滑轮可以改变力的方向。
动滑轮使用滑轮时,轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,而且费距离。
滑动轮滑动轮也叫万向轮,指的是利用滑动摩擦来移动的轮子。
这种轮子可以随意改变方向,适用于各种需要灵活移动的场合。
滑轮组与复合滑轮滑轮组由两个或两个以上的滑轮组成的机械装置称为滑轮组。
根据使用情况的不同,滑轮组可以分为省力滑轮组和增速滑轮组两种。
复合滑轮复合滑轮是由定滑轮和动滑轮组合而成的一种复杂机械装置。
它既可以省力又可以改变力的方向,同时还可以调整速度和距离。
复合滑轮的构造比较复杂,需要仔细设计和制造。
滑轮的工作原理改变力的方向固定滑轮的主要作用是改变力的方向,使得施加在绳子上的力能够沿着需要的方向传递。
不省力也不费力使用固定滑轮时,由于滑轮本身的摩擦和重力等因素,实际上并不能完全省力或费力,但相对于其他简单机械而言,其省力或费力的程度可以忽略不计。
省力作用活动滑轮可以省力,当用较小的力拉动绳子时,可以使重物升起,实现省力的效果。
力的方向不变与固定滑轮不同,活动滑轮不改变力的方向,而是将力沿着同一方向传递。
滑轮组的传动比计算传动比定义滑轮组的传动比是指输入力与输出力之间的比值,它反映了滑轮组的省力程度。
传动比计算对于由n个滑轮组成的滑轮组,其传动比i可以通过以下公式计算:i = n。
初中物理初三物理九年级物理上册物理滑轮课件一、教学内容本节课选自初三物理上册第十二章第三节“滑轮”。
详细内容包括滑轮的定义、分类、原理及实际应用。
重点讲解定滑轮和动滑轮的工作原理,以及滑轮组的使用。
二、教学目标1. 让学生掌握滑轮的基本概念,了解滑轮的分类及工作原理。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,提高学生的实践操作技能。
3. 培养学生团队合作精神,提高学生的探究能力。
三、教学难点与重点重点:定滑轮和动滑轮的工作原理,滑轮组的计算。
难点:滑轮组在实际应用中的计算和问题解决。
四、教具与学具准备教具:滑轮模型、绳子、钩码、尺子、弹簧测力计。
学具:每组一套滑轮模型、绳子、钩码、尺子、弹簧测力计。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示滑轮在现实生活中的应用,如升国旗、吊车等,激发学生兴趣。
2. 知识讲解:a. 滑轮的定义、分类及工作原理;b. 定滑轮和动滑轮的特点;c. 滑轮组的计算。
3. 例题讲解:讲解一道关于滑轮组的计算题,让学生了解解题步骤。
4. 随堂练习:让学生分组进行滑轮组实验,测量并计算力的大小,巩固所学知识。
六、板书设计1. 滑轮的定义、分类、工作原理;2. 定滑轮和动滑轮的特点;3. 滑轮组的计算公式;4. 例题解答步骤;5. 课堂练习结果展示。
七、作业设计1. 作业题目:a. 解释定滑轮和动滑轮的工作原理;c. 分析滑轮在生活中的应用,举例说明。
2. 答案:a. 定滑轮:力的大小不变,方向改变;动滑轮:力的大小减半,方向不变。
b. 根据滑轮组的计算公式,列出方程求解。
c. 学生自行分析,合理即可。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对滑轮的理解程度,课堂实验的操作情况,学生的参与度等。
2. 拓展延伸:引导学生思考如何利用滑轮组设计一个简单机械装置,解决实际问题。
鼓励学生进行创新设计,提高学生的实践能力。
重点和难点解析1. 滑轮组计算公式的理解和应用;2. 例题讲解的步骤和思路;3. 实践情景引入的选择和设计;4. 作业设计的针对性和答案的详细解释;5. 课后反思的内容和拓展延伸的引导。
人教版初三九年级物理《滑轮课件》优秀课件一、教学内容本节课选自人教版初三九年级物理教材,第二章《简单机械》的第三节《滑轮》。
详细内容包括:滑轮的定义、分类(定滑轮和动滑轮)、滑轮组、滑轮的机械优势以及在实际生活中的应用。
二、教学目标1. 让学生理解滑轮的定义,掌握滑轮的分类和特点;2. 使学生了解滑轮组的构成,学会计算滑轮组的机械优势;3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,激发学生对物理学习的兴趣。
三、教学难点与重点重点:滑轮的分类、特点以及滑轮组机械优势的计算。
难点:滑轮组机械优势的计算及应用。
四、教具与学具准备教具:滑轮模型、滑轮组实物、演示用滑轮组装置。
学具:学生分组实验用滑轮组、刻度尺、弹簧测力计。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示吊车、电梯等实际生活中应用滑轮的例子,让学生初步认识滑轮,激发学生兴趣。
2. 知识讲解:(1)滑轮的定义及分类;(2)定滑轮和动滑轮的特点;(3)滑轮组的构成及机械优势计算。
3. 例题讲解:讲解一道关于滑轮组机械优势计算的例题,引导学生学会运用物理知识解决问题。
4. 随堂练习:布置一道关于滑轮组机械优势的练习题,让学生巩固所学知识。
5. 分组实验:让学生分组进行滑轮组实验,测量并计算机械优势,培养学生的动手能力和合作精神。
六、板书设计1. 《滑轮》2. 内容:(1)滑轮的定义及分类;(2)定滑轮和动滑轮的特点;(3)滑轮组的构成及机械优势计算;(4)例题及解答;(5)随堂练习。
七、作业设计1. 作业题目:(1)简述滑轮的定义和分类;2. 答案:(1)见板书;(2)机械优势为2。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对滑轮的分类和特点掌握较好,但在计算滑轮组机械优势时,部分学生还存在困难,需要在课后进行个别辅导。
2. 拓展延伸:引导学生思考滑轮在生活中的应用,了解滑轮在科技发展中的重要作用,激发学生的创新意识。
重点和难点解析1. 教学难点与重点的确定;2. 教具与学具的准备;3. 教学过程中的实践情景引入、例题讲解、随堂练习;4. 板书设计;5. 作业设计;6. 课后反思及拓展延伸。
初三物理《滑轮》课件一、教学内容本节课选自初三物理教材第七章《简单机械》中的第三节《滑轮》。
详细内容包括:滑轮的定义、分类、工作原理;定滑轮和动滑轮的区分;滑轮组的组装与使用;滑轮的机械优势计算等。
二、教学目标1. 知识与技能:使学生理解滑轮的基本概念,掌握滑轮的工作原理,能区分定滑轮和动滑轮,学会组装和使用滑轮组,并能进行简单的机械优势计算。
2. 过程与方法:培养学生观察、思考、分析问题的能力,提高学生的动手操作能力和团队协作能力。
3. 情感态度与价值观:激发学生对物理学的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力。
三、教学难点与重点重点:滑轮的工作原理,定滑轮和动滑轮的区分,滑轮组的组装与使用。
难点:滑轮的机械优势计算。
四、教具与学具准备1. 教具:滑轮模型,定滑轮和动滑轮各一个,滑轮组一套,测力计一个,绳子若干。
2. 学具:每组一个滑轮模型,一个定滑轮,一个动滑轮,绳子若干,测力计一个。
五、教学过程1. 导入:通过实际生活中的滑轮应用案例,引出本节课的主题——滑轮。
2. 新课内容:(1)讲解滑轮的定义、分类和工作原理。
(2)通过实验和例题,让学生掌握定滑轮和动滑轮的区分。
(3)演示滑轮组的组装和使用方法。
(4)讲解滑轮的机械优势计算方法。
3. 随堂练习:(1)让学生观察滑轮模型,回答相关问题。
(2)分组进行滑轮组实验,计算机械优势。
六、板书设计1. 滑轮的定义、分类和工作原理。
2. 定滑轮和动滑轮的区分。
3. 滑轮组的组装与使用。
4. 滑轮的机械优势计算。
七、作业设计1. 作业题目:(1)解释滑轮的工作原理。
(2)区分定滑轮和动滑轮。
2. 答案:(1)滑轮的工作原理是改变力的方向和大小。
(2)定滑轮固定在一个位置,动滑轮可以移动。
(3)机械优势为2。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对滑轮的理解程度,以及在实际操作中遇到的问题。
2. 拓展延伸:引导学生思考滑轮在生活中的应用,了解其他简单机械的原理和应用,培养学生的创新意识。
基础知识复习:一、滑轮、滑轮组定滑轮: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 )。
动滑轮:①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:拉力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 )。
滑轮组:①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向③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/n G 。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1/n (G 物+G 动) 。
绳子自由端移动距离SF(或vF)=n 倍的重物移动的距离S G (或v G )。
④组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。
然后根据“奇动偶定”的原则。
结合题目的具体要求组装滑轮。
二、计算公式公式:s=hn 。
V 绳=n*V 物注:s :绳子自由端移动的距离。
h :重物被提升的高度。
n :承重的绳子段数。
杠杆综合提高F 1l 1 F 2 l 2原则是:n为奇数时,绳子从动滑轮为起始。
用一个动滑轮时有三段绳子承担,其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。
如:n=5,则需两个动滑轮(3+2)。
n为偶数时,绳子从定滑轮为起始,这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。
如:n=4,则需两个动滑轮(2+2)。
其次,按要求确定定滑轮个数,原则是:一般的:两股绳子配一个动滑轮,一个动滑轮一般配一个定滑轮。
力作用方向不要求改变时,偶数段绳子可减少一个定滑轮;要改变力作用方向,需增加一个定滑轮。
初中物理《滑轮》35课件一、教学内容本节课的教学内容选自初中物理教材第八章《简单机械》中的第三节《滑轮》。
详细内容包括:滑轮的定义与分类、滑轮的原理与作用、滑轮组的使用、以及滑轮在生活中的应用。
二、教学目标1. 让学生掌握滑轮的定义、分类及原理,了解滑轮在实际生活中的应用。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,提高学生的动手操作能力。
3. 激发学生对物理学科的兴趣,培养学生的创新意识和团队协作精神。
三、教学难点与重点教学难点:滑轮组的计算与使用。
教学重点:滑轮的定义、分类、原理及应用。
四、教具与学具准备教具:滑轮模型、演示用滑轮组、挂图、多媒体设备。
学具:每组一套滑轮组、刻度尺、测力计、细线。
五、教学过程1. 导入:通过展示生活中的滑轮现象,引发学生思考,激发学生学习兴趣。
2. 新课导入:介绍滑轮的定义、分类及原理。
a. 滑轮的定义:滑轮是一种简单机械,可以改变力的方向和大小。
b. 滑轮的分类:定滑轮和动滑轮。
c. 滑轮的原理:利用滑轮可以减小所需的力,提高工作效率。
3. 实践操作:让学生分组进行滑轮组的搭建与使用,观察并记录实验数据。
4. 例题讲解:讲解滑轮组的计算方法,引导学生运用所学知识解决实际问题。
5. 随堂练习:布置与滑轮相关的练习题,巩固所学知识。
7. 课后作业布置:布置与滑轮相关的作业,巩固所学知识。
六、板书设计1. 滑轮的定义、分类、原理。
2. 滑轮组的计算方法。
3. 滑轮在实际生活中的应用。
七、作业设计1. 作业题目:计算给定滑轮组的力与距离的关系。
答案:根据滑轮组的计算方法,列出力的平衡方程,解得所需力的大小。
2. 作业题目:列举生活中应用滑轮的实例,并说明其作用。
答案:示例:吊车、窗帘、升降机等,作用:改变力的方向、减小所需力、提高工作效率。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课学生对滑轮的定义、分类、原理掌握较好,但在滑轮组计算方面存在一定难度,需要在今后的教学中加强练习。
基础知识复习:
一、滑轮、滑轮组
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 )。
动滑轮:
①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:拉力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 )。
滑轮组:
①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③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/n G 。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1/n (G 物+G 动) 。
绳子自由端移动距离SF(或vF)=n 倍的重物移动的距离S G (或v G )。
④组装滑轮组方法:
首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。
然后根据“奇动偶定”的原则。
结合题目的具体要求组装滑轮。
二、计算公式
公式:s=hn 。
V 绳=n*V 物
注:s :绳子自由端移动的距离。
h :重物被提升的高度。
n :承重的绳子段数。
1
原则是:n为奇数时,绳子从动滑轮为起始。
用一个动滑轮时有三段绳子承担,其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。
如:n=5,则需两个动滑轮(3+2)。
n为偶数时,绳子从定滑轮为起始,这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。
如:n=4,则需两个动滑轮(2+2)。
其次,按要求确定定滑轮个数,原则是:一般的:两股绳子配一个动滑轮,一个动滑轮一般配一个定滑轮。
力作用方向不要求改变时,偶数段绳子可减少一个定滑轮;要改变力作用方向,需增加一个定滑轮。
综上所说,滑轮组设计原则可归纳为:奇动偶定;一动配一定,偶数减一定,变向加一定。
滑轮组的用途:
为了既节省又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
省力的大小
使用滑轮组时,滑轮组用几段绳吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
滑轮组的特点
用滑轮组做实验,很容易看出,使用滑轮组虽然省了力,但是费了距离——动力移动的距离大于货物升高的距离。
滑轮组绕线问题归类例析
简单的说就是:奇动偶定,先里后外,一动配一定。
偶定:指的是当动滑轮上的绳子段数为偶数时,绳子的起始端在定滑轮上
奇动:指的是当动滑轮上的绳子段数为奇数时,绳子的起始端在动滑轮上
解决简单滑轮组组装问题时,在承重的绳子股数确定以后,如何根据要求设计滑轮组的方法不唯一。
下面介绍“偶顶奇动”的简单法则:
1、当承重的绳子股数n为偶数时,顺子的固定端应栓在定滑轮上(即“偶定”)。
如不改变作用
力的方向,则需要的动滑轮为n/2个,定滑轮为(n/2—1)个,如果要改变作用力的方向,则需要定滑轮为n/2个,动滑轮个数=定滑轮个数=n/2个
2、当承重绳子的股数n为奇数时,绳子的固定端应栓在动滑轮上(即“奇动”)。
如果不改变力
的方向,则需要的动滑轮个数=定滑轮个数=(n—1)/2个,如果改变力的方向,则需要动滑轮个数为(n—1)/2个,定滑轮个数为(n+1)/2个
例题精讲:
【例1】
用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200N B.等于200N
C.大于200N D.大于300N
【例2】
如图所示,人和吊篮总重为G,若不考虑滑轮重和摩擦,在拉力F作用下匀速上升过程,图(a)中F=____,图(b)中F=____。
【例3】
如图所示,滑轮、绳子及弹簧测力计的重不计,若弹簧测力计示数为10 N,则拉力F和物重G的大小分别为()
A.10 N,20 N B.20 N,10 N
C.20 N,20 N D.10 N,10 N
【例4】
某人重G1=500N,站在地上用滑轮组把重G2=1900N的砖块拉至高处,这个滑轮组应如何设计。
【例5】
如图所示,当物体B重2N时,物体A恰能沿水平桌面向右匀速运动。
欲使物体A沿桌面向左匀速运动,需对A施加水平向左的拉力________N。
(不计绳重和滑轮轴摩擦)
【例6】
如图所示,重为G的物体吊在滑轮C下,不计滑轮质量、绳的质量及摩擦力,为使物体处于静止状态,加在绳子端点的力F是________G。
【例7】
图中定滑轮重2N,动滑轮重1N。
物体A在拉力F=4N的作用下,1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m。
不计绳重和轴摩擦,则以下计算结果是
⑴绳子自由端移动速度为多少m/s?
⑵天花板对滑轮组的拉力为多少N?
【例8】
如图所示,用水平拉力F通过滑轮组(滑轮的质量可忽略,且不计轮与轴间的摩擦)拉动物块A在水平地面上做匀速运动,弹簧测力计的示数如图所示.对物块A施水平向右、大小为9.6N的拉力时,物块A向右匀速运动,此时弹簧测力计的示数为___N。
【例9】
磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图(甲)所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,此时磅秤的示数为40kg。
于是他改变滑轮组的绕绳方法如图(乙)所示,再去提这个木箱。
当木箱匀速上升时,小明对地板的压力为100N,不计轴摩擦和绳重,取g=10N/kg。
求小明的体重和动滑轮重?
滑轮组绕线问题归类例析
为了快速处理有关滑轮组绕线的作图问题,应该根据题目的具体条件和要求,灵活采用不同的处理方法。
将常见的滑轮组绕线问题归类分析如下,
第一类:自由端绳子拉力方向已知类
对于自由端绳子拉力方向已知的滑轮组绕线问题,一般采用从自由端绳子处入手,逆着拉力方向由外向里的绕线方法。
【例10】
如图1所示,要求滑轮自由端的绳拉力方向向上,
请在图中用笔画线,设计出符合要求的滑轮组绕线。
【例11】
住楼上的瑞瑞同学家最近正在装修房子,需要搬运装修材料,但有些材料由于楼道过窄不方便搬运,于是瑞瑞建议采用如图3所示的滑轮组,这样站在地上就可以把材料运上楼。
请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图。
第二类:自由端绳子拉力方向未知类
对于自由端绳子拉力方向未知的问题,通常采用由里向外的绕线方法。
此类问题又可细分为两小类:
1、承担物重的绳子段数可确定类
当题目已知被提起重物的重G 及自由端的绳拉力F ,或者已知自由端的绳移动距离S 及重物被提升的高度h 时,可先根据题目的具体条件,运用n=G/ F 或n=S / h 确定出承担物重的绳子段数n ,然后依据“奇动偶定”(当绳子的段数为奇数时,绳子的固定端系在动滑轮的挂钩上;当绳子的段数为偶数时,绳子的固定端系在定滑轮的挂钩上)的规律确定出绳固定端的位置,然后从绳固定端开始,由里向外进行绕线。
【例12】
用图5所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升重物,要求拉力为物重的二分之一(忽略摩擦以及绳和滑轮的重力),请在图中画出绳子的绕法。
图
1
图
2
图6图7图5
【例13】
用图5所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升重物,要求绳子的自由端拉过3 m时,重物升高1m,请在图中画出绳子的绕法。
2、承担物重的绳子段数不可确定类
自由端绳子拉力方向未知,且根据题意不容易确定绳固定端位置时,由于绳的固定端不外乎在动滑轮的挂钩上或在定滑轮的挂钩上这两种情况,因此可以采取尝试的方法得到符合要求的绳子绕法。
【例14】
在图5中画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。
【例15】
欲利用图8所示的3个滑轮组成滑轮组,请补画出该滑轮组完整的绕线。