第十二章 第3节　滑轮 导学案 （学生版+答案版）2024-2025学年物理人教版八年级下册

第3节　滑轮 定滑轮和动滑轮 1．概念：轴固定不动的滑轮叫作定滑轮；轴随物体一起运动的滑轮叫作动滑轮． 2．特点：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，而且费距离． 滑轮组 1．概念：定滑轮和动滑轮组合在一起就构成了滑轮组．使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向． 2．特点：用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的几分之一． 3．滑轮组的组装与设计 (1)确定称重绳子的段数n：方法一，利用F＝，求出承担总重的绳子段数n，若n不是整数，则小数点后“只入不舍”使它取为整数；方法二，根据移动距离的关系，s＝nh. (2)确定定、动滑轮的个数 ①不改变力的方向，需(n－1)个滑轮．n为奇数，定、动滑轮各半；若n为偶数，动滑轮比定滑轮多一个； ②改变动力方向，需n个滑轮．若n为偶数，定、动滑轮各半；若n为奇数，定滑轮比动滑轮多一个． (3)判定绳子固定端位置：n为偶数，采用“上结法”，即绳子固定在定滑轮上；n为奇数，采用“下结法”，即绳子固定在动滑轮上，又称“奇动偶定” 4．滑轮及滑轮组的比较 轮轴与斜面 1．轮轴：由轮和轴组成，能绕共同的轴心旋转的简单机械．扳手、方向盘、门把手、自行车前把等都是轮轴．当动力F1作用在轮上，阻力F2作用在轴上时，轮轴是一个省力杠杆，如图所示．如果轮半径为R，轴半径为r，则根据杠杆平衡条件可得F1R＝F2r，由于R＞r，所以F1＜F2，能够省力．轮轴实质上是可以连续转动的变形杠杆． 当把动力施加在轴上时，此时由于轴半径小于轮半径，如图所示，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，得F1r＝F2R，由于R>r，则F1>F2，即使用轮轴费力，但节省距离．因此不要错误地认为轮轴只能省力． 2．斜面：是一种可以省力的简单机械．例如，盘山公路就是斜面，因为多通过了距离，所以可以省力． 探究动滑轮和定滑轮的特点 典例1 如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如表所示． 编号 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 测力计的示数F/N 测力计移动距离s/m 甲 1 0.2 1 0.2 乙 1 0.2 1 0.2 丙 1 0.2 0.55 0.4 典例1图 请你分析： (1)比较甲、乙两图及实验数据，可得到的初步结论是使用定滑轮不省力也不费力，可以改变力的方向． (2)比较甲、丙两图及实验数据，可得到的初步结论是使用动滑轮能省力． (3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可得到的初步结论是使用动滑轮可以省力，但费距离． (4)如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是C． A．从三次实验中选取最准确的数据 B．三次测量取平均值，减小误差 C．从特殊现象中得到普遍规律 D．利用控制变量法 通过分析甲、乙、丙实验数据可知，使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，而且费距离． 变式图 变式 如图所示，小明在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体都被匀速向上提起．已知物体重力为G物．若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是( C ) A．该实验中，需要测量的物理量只有物重G物和测力计示数F B．F2＝G物 C．F1的力臂为OA D．F1