11.2 滑轮及其应用-课件-2025-2026学年2024沪科版物理八年级全册教学课件（37页PPT）

(课件网) 11.2 滑轮及其应用 一、生活中的滑轮现象导入 （一）情境展示与思考引导 图片与视频展示：播放建筑工地上塔吊吊运重物的视频，展示窗帘拉动时滑轮的转动，以及晾衣架上滑轮的使用场景。提问学生：“大家在这些场景中都看到了滑轮，那滑轮在这些工作里起到了什么作用呢？为什么在吊运很重的建筑材料时要用塔吊上复杂的滑轮组合，而拉窗帘的滑轮却很简单？” 引导学生观察并思考滑轮在不同情境下的功能差异。 互动讨论：组织学生进行小组讨论，分享生活中见到的其他滑轮应用实例，如旗杆顶部的滑轮、吊车的起重臂上的滑轮等，讨论这些滑轮是如何帮助人们更轻松、高效地完成工作的，从而引出本节课对滑轮及其应用的深入探究。 二、滑轮的基本概念与结构 （一）滑轮的定义 滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。它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）组成，是一种可以绕着中心轴旋转的简单机械。在力学中，滑轮通过绳索与物体相连，当对绳索施力时，绳索与滑轮之间的摩擦力会促使滑轮绕中心轴旋转，进而实现对物体的牵拉、提升等操作。 （二）滑轮的结构剖析 以常见的定滑轮为例，其结构主要包括一个固定的轴，轴上安装着带有凹槽的圆盘。圆盘的凹槽用于放置绳索，确保绳索在拉动过程中不会脱离滑轮。轴被牢固地固定在某个位置，使得圆盘只能绕轴转动。而动滑轮的结构则有所不同，它的轴是可以移动的，动滑轮与被提升的物体相连，随着物体一起运动，绳索绕过动滑轮，通过拉动绳索来提升物体。滑轮的材质多样，小尺寸、承受载荷不大的滑轮（d<350mm）一般制成实体，常采用 15、q235 钢材或铸铁（如 ht200）；受大载荷的滑轮一般采用球铁或铸钢（如 zg270 - 500），铸成带筋和孔或带轮辐的结构；大型滑轮（d>800mm）一般用型钢和钢板焊接结构，以满足不同工作场景的强度需求。 三、滑轮的分类及特点 （一）定滑轮 定义与实质：轴固定不动的滑轮称为定滑轮，其实质是一个等臂杠杆。动力臂 L1 和阻力臂 L2 都等于滑轮的半径，根据杠杆平衡条件 F1L1 = F2L2，在理想情况下（忽略摩擦），作用在定滑轮上的动力 F 等于阻力 G，即使用定滑轮不省力。 特点展示：通过实验演示，用弹簧测力计通过定滑轮拉钩码，比较使用定滑轮和不使用定滑轮时弹簧测力计的读数。可以发现，使用定滑轮时，弹簧测力计的读数与直接提升钩码时相同，证明定滑轮不省力。但改变拉力的方向，物体的运动方向也随之改变，例如向下拉绳子，物体向上移动，说明定滑轮能改变力的方向。在许多实际应用中，改变力的方向能给工作带来极大的便利，如旗杆顶端的定滑轮，人们站在地面向下拉绳子，就能轻松将旗帜升到旗杆顶部。 应用实例分析：在高层建筑的施工中，工人利用定滑轮将建筑材料从地面运送到楼上。通过定滑轮改变力的方向，工人可以在较为安全、方便的位置进行操作，而无需攀爬高处直接提拉材料。再如，窗帘的拉动装置中使用定滑轮，人们可以在窗户的一侧轻松拉动窗帘，实现窗帘的开合，极大地提高了生活的便利性。 （二）动滑轮 定义与实质：轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮，它的实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。设动滑轮的半径为 r，物体的重力为阻力 G，作用在动滑轮绳子自由端的拉力为动力 F，此时动力臂 L1 = 2r，阻力臂 L2 = r。 特点探究：同样通过实验演示，用弹簧测力计直接提升重物和通过动滑轮提升重物，记录并比较弹簧测力计的示数。实验结果表明，在理想情况下（忽略动滑轮自重和摩擦），使用动滑轮提升重物时，弹簧测力计的示数约为直接提升重物时示数的一半，即 F = G/2，说明动滑轮能省力。但观察绳子自由端移动的距离和物体上 ... ...