初中人教版（2024）第3节 滑轮导学案及答案

这是一份初中人教版（2024）第3节 滑轮导学案及答案，共5页。
1．了解定滑轮和动滑轮的结构和本质。
2．了解滑轮组的结构和特点。
eq \a\vs4\al(学习内容一)
定滑轮和动滑轮
自主预习
1．滑轮的主要部分是一个能绕轴自由转动、周边还有槽的轮子。
2．工作时，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
3．工作时，轴发生移动的滑轮叫动滑轮。
合作探究
1．你在生活中哪些地方见过滑轮？你知道它们起到什么作用吗？
2．实验探究：如下图所示利用滑轮提升重物。
(1)图甲中：滑轮不随重物一起提升，不能省力，不能省距离，但可以改变力的方向，所以该滑轮是定滑轮；
(2)图乙中：滑轮随重物一起提升，可省一半力，费距离，不能改变力的方向，所以该滑轮是动滑轮。
3．使用滑轮的理论分析：外形相同的滑轮(不计动滑轮自重及所有摩擦)为什么使用方法不同会出现不同的作用呢？我们可以利用杠杆平衡原理来进一步论证：
(1)定滑轮可以看成一种变形的杠杆，由图丙可知，定滑轮在使用时，相当于一个等臂杠杆，因此两力的关系是：F1＝F2，说明：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
(2)动滑轮在使用时，同样可以看成变形杠杆。由图丁可知，动滑轮在使用时，相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，因此两拉力的关系是：F1＝eq \f(1,2)F2。
丙 丁
学习点拨
1．使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。
2．使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。
3．定滑轮的实质是等臂杠杆，动滑轮的实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
巩固练习
1．如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是乙，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是F1＝F3＞F2。
2．如图所示，利用动滑轮来提升一个物体，拉力F竖直向上。动滑轮其实就是一个变形的杠杆，请在图中标出它的支点O，并画出F的力臂l。

题图 答图
eq \a\vs4\al(学习内容二)
滑轮组
自主预习
1．把定滑轮和动滑轮组合起来就组成滑轮组。
2．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。
合作探究
1．滑轮组有什么特点？既能省力，又能改变力的方向，但浪费距离。
2．完成下列各图的探究实验(不计动滑轮自重绳重及所有摩擦)，探究拉力与物重之间有何关系？拉力移动距离与物体移动距离有何关系？

F＝eq \f(1,2)G F＝eq \f(1,3)G
s＝2h s＝3h

F＝eq \f(1,4)G F＝eq \f(1,5)G
s＝4h s＝5h
巩固练习
1．通过滑轮组用200 N的拉力在20 s内将重为480 N的物体匀速提高2 m(不计绳重和摩擦)。
(1)求动滑轮重；
(2)绳自由端的移动速度为多大？
(3)若重物再增加150 N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？
解：(1)绳子段数n＝3，三段绳子一共能提升的重物：G总＝200 N×3＝600 N，
动滑轮自重G动＝G总－G物＝600 N－480 N＝120 N；
(2)绳自由端移动的距离：s＝2 m×3＝6 m，
绳自由端的移动速度：v＝eq \f(s,t)＝eq \f(6 m,20 s)＝0.3 m/s；
(3)被提重物总重：G′＝480 N＋150 N＋120 N＝750 N，自由端拉力：F拉＝750 N÷3＝250 N。
2．如图所示，重500 N物体在拉力F作用下以1 m/s的速度匀速向左运动，已知F＝100 N，不计滑轮自重、绳重及滑轮与绳子之间的摩擦，求：
(1)物体受到地面的阻力；
(2)在5 s内，绳子的自由端移动的距离。
解：(1)绳子段数n＝2，
物体受到地面阻力：f＝2F＝2×100 N＝200 N；
(2)物体移动的距离s＝vt＝1 m/s×5 s＝5 m，
自由端移动距离s自由＝2 s＝2×5 m＝10 m。