‹ 回去

2. 动滑轮

简单机械与机械效率 · 初二
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 动滑轮是轴随物体一起移动的滑轮,实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。

从哪来 本节为初二物理力学起点,无前置知识点记录,直接基于生活经验与杠杆平衡条件引入。

为什么 动滑轮的轴心随重物移动,其支点位于绳子与滑轮边缘的接触点(瞬时支点)。动力作用在绳子自由端,阻力作用在轴心。从几何关系看,动力臂是滑轮直径(2r),阻力臂是滑轮半径(r)。根据杠杆平衡条件 $F_1 L_1 = F_2 L_2$,即 $F \cdot 2r = G \cdot r$,推导出 $F = \frac{1}{2}G$。因此,动滑轮通过增加动力臂长度来减小所需动力,代价是绳子自由端移动距离是物体上升高度的两倍($s = 2h$)。

讲法
适合:空间想象力强、喜欢直观演示的学生 讲法:动态拆解法 1. 让学生手持动滑轮,挂上重物,固定绳子一端,拉动另一端。 2. 提问:“此时滑轮绕哪个点转动?”引导学生发现绳子固定端与滑轮接触点为瞬时支点。 3. 用粉笔在黑板上画出滑轮、支点、动力臂(直径)、阻力臂(半径)。 4. 强调:因为动力臂是阻力臂的2倍,所以力减半。 5. 让学生用手比划“2倍”和“1倍”的长度,建立直观比例感。
讲法
适合:逻辑推理能力强、偏好数学推导的学生 讲法:杠杆模型法 1. 明确动滑轮本质是杠杆,支点在绳子固定端接触点。 2. 列出杠杆五要素:支点O、动力F(绳端)、阻力G(轴心)、动力臂L1=2r、阻力臂L2=r。 3. 代入杠杆平衡公式:$F \times 2r = G \times r$。 4. 解得 $F = G/2$。 5. 结合功的原理:$F \cdot s = G \cdot h$,因 $F=G/2$,故 $s=2h$,验证能量守恒。
讲法
适合:动手能力强、喜欢实验探究的学生 讲法:实验对比法 1. 设置两组实验:A组用定滑轮,B组用动滑轮,均提升相同重物。 2. 用弹簧测力计测量拉力,用刻度尺测量绳端移动距离和物体上升高度。 3. 记录数据:A组 $F \approx G$,$s = h$;B组 $F \approx G/2$,$s = 2h$。 4. 引导学生分析:为什么B组省力但费距离? 5. 结论:动滑轮省力一半,但多移动一倍距离,符合“省力必费距离”规律。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
用动滑轮将重200N的物体匀速提升2m,不计滑轮重及摩擦,求拉力F和绳端移动距离s。
变式
用动滑轮将重200N的物体匀速提升2m,已知动滑轮重20N,不计摩擦及绳重,求拉力F和绳端移动距离s。
试试手自己判
检测题
用动滑轮匀速提升重100N的物体,若动滑轮重10N,不计摩擦及绳重,求拉力F。若物体上升0.5m,求绳端移动距离s。
看答案和判分标准
答案:$F = 55\text{N}$,$s = 1\text{m}$。
判对标准:
1. 拉力计算正确:$F = \frac{1}{2}(100\text{N} + 10\text{N}) = 55\text{N}$(2分)。
2. 距离计算正确:$s = 2 \times 0.5\text{m} = 1\text{m}$(2分)。
3. 若拉力计算为50N(忽略滑轮重),得1分;若距离计算为0.5m,得0分。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›