文档内容
12.2 滑轮（教学设计）
年级 八年级 授课时间
课题 12.2 滑轮
1. 认识定滑轮和动滑轮。
教学
2. 知道定滑轮、动滑轮的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。
目标
3. 会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系。
本节是在学习了二力平衡、功和功率、杠杆这些知识的基础上进行的，是对
功和功率学习的延续，是对简单机械学习的深化。它为机械成效率的学习奠定了
基础，是本章的核心内容之一。
本节内容由“定滑轮和动滑轮”和“滑轮组”两部分构成。教学的重点是研
究定滑轮和动滑轮的特点，教学的难点是滑轮组。要引导学生完成好研究定滑轮
和动滑轮特点的实验，让学生亲身体验，找出定滑轮和动滑轮的特点，加深对滑
教材
轮的认识，并为学习滑轮组作好知识储备。
分析
学生通过实验总结出定滑轮、动滑轮的作用和特点后，要通过对比（是否省
力，是否可以改变力的方向，是否省距离）找出它们各自的优缺点，这样有利于
培养学生辩证地认识事物的意识和习惯。
对于滑轮组的特点，可在教科书的基础上进行必要的拓展，为学习滑轮组的
机械效率作好铺垫，分散教学的难点。另外，“科学世界”栏目介绍了轮轴和斜
面两种常见的简单机械，可以引导学生通过自主阅读对它们有所了解。
定滑轮、动滑轮、弹簧测力计、钩码、刻度尺等。
教学
器材 多媒体ppt，包含视频：《探究定滑轮的特点》、《探究动滑轮的特点》等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课
【播放图片，提出问题】
观看漫画并思
①胖子与瘦子在提米的过程中，使用了什么工具？为何会出现这种情况？
考问题，回忆
生活中的滑
轮，进入情
景，主动参与
到课堂学习②除了杠杆之外，滑轮也是一种常见的简单机械，它在日常生活中的应用
非常广泛。
中。
同学们在生活中还见过哪些滑轮？使用滑轮有什么特点呢？
今天我们一起学习《12.2滑轮》。
学习新课 一、 定滑轮和动滑轮
1. 滑轮
【播放图片，提出问题】观察滑轮的结构，什么是滑轮？
（1）滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮。
观察滑轮的结
构，认识定滑
轮和动滑轮。
滑轮 旗杆顶端的滑轮 起重机用的滑轮
【追问】旗杆顶部的滑轮与起重机下面吊物体的滑轮，它们在使用上有什么
不同呢?
【分析】国旗上升时，旗杆顶端的滑轮轴不随物体一起移动，叫定滑轮。货
物上升时，起重机下面的滑轮轴随物体一起移动，叫动滑轮。
（2）滑轮的分类滑轮有两种：定滑轮和动滑轮。
定滑轮 动滑轮
①定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮，叫定滑轮。
②动滑轮：使用时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。
2. 定滑轮
（1）实验：探究定滑轮的特点
【提出问题】
①使用定滑轮是否省力（或更费力）？
②使用定滑轮是否省距离（或费距离）？
③什么情况下使用定滑轮?
【设计实验】
分别使同一物体在不使用滑轮、使用定滑轮时匀速运动，记录整个过程需要
用力的大小、物体移动的距离及动力移动的距离、动力的方向，然后由数据分析
得出结论。
思考问题，设
【实验器材】铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计。 计并进行实
验，收集证
【进行实验】
据。
①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。
②使用定滑轮缓缓提升钩码，记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离
h 、拉力移动的距离s 及拉力的方向。
物 绳
③改变拉力的方向
分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码，观察拉力F、 F、 F、的
1 2 3
大小。把实验数据记入表格中。
④改变钩码的重力，重复上述实验。
⑤数据记录
物重 物体移 物体移动 拉力 拉力 拉力移动
G/N 动方向 距离h/m F/N 方向 距离s/m竖直 竖直
1 0.5 1 0.5
向上 向下
竖直
1 0.4 1 斜向下 0.4
向上 分析论证，归
纳出定滑轮的
竖直 竖直
1 0.6 1 0.6 特点。
向上 向下
【分析论证】
①拉力与重力的大小关系：F=G，即使用定滑轮不省力。
②拉力的方向：可以改变。
③拉力（绳末端）移动距离与钩码上升高度的关系：s =h
绳 物
【实验结论】使用定滑轮不省力，不省距离，可以改变力的方向。
（2）用滑轮是杠杆的变形研究定滑轮的特点
用杠杆的平衡
如图所示，定滑轮的轴心O为支点，动力臂l
1
与阻力臂l
2
都是滑轮的半径r。
条件推导出定
根据杠杆的平衡条件Fl=Fl，因为l＝l，所以F＝F＝G（不计摩擦）。 滑轮的特点，
11 22 1 2 1 2
知道定滑轮的
改变拉力方向，力臂不变，还是等臂杠杆，F＝G。所以使用定滑轮，无论拉
实质是等臂杠
力方向怎样改变，拉力的大小不变。
杆。
绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h相等：S =h
绳 物
定滑轮相当于如图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆AB组成，它实质上可
以看成是能够连续转动的等臂杠杆；所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方
向。
（3）用平衡力的知识研究定滑轮的特点
如图，在忽略摩擦的情况下，物体受到重力G和拉力F作用，由于物体匀速
上升，所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力，大小相等，即F=G。物体向上
运动，用力的方向却是向下，所以，使用定滑轮能改变力的方向。
结论：使用定滑轮不省力，可以改变力的方向。
用平衡力的知
识推导出定滑
轮的特点。
物体受到平衡力 例题1图【播放视频】——《探究定滑轮的特点》
【例题1】研究定滑轮的特点：
①在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测 观看视频，进
量的物理量是_______和________。 一步理解定滑
轮的特点。
②如图乙所示，分别用拉力F、F、F 匀速提升重物，则三个力的大小关系
1 2 3
是 。
③旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利，这是利用定滑轮
的特点。
做例题1并进
【答案】①拉力、重力；②F=F=F；③可以改变力的方向。 行交流回答。
1 2 3
【解析】①用如图甲所示装置研究定滑轮的特点，需要测量的物理量是弹簧
测力计对绳子末端的拉力和物体的重力.
②图乙是一个定滑轮，使用定滑轮不省力，所以F=F=F.
1 2 3
③定滑轮可以改变力的方向，能够方便我们升降国旗。
3. 动滑轮
（1）实验：探究动滑轮的特点
【提出问题】
①使用动滑轮是否省力（或更费力）？
②使用动滑轮是否省距离（或费距离）？
③什么情况下使用动滑轮?
【设计实验】分别使同一物体在不使用滑轮、使用动滑轮时匀速运动，记录
整个过程需要用力的大小、物体移动的距离及动力移动的距离、动力的方向，然
后由数据分析得出结论。
【实验器材】铁架台、动滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计。
【进行实验】
思考老师提出
的问题，与老
师共同设计实
验，并观看演
示实验（或学
生实验）。
①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。
②使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码，记录整个过程中用力大
小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。
③将测量结果填入表格。改变钩码的个数，重复上述实验过程。
实验数据：物重 物体移 物体移动 拉力 拉力移动
拉力方向
G/N 动方向 距离h/m F/N 距离s/m
竖直
2 0.4 1.1 竖直向下 0.8
向上
收集证据。
竖直
2 0.3 1.2 竖直向下 0.6
向上
竖直
1 0.2 0.6 竖直向下 0.4
向上
【分析论证】
①拉力与重力的关系：F＜G，即使用动滑轮省力。若不计动滑轮的重力及摩
擦力时，则拉力：F=G/2。
②拉力的方向：不能改变。 分析论证，归
纳出动滑轮的
③拉力（绳末端）移动距离S与钩码上升高度h的关系：s =2h 。
绳 物 特点。
【归纳结论】使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费距离。
（2）用滑轮是杠杆的变形研究动滑轮的特点
动滑轮相当于由图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆OA组成，它实质上可
以看成是能够连续转动的动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
如图所示，定滑轮O为支点，动力臂l 为滑轮的直径，阻力臂l 为滑轮的半 用杠杆的平衡
1 2
径，在不计摩擦和动滑轮重时，根据杠杆的平衡条件Fl=Fl： 条件推导出动
11 22
滑轮的特点，
因为l＝2l，所以F＝F＝G （不计摩擦和动滑轮重）
1 2 1 2 知道动滑轮的
绳子自由端移动的距离s 和物体升高的高度h 的关系：s =2h 实质是一个动
绳 物 绳 物
力臂为阻力臂
二倍的杠杆。
（3）用平衡力的知识研究动滑轮的特点
在忽略动滑轮的重力和摩擦的情况下，物体受到重力G和两段绳子的两个拉
用平衡力的知
力F的作用。由于物体匀速上升，所以两个拉力F跟物体的重力G是平衡力。
识推导出动滑
则：
轮的特点。
2F＝G，F=G
若考虑动滑轮的重力，忽略绳重、摩擦的情况下，由于物体匀速上升，所以
四个力平衡，满足： 2F＝（G + G ）， 所以 F=（G + G ）.
动 动
【播放视频】——《探究动滑轮的特点》
【例题2】一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑 观看视频，进
轮，均能将小汽车从泥潭中拉出，甲方式中滑轮的作用是改变力的方向；设两种 一步理解动滑轮的特点。
方式将汽车拉出的最小力分别是F、F，则F＞ F （均选填“＞”、“＜”或
1 2 1 2
“=”）。
做例题2，进
一步认识定滑
轮和动滑轮。
【解析】甲方式中的滑轮是一个定滑轮，不省力，可以改变力的方向。乙方
式中的滑轮是一个动滑轮，省力，不能改变力的方向。汽车受到的阻力为f 是不
变的，则F= f，F= f /2，所以F＞F.
1 2 1 2
学习新课 二、 滑轮组
1. 滑轮组
【提出问题】我们知道：定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。动滑轮
可以省力，但不能改变力的方向。能否得到这样一种机械，它既可以省力，又
可以改变力的方向呢？ 交流讨论，知
道由一个定滑
（1）滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合在一起，就构成了滑轮组。
轮和一个动滑
（2）两种简单的滑轮组 轮能组成两种
不同的滑轮
【提出问题】由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合?
组。
【分析】可以组成甲、乙所示的两个滑轮组，这两种绕线方法的不同之处：
①绳端的固定点不同：甲固定在动滑轮的轴上，乙固定在定滑轮的轴上。
②拉力的方向不同：甲通过动滑轮向上，乙通过定滑轮向下。
2. 滑轮组的特点
【提问】用如图甲、乙所示的滑轮组把重力为G的物体提高h，在不计绳
重、摩擦及动滑轮自重时，所用拉力F多大？拉力移动的距离s与物体升高的距
离h是什么关系？
（1）理论分析甲滑轮组的特点
与老师一起理
①用力情况：如下图甲所示，重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子
论分析由一个
1
都要承担物重，因为同一根绳子上的力相等，所以拉力的大小：F= G（忽略 定滑轮和一个
2
动滑轮组成的
动滑轮的自重与摩擦）。
两种滑轮组的
②距离情况：图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离 使用特点。为h时，则每段绳子都要缩短h，所以拉力移动的距离为2h。
【结论】拉力F=G /2，拉力移动的距离s=2h，使用该滑轮组省力费距离。
物
（2）理论分析乙滑轮组的特点
①用力情况：动滑轮上有三段绳子，每段绳子都要承担物重，因为同一根
1
绳子上的力相等，所以拉力的大小：F= G（忽略动滑轮的自重与摩擦）
3
②距离情况：图中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离
为h时，则每段绳子都要缩短h，三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走，所以拉
力移动的距离为s=3h.
【结论】拉力F= G /3，拉力移动的距离s=3h，使用该滑轮组省力费距
物
离。
（3）两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组
【提问】利用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组，怎样绕绳子？有几种 交流讨论，得
组装方法？所用拉力F各是多大？拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么 出由两个定滑
轮、动滑轮可
关系？
以组成两种滑
①有两种组合 轮组。
如图所示，可以组成丙、丁所示的两个滑轮组，这两种绕线方法的不同之
处：一是绳端的起点（固定点）不同，丙在定滑轮的钩上；丁在动滑轮的钩
上。二是拉力的方向不同，丙中拉力的方向向下，丁中拉力的方向向上。②分析两个滑轮组的特点（不计动滑轮重和摩擦） 进行交流讨
论，运用力的
1
如图丙所示，承担物重的绳子段数为4，所以拉力F= G，而最后那段从最 平衡知识，推
4
导出由两个定
上面的定滑轮绕下来的绳子只起到改变力的方向的作用，不承担物重。
滑轮、动滑轮
1 组成的两种滑
结论：F=
4
G；拉力移动的距离s=4h（4是动滑轮上绳子的段数）
轮组的特点。
如图丁所示，最后那段从下面的动滑轮绕上来的绳子也起到承担物重的作
用，承担物重的绳子段数为5，所以拉力F=G，而最后那段从最下面的动滑轮
绕下来的绳子也起到承担物重的作用。
结论：F=G；拉力移动的距离s=5h（5是动滑轮上绳子的段数）
（4）确定承担物重绳子段数n的方法（“分离法”） 找出确定承担
物重绳子段数
在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，只考虑与动滑轮相连的绳子段数，图
n的方法
甲所示的滑轮组中，绳子段数为n =4，则F=G，s=4h
（“分离
图乙所示的滑轮组中，与动滑轮相连的绳子段数为n =5，则 法”）。
F=G，s=5h
温馨提示：n是连接动滑轮的绳子段数。
3. 滑轮组的组装
（1）确定绕绳的有效段数 根据所学滑轮
组的特点，会
1 G s
根据 F= G 可得绳子的有效段数为n= ，也可以根据 s=nh得n= ， 组装滑轮组，
n F h
确定绕绳的有
计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。 效段数n。
例如，人用100N的力利用滑轮组将重为500N的物体提高（绳、滑轮的自重
及摩擦不计），则可以判断绳子的有效段数n=G/F=500N/100N=5。
会判断绕绳方
（2）绕绳方式的判断——“奇动偶定”
式的——“奇
动偶定”。
当承重的绳子段数n为偶数时，绳的起始端系在定滑轮的挂钩上；当n为奇
数时，绳的起始端系在动滑轮的挂钩上。这一原则可概括为“奇拴动，偶拴
定”。简称“奇动偶定”。会确定组装滑
轮组时定滑轮
与动滑轮的个
（3）动滑轮个数的确定
数。
当需要n段绳子承担物重时，需要动滑轮的个数N为
n-1 n
①N= （n为奇数时）；②N= （n为偶数时）
2 2
（4）定滑轮个数的确定
①施力方向向上（与物体运动方向相同）
a. n为偶数时，定滑轮比动滑轮少一个；
b. n为奇数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同。
②施力方向向下（与物体运动方向相反）
a. n为偶数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同；
b. n为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。
做例题3，运
用所学知识组
装滑轮组。
【例题3】利用图中的滑轮组，用200N向下的拉力将重为800N的物体匀
速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请在滑轮组上画出绳的绕法。做例题4，会
比较定滑轮、
动滑轮与滑轮
组的省力情
况。
【答案】见右图。
【解析】用200N向下的拉力将重为800N的物体匀速提升，绳、滑轮的自
重及摩擦不计，此滑轮组承担物重的绳子的段数为n=G/F=800N/200N=4
根据偶定奇动，用力方向向下，如图所示。
【例题4】分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和
摩擦，最省力的是（ A ）
【解析】A．承重绳子的段数n=3，则拉力F＝G
1
B．承重绳子的段数n=2，则拉力F＝G
2
C．定滑轮相当于等臂杠杆，则拉力F =G
3
D．动滑轮相当于省力杠杆，则拉力F＝G
4
综上，四种装置匀速提升同一重物，最省力的是A中的装置。
A B C D
学习新课 三 、 轮轴和斜面
除了杠杆和滑轮，简单机械家族中还有轮轴、斜面、螺旋等。
1. 轮轴
【根据图片进行讲解】
（1）轮轴的组成：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。 阅读教材有关
内容p ，与老
83
师共同分析归
纳出轮轴的省
力原理。
（2）轮轴的特点
【师生分析】轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。如图所示，轮
轴作为杠杆的支点在轴心0，轮半径R是动力臂，轴半径r是阻力臂。根据杠杆
的平衡条件FR = Fr得：FR = Gr，因为R >r，所以F
