师：同学们好，今天我们一起来学习八年级下册第六章第六节——探究滑轮的作用。大家看，这是武汉火神山医院的施工现场，现场有4000多名工人和100多台机器昼夜施工，仅用10天时间，火神山医院就交付使用了。同学们注意看，这些大型机械的上方都有一个很小的部件，这个部件就是今天我们要学习的滑轮。滑轮在生活中也随处可见，比如升旗时，旗杆顶部有滑轮；晾衣架顶部有滑轮；起重机起吊重物时也用到了滑轮。那什么是滑轮呢？滑轮由轮轴和框组成，周边有槽的轮绕着轴转动，所以周边有槽、绕轴转动的圆轮就是滑轮。它有什么作用？该如何使用？这就是我们这节课要学习的内容。
我们先来说说滑轮的使用方法，它可以分成两种。一种像旗杆顶部，使用滑轮时重物上升，滑轮的轴不随之移动，像这样的使用方式，我们称之为定滑轮。第二种，如起重机起吊重物时，重物上升，滑轮的轴也会随之上升，这样的滑轮我们称为动滑轮。定滑轮和动滑轮在使用时各有什么特点呢？前面我们学习过，机械可以省力、省距离或者改变施力方向，那定滑轮和动滑轮呢？首先我们来看定滑轮的作用，请看实验。
测出两个勾码的重力为1.0牛，组装定滑轮，记下钩码及绳自由端所在位置，匀速拉动绳自由端，读出弹簧测力计示数为1.0牛，再次记下钩码及绳自由端所在位置。重复以上操作，斜向下匀速拉动弹簧测力计，读出示数为1.0牛；水平匀速拉动弹簧测力计，读出示数也为1.0牛，测出勾码及绳自由端通过的距离。
我们把实验结果记录在表格中，一起来分析表格中的数据。首先看它能不能省力，物重都是1牛，拉力也是1牛，所以定滑轮不省力。那它能不能改变施力方向呢？物体移动方向竖直向上，拉力移动方向可以竖直向下、斜向下，也可以沿水平方向，所以它可以改变施力方向。再看它能不能省距离，物体移动距离都是0.1米，对应拉力移动距离也是0.1米，所以它也不省距离。这样我们总结一下，定滑轮不省力、不省距离，它的优点是可以改变施力方向。定滑轮为什么具有这样的特点呢？我们一起来看个实验。
这是一个定滑轮，现在我们将它变形后发现，它成了一个以轴为支点的杠杆，动力由手端绳子提供，阻力由钩码端绳子提供。
由刚才的实验我们知道定滑轮相当于一个杠杆，现在我们来进行理论分析。当竖直向下施加拉力时，我们画出它的力臂，发现L1和L2相等，都等于轮的半径。当斜向下拉伸时，我们做出它的力臂，发现L1仍然和L2相等，都等于轮的半径。根据前面所学的杠杆平衡条件F1×L1 = F2×L2，我们可以推导得出F1 = F2。所以定滑轮不省力，相当于一个等臂杠杆，它的优点是可以改变施力方向。那动滑轮又具有什么样的特点呢？我们一起来看个实验。
用弹簧测力计测出一个动滑轮的重力为0.1牛，组装动滑轮，提起重为1牛的两个勾码，竖直向上匀速拉动，记下钩码及绳自由端所在位置，拉动过程中读出示数为0.6牛，再次记下钩码及绳自由端所在位置。重复以上操作，提起重为2牛的4个勾码，读出示数为1.1牛；提起重为3牛的6个勾码，竖直向上匀速拉升，读出示数为1.6牛。
现在我们将实验结果记录在表格中。由于实验中动滑轮与下方钩码一起向上移动，所以可以将两者看作一个整体，表格中的物重即为钩码的重力和动滑轮重力之和。现在我们来分析动滑轮的作用。首先看它省不省力，第一组数据物重1.1牛，拉力为0.6牛；第二组数据物重2.1牛，拉力为1.1牛；第三组物重3.1牛，拉力为1.6牛，我们发现它可以省力。仔细观察，我们发现拉力近似为物重的一半。为什么不是一半而是近似一半呢？因为我们在拉起物重和动滑轮的同时，还要克服绳子和动滑轮之间的摩擦力。所以如果不计摩擦，此时拉力F应该等于物体重力与动滑轮重力之和的一半，使用动滑轮可以省力。
再看它能不能改变施力方向，物体移动方向都是竖直向上，拉力方向也都是竖直向上，所以它不可以改变施力方向。那它能不能省距离呢？物体移动距离0.1米，拉力移动距离都是0.2米，它不但不省距离，而且拉力移动距离是物体移动距离的两倍，即s = 2h，所以它不但不省距离，还费距离，同时它也不能改变施力方向。由前面的分析我们知道定滑轮相当于一个等臂杠杆，那动滑轮相当于一个什么样的杠杆呢？我们也来看一下实验。
这是一个动滑轮，现在我们将它变形，变形后我们发现它也成了一个杠杆，动力由手拉端绳子提供，阻力由钩码端绳子提供，支点在杠杆的另一端。
通过刚才的实验我们发现动滑轮相当于一个省力杠杆，现在我们进行理论分析。当竖直向上匀速拉动时，拉力F1，阻力F2，支点为O。我们做出它的力臂，发现动力臂L1是轮的直径，阻力臂L2是轮的半径，所以L1 = 2L2。根据杠杆平衡条件，我们可以推出F1 = 1/2F2。所以动滑轮就是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它可以省一半的力。
由刚才的分析我们知道，动滑轮可以省力，定滑轮可以改变施力方向。现在我既想省力又想改变施力方向，该怎么办呢？我们可以将两者组合在一起。还有其他组合方式吗？我们将两个滑轮竖直放置，绳子从定滑轮一端挂出，绕过动滑轮，再绕向定滑轮。能不能再向下方的动滑轮绕呢？注意，一个轮子绳子只能绕一圈。还有没有第三种绕法呢？
有的同学受到启发，说从定滑轮挂钩端连出，那可不可以从动滑轮挂钩端连出呢？我们来试一下，这种组装方式也可以。将动滑轮和定滑轮组装在一起，我们就把它称为滑轮组。这样的组装方式能不能满足我们既省力又改变施力方向的需求呢？现在我们来看一下实验。