师：同学们，今天我们一起来学习第十一章简单机械和功的第二节滑轮第一课时。大家思考一下，正在装修的小明家新买了些装修建材，想搬上四楼，却没有合适长度的梯子，该怎么方便地把建材搬上楼呢？能不能用之前学的杠杆？那可能得要一根很长的杠杆，甚至还得像之前一位物理老师那样启用吊车把杠杆吊起，这很不方便。那该怎么办呢？这就需要我们了解另一种简单机械——滑轮。那又该如何利用滑轮把较长的木料搬上四楼呢？滑轮有哪些特点？带着这些疑问，我们一起走进今天的学习。

　　首先，我们来认识不同的滑轮。滑轮的主要部分是能绕轴转动的轮子。有一种滑轮，当物体上升或下降时，滑轮绕自己的轮轴转动，而轴的位置固定不动，不会随物体一起上升或下降，这种滑轮我们称为定滑轮。还有一种，当物体上升或下降时，滑轮同样绕自己的轮轴转动，同时轮轴的位置会随物体一起上升或下降，这种滑轮我们叫做动滑轮。

　　生活中有很多地方用到滑轮，比如旗杆顶部安装的就是定滑轮，高楼大厦电梯顶部也有定滑轮，而右图中提升物体用的是动滑轮。不同场所因条件限制或需求不同，可能会安装不同种类的滑轮。比如升旗时要考虑拉力方向，因为只能站在地面向下拉；工人提升物体时要考虑力臂大小是否满足等。

　　那么，定滑轮和动滑轮各有哪些特点呢？下面我们通过实验来探究滑轮的特点。探究定滑轮特点时，主要从使用目的角度，也就是拉力大小和拉力方向的角度进行探究。为使探究结论更具普遍性，实验中一般至少完成3次探究。注意，表格设计时物理量的单位要统一写在物理量名称后面。

　　探究时，先测出被提升物体——钩码所受的重力。这里用两个钩码，测出重力为1牛。接着用定滑轮提升这两个钩码，测出拉力并记下拉力方向。此时一定要匀速拉动弹簧测力计，让钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数为1.1牛，拉力方向向下。第二次提升4个钩码，同样匀速拉动，读出弹簧测力计示数，所测钩码重2牛，弹簧测力计示数为2.2牛，拉力方向还是向下。第三次提升6个钩码，依旧匀速拉动使钩码匀速上升，读出拉力，此时钩码重力为3牛，拉力为3.3牛，拉力方向依然向下。

　　通过实验，从力大小和方向角度总结使用定滑轮的特点。对比三次数据，弹簧测力计拉力和钩码所受重力近似相等，拉力方向都向下。所以从力大小角度说，使用定滑轮不能省力。但不使用定滑轮就得施加向上的拉力，使用定滑轮后能施加向下的拉力，因此可以说使用定滑轮不能省力，但能改变施力方向。

　　同学们，定滑轮实质上是一个变形的杠杆。定滑轮转动时围绕轮轴位置转动，轮轴位置就是定滑轮的支点。我们假定左边绳子拉力为阻力，右边绳子拉力为动力，作出两次拉力的力臂，会发现动力臂和阻力臂都等于滑轮半径。所以定滑轮实质上是一个等臂杠杆。改变拉力方向，比如倾斜或增大倾斜角，甚至变成水平，拉力沿其他方向时，力臂也都等于滑轮半径。因此，定滑轮使用时始终相当于一个等臂杠杆，拉力大小始终等于重物重力大小。

　　再看刚才表格数据，实验中弹簧测力计示数比钩码所受重力略大，这是因为滑轮转动时，滑轮与轮轴、滑轮与细绳之间存在一定摩擦。

　　通过分析可知，使用定滑轮不仅能把拉力由竖直向上改成竖直向下，也能改成沿其他方向。归纳起来就是使用定滑轮不省力，但能改变施力方向。如果物体上升高度为h，绳子移动距离为s，s与h满足s = h，即拉力移动距离等于物体上升高度。

　　看个问题，如图所示滑轮是定滑轮，物重10牛，忽略滑轮摩擦，弹簧测力计在a位置时示数为10牛。若手拉弹簧测力计在a、b、c三个不同位置，拉力FA、FB、FC大小关系如何？在忽略摩擦情况下，拉力大小等于物体重力大小，所以FA = FB = FC。这就是定滑轮的特点。