资源描述
杠杆，是一种常见的简单机械。除了杠杠杆，是一种常见的简单机械。除了杠杆之外，滑轮、轮轴、斜面等也是简单杆之外，滑轮、轮轴、斜面等也是简单机械，在生活中的应用也很广泛。机械，在生活中的应用也很广泛。有什么科学道理有什么科学道理生活中的滑轮生活中的滑轮滑轮滑轮滑轮滑轮 1 1、认识定滑轮和动滑轮认识定滑轮和动滑轮 2 2、知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用 3 3、会根据要求使用和组装滑轮组会根据要求使用和组装滑轮组 4 4、了解其他简单机械的一些应用了解其他简单机械的一些应用滑轮结构滑轮结构轴轴轮轮滑轮滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮有一袋粮食，想把它从一楼提到四楼，有哪些办法？有一袋粮食，想把它从一楼提到四楼，有哪些办法？思 考一滑轮分类1、轮的边缘有槽；、轮的边缘有槽；2、轴固定不动；、轴固定不动；特征：特征：特征：特征：定义：使用时滑轮的轴固定不动的叫做定义：使用时滑轮的轴固定不动的叫做定定滑轮滑轮定义：定义：使用时滑轮的轴随使用时滑轮的轴随重物一起移动的叫做动滑重物一起移动的叫做动滑轮轮特征特征：轴随物体一起移动轴随物体一起移动二二探究动滑轮与定滑轮的特点探究动滑轮与定滑轮的特点定滑轮定滑轮的特点的特点1、使用定滑轮拉物体、使用定滑轮拉物体2 仔细观察实验，注意力的方向及大小仔细观察实验，注意力的方向及大小 定定 滑滑 轮轮表格实验次实验次数数钩码所受的钩码所受的重力重力G/N绳子末端绳子末端拉动的方向拉动的方向弹簧测力计弹簧测力计的示数的示数F/N11竖直向下竖直向下121斜向下斜向下131水平水平143竖直向下竖直向下354竖直向下竖直向下4使用定滑轮的特点1.1.拉力的方向拉力的方向2.2.拉力的大小拉力的大小3.3.拉力作用点拉力作用点 移动的距离移动的距离改变拉力的方向改变拉力的方向不省力不省力不省距离不省距离小结小结:缺点：缺点：使用定滑轮不省力也不费力，使用定滑轮不省力也不费力，优点：优点：但可以改变动力的方向，但可以改变动力的方向，。充实你的笔记充实你的笔记 动滑轮的特点动滑轮的特点 动动 滑滑 轮轮表格表格实验次实验次数数钩码所受钩码所受的重力的重力G/N施力的施力的方向方向弹簧测力计弹簧测力计的示数的示数F/N11竖直向上竖直向上0.523竖直向上竖直向上1.534竖直向上竖直向上2实验次实验次数数钩码所受钩码所受的重力的重力G/N施力的施力的方向方向弹簧测力计弹簧测力计的示数的示数F/N12竖直向上竖直向上1.223竖直向上竖直向上1.734竖直向上竖直向上2.2分析：分析：思考：思考：上表中的数据与所得结论不符，仅是由上表中的数据与所得结论不符，仅是由于误差造成的吗？于误差造成的吗？由于滑轮自身具有重力。由于滑轮自身具有重力。G0=0.4NGG0F此时此时F=（G+G0）21使用动滑轮的特点1.1.拉力的方向拉力的方向2.2.拉力的大小拉力的大小3.3.拉力作用点拉力作用点 移动的距离移动的距离拉力的方向不改变拉力的方向不改变省力省力费距离费距离小结小结:优点：优点：在使用动滑轮拉物体时在使用动滑轮拉物体时,可以省力可以省力,缺点：缺点：但拉力的方向不改变。但拉力的方向不改变。充实你的笔记充实你的笔记三定动滑轮实质F1F2OL1=L2F2F1OL1=L2L1L2L1L2定滑轮的实质定滑轮的实质定滑轮实质是一个定滑轮实质是一个等臂杠杆等臂杠杆OL1L2L1=2L2动滑轮的实质动滑轮的实质动力臂是阻力动力臂是阻力臂臂2倍的倍的省力省力杠杆杠杆F1F2思考题：思考题：1：使用：使用定定滑轮的滑轮的好处好处是。是。2：使用：使用动动滑轮的滑轮的好处好处是。是。能否利用能否利用定定滑轮和滑轮和动动滑轮的滑轮的优点优点把它们把它们组合组合起来起来，使它们即省力又方便呢？，使它们即省力又方便呢？能。把它们组合成能。把它们组合成滑轮组滑轮组。改变用力的方向改变用力的方向省力省力四滑轮组特征：特征：1、由几个滑轮用不同方、由几个滑轮用不同方式组合起来使用的叫滑式组合起来使用的叫滑轮组；轮组；2、既可以改变用力的方、既可以改变用力的方向，又可以省力。向，又可以省力。滑轮组至少需滑轮组至少需2 个滑轮才能个滑轮才能称做滑轮组。称做滑轮组。滑轮组滑轮组特点特点由由一个一个定定滑轮和一个滑轮和一个动动滑轮组成。滑轮组成。FFFGGG实验结果：实验结果：12FG13FG12FG拉力拉力F的大小的大小与与吊吊起起动滑轮动滑轮的绳子股数的绳子股数n有关。有关。n=2n=2n=3实验表明实验表明:使用滑轮使用滑轮组吊重物时，组吊重物时，若动滑若动滑轮重和摩擦不计轮重和摩擦不计，动，动滑轮被几股绳子吊起，滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重的所用力就是物重的几几分之一分之一。即：即：F=G/n每物体各由几段绳子承担？每物体各由几段绳子承担？FFFGGG拉力移动的距离拉力移动的距离 s和物体移动的和物体移动的距离距离 h的关系：的关系：s n nh 1.1.F=G物物 /n 中，中，有几段绳子与动滑轮相连，有几段绳子与动滑轮相连，n n就为几；就为几；2.s=2.s=nhnh中中 重物上升重物上升h h高度，绳子自由端要移动高度，绳子自由端要移动nhnh距离。距离。1nF=G物物（不计摩擦、绳重和动滑轮重）（不计摩擦、绳重和动滑轮重）F=(G物物+G动动)（不计摩擦、绳重）（不计摩擦、绳重）1n充实你的笔记充实你的笔记3.3.力的关系力的关系G物物G物物G物物G物物n=n=n=n=n=n=F=F=F=F=F=F=F=F=F=F=F=F=不计摩擦、绳重和动滑轮的自重时不计摩擦、绳重和动滑轮的自重时不计摩擦、绳重时不计摩擦、绳重时(动滑轮的自重为动滑轮的自重为G动动)：152324G物物G物物/2G物物/2G物物/3G物物/5G物物/4口诀：口诀：“奇动奇动 偶定偶定”段数与什么有关段数与什么有关?滑轮组的绕法滑轮组的绕法口诀：口诀：“奇动奇动 偶定偶定”，即奇数段绳子，即奇数段绳子就从动滑轮开始绕线，偶数段绳子就就从动滑轮开始绕线，偶数段绳子就从定滑轮开始绕线。从定滑轮开始绕线。滑轮组的绕线原则：滑轮组绕绳方法的口诀是滑轮组的绕线原则：滑轮组绕绳方法的口诀是“奇栓动，偶栓奇栓动，偶栓定定”，意思是说当拉力是总重的奇数分之一时，绳子的固定端栓在动，意思是说当拉力是总重的奇数分之一时，绳子的固定端栓在动滑轮上方的钩子上，向上由内向外绕线，当拉力是总重的偶数分子一滑轮上方的钩子上，向上由内向外绕线，当拉力是总重的偶数分子一时，绳子的固定端栓在定滑轮的钩子上，向下由内向外绕过动滑轮时，绳子的固定端栓在定滑轮的钩子上，向下由内向外绕过动滑轮FFF=1/2GF=1/3G绳子的绕法：绳子的绕法：当当n n为偶数时，为偶数时，绳子的起端在定滑轮上；绳子的起端在定滑轮上；当当n n为奇数时，为奇数时，绳子的起端在动滑轮上。绳子的起端在动滑轮上。2.根据F与G的大小关系画出绕线省力机械，费距离省力机械，费距离费力机械，省距离费力机械，省距离既省力又省距离的机械是不存在的既省力又省距离的机械是不存在的F.知识拓展知识拓展1NGfT实验表明实验表明,使用滑轮组使用滑轮组拉拉重物时重物时,若动若动滑轮重和摩擦不计滑轮重和摩擦不计,动滑轮动滑轮被几股绳被几股绳子子拉拉住住,所用的力就是物体与接触面所用的力就是物体与接触面摩擦力摩擦力的几分之一。即的几分之一。即1nFf如图所如图所示，物体示，物体A重重G80N，在，在F60N拉力拉力下下匀速匀速前进，此时物体前进，此时物体A受到的受到的摩擦力等于摩擦力等于N。（。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fTNG1:竖直方向竖直方向上有一对上有一对平衡力平衡力N和和G2:水平方向水平方向上有一对上有一对平衡力平衡力T和和fG=N=80NT=f=120N12Ff因为因为所以所以f=2F=120N综合分析得：综合分析得：120N知识拓展知识拓展2若若动滑轮重动滑轮重G/不不能忽略能忽略，那么图，那么图中的拉力中的拉力F应等应等于多少？于多少？G/GF例例 题题 分分 析析GG例例1.根据要求根据要求,画出下列滑轮组的绕法画出下列滑轮组的绕法省一半力省一半力 省省2/32/3的力的力拉力向下拉力向下例例2.2.如如图图所所示示，物物重重100N,100N,不不计计摩摩擦擦、绳绳重重及及动动滑滑轮轮重重，求拉力求拉力F F的大小。的大小。例例 题题 分分 析析例例 题题 分分 析析例例3.如图所示，物体如图所示，物体A重为重为100N,挂挂重物的钩子承受的拉力是重物的钩子承受的拉力是N。人匀速拉绳子的力是人匀速拉绳子的力是N（动动滑轮自重不计滑轮自重不计）10050例例 题题 分分 析析例例4.用滑轮组将一物体提起用滑轮组将一物体提起，需要用，需要用100N 的力的力(动滑轮、动滑轮、绳子自重和摩擦均不计绳子自重和摩擦均不计)。物体重为多少时，物体重为多少时，F才才能匀速提起物体？能匀速提起物体？若物体被提升若物体被提升1.5 m，需，需将绳子向上拉多少米？将绳子向上拉多少米？例例 题题 分分 析析例例5.5.如图所示，物体如图所示，物体A A重重G G80N80N，在在F F60N60N拉力下匀速前进，此时物拉力下匀速前进，此时物体体A A受到的摩擦力等于受到的摩擦力等于N N。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fTNGF FF答答答答案案案案：4.4.一一辆辆汽汽车车陷陷入入泥泥泞泞之之中中，请请你你用用最最小小的的力力将将它它拉拉出出来来，试试画画出出滑滑轮轮组组的的绕绕法法。已已知知车车重重6 610104 4N N，地地面的阻力为车重的面的阻力为车重的针对性训练针对性训练1/41/4，如果不计滑轮重、绳重及摩，如果不计滑轮重、绳重及摩擦，则需要的拉擦，则需要的拉力至少多大？力至少多大？(c )(a)(d)交流讨论交流讨论(b)如图所示的四个如图所示的四个滑轮组滑轮组中，图可中，图可省省一半力一半力，图，图最最费力费力，图和，图和图图用力大小一样用力大小一样。(c )(a)(d)交流讨论交流讨论(b)如图所示的四个如图所示的四个滑轮组滑轮组中，图可中，图可省省一半力一半力，图，图最最费力费力，图和，图和图图用力大小一样用力大小一样。FFFGGG12FG13FG12FGn=2n=2n=3勇攀高峰勇攀高峰用用如如图图所所示示的的滑滑轮轮组组将将一一重重为为300N300N的的物物体体提提起起，如如果果使使用用的的动动滑滑轮轮重重30N30N(绳子自重和摩擦均不计绳子自重和摩擦均不计)。F至少是多少才能匀速提起物体？至少是多少才能匀速提起物体？若物体被提升若物体被提升1.5 m，需将绳子向，需将绳子向上拉多少米？上拉多少米？若再拉一个物体若再拉一个物体G，拉力，拉力F增大到增大到130 N才能将物体匀速提起，则重物才能将物体匀速提起，则重物G重多少？重多少？使用滑轮组时，使用滑轮组时，动滑轮动滑轮被几股绳子吊起被几股绳子吊起，所用力，所用力就是就是物重和动滑轮物重和动滑轮的几分之一即的几分之一即1nFG思考题：思考题：在左图所示的滑轮组中，在左图所示的滑轮组中，(a)(a)若动滑轮若动滑轮重重GG不计不计，拉力，拉力F F是多少？是多少？(b)若动滑轮若动滑轮重重G不能不能忽略，那么图中忽略，那么图中的拉力的拉力F应等于多少？应等于多少？G/GF15FG15F(G+G/)分析：分析：图中吊起动滑轮的绳子股数为图中吊起动滑轮的绳子股数为5根据图中的省力要求，画出滑轮组的绕法根据图中的省力要求，画出滑轮组的绕法根据图中的省力要求，画出滑轮组的绕法根据图中的省力要求，画出滑轮组的绕法练习练习小结：小结：滑轮滑轮定滑轮：定滑轮：（1）使用特点：可以改变动力的方向，不省力也不费）使用特点：可以改变动力的方向，不省力也不费 力；不省距离也不费距离力；不省距离也不费距离（2）实质：是一个等臂杠杆）实质：是一个等臂杠杆动滑轮：动滑轮：（1）使用特点：能省一半力，但不能改变动力的方向；）使用特点：能省一半力，但不能改变动力的方向；要多移动一倍距离要多移动一倍距离（2）实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆）实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆F=1/2G s=2h 滑轮组滑轮组（2 2）使用优点：既可省力，又可改变动力的方向；）使用优点：既可省力，又可改变动力的方向；但不能既省力又省距离但不能既省力又省距离动滑轮动滑轮被几股绳子吊起被几股绳子吊起，所用力就是所用力就是物重和动滑轮物重和动滑轮的几分之一的几分之一（3 3）公式：）公式：总总n（物物动滑轮动滑轮）n （不计滑轮摩擦）（不计滑轮摩擦）（1 1）s snhnh F=G s=h 巩固练习：巩固练习：1 1：如下图：如下图(a)(a)所示，物体所示，物体B B重重100N100N，在力，在力F F作用下作用下匀速上升时，匀速上升时，F F应等于应等于N N。（不计摩擦）。（不计摩擦）图(a)F2:如上图如上图(b)所示所示,物体物体A重为重为100N,挂重物的钩子挂重物的钩子承受的拉力是承受的拉力是N.人匀速拉绳子的力是人匀速拉绳子的力是N（动滑轮自重（动滑轮自重及摩擦及摩擦不计）不计）图(b)100100503:如图所示的四个滑轮组中，图可省一半力，图如图所示的四个滑轮组中，图可省一半力，图最费力，图和图用力大小一样。最费力，图和图用力大小一样。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)4 4、已知物与滑轮总重、已知物与滑轮总重G G，求下列各情况的，求下列各情况的F(F(不考虑不考虑摩擦摩擦)FFFFFF=1/5GF=1/4GF=1/4GF=1/2GF=1/3G答案：答案：学生练习5.5.观察人们利用简单机械的情景。其中，甲的目观察人们利用简单机械的情景。其中，甲的目的是的是_，乙的目的是，乙的目的是_。图甲图甲图乙图乙省力省力 改变力的方向改变力的方向 学生练习6.6.用滑轮组提升重用滑轮组提升重1000N1000N的物体的物体A A。如果每个滑轮。如果每个滑轮重重50N50N，绳子能承受的最大拉力为，绳子能承受的最大拉力为500N500N，请在图，请在图中画出绕绳方法。中画出绕绳方法。学生练习7.7.使用一个定滑轮将一重物提升使用一个定滑轮将一重物提升2 2m，则绳子自由，则绳子自由端拉过的距离为端拉过的距离为_ m；如果改用一个动滑轮；如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样的高度，则绳子自由端来提升重物，且提升同样的高度，则绳子自由端拉过的距离为拉过的距离为_ m。2 2 4 4 8.如如图所示图所示,物体物体A重重G80N,在在F60N拉力下拉力下匀速前进匀速前进,此时物体此时物体A受到的摩擦力等于受到的摩擦力等于N.（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fNTG1:竖直方向竖直方向上有一对上有一对平衡力平衡力N和和G2:水平方向水平方向上有一对上有一对平衡力平衡力T和和fG=N=80Nf=T=120N因为因为 T=2F=120N1209.如图所示，如图所示，匀速拉动物体时，匀速拉动物体时，拉力拉力F的大的大小等于。小等于。（重力为（重力为G，摩擦力为，摩擦力为f不计绳子与滑轮的摩擦）不计绳子与滑轮的摩擦）F.13FffNGT10.小强想把一货物吊到楼上去，已知货物重小强想把一货物吊到楼上去，已知货物重1000 N，小强最大的拉力为，小强最大的拉力为300 N，如果使用滑轮组，如果使用滑轮组，至少需要几个滑轮？如何装配？至少需要几个滑轮？如何装配？11.用右下图示所示的滑轮组提升重物，若拉力用右下图示所示的滑轮组提升重物，若拉力F将将绳子的自由端移动绳子的自由端移动1.5m时，重物升高时，重物升高 0.5m,请你请你在图中画出绳子绕法。在图中画出绳子绕法。n=s/h=1.5m/0.5m=3Fn=G/F=1000N/300N=3.3轮轴和斜面轮轴和斜面是日常生活中的简单机械 轮轴轮轴由（外围的）轮和由（外围的）轮和（中间的）轴组成（中间的）轴组成的能绕轴心转动的的能绕轴心转动的简单机械叫轮轴简单机械叫轮轴。轮轴车把、方向盘、水龙头、扳手、卷扬机等车把、方向盘、水龙头、扳手、卷扬机等打蛋器、门把手、螺丝刀、转笔刀等打蛋器、门把手、螺丝刀、转笔刀等轮轴的原理轮轴的原理a.动力臂为轮半径动力臂为轮半径R，b.阻力臂为轴半径阻力臂为轴半径r。Rr轮轮轴：实实质质可可看看做做是是一一个个可可以以连连续续转转动动的的杠杠杆杆，动动力力作作用用在在轮轮上上可可省力。省力。平衡时有平衡时有F F1 1R R=F=F2 2r r 斜面也是一种省力机械斜面也是一种省力机械其他斜面其他斜面斜面斜面斜面斜面斜面:（供轮椅通行的斜坡、盘山公路、螺丝（供轮椅通行的斜坡、盘山公路、螺丝）斜面斜面省力省力,并且斜面越长越省力。并且斜面越长越省力。
展开阅读全文