资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/5/24,#,6.6,探究滑轮的作用,六安市叶集区孙岗中学,董瑞明,温故知新,杠杆的平衡条件：,F,1,L,1,=F,2,L,2,当,L,1,L,2,时，,F,1,F,2,省力,杠杆，省力，但费距离,；,当,L,1,L,2,时,，,F,1,F,2,费力,杠杆，费力，但省距离；,当,L,1,=L,2,时,，,F,1,=F,2,等臂,杠杆，既不省力，也不省距离。,既,省力又省距离的杠杆是不存在,的。,情境引入,新课,学校升旗仪式时，站在地面上的人向下拉绳子，国旗就徐徐升起来。国旗顶端安装了一个什么装置可以帮助他把国旗升上去呢？,国旗顶端安装了一个叫,滑轮,的装置,滑轮,的,应用,认识滑轮,轴,框,轮,这种周边有槽、,绕轴心转动,的圆轮叫做,滑轮,。,要,把钢材、木料、水泥,等建筑材料运,到,楼上，通常,会怎样做呢？,一,、动滑轮和,定滑轮,活动,1,：用滑轮把钩码,提起来,方案二,方案一,滑轮,的,分类,使用时，轴,固定不动,定滑轮,使用时，轴和重物,一起移动,动滑轮,二,、探究两类滑轮的,作用,分别,用动滑轮和定滑轮提起,质量相等,的钩码，拉力的大小相等吗？,活动,2,：两类滑轮的,比较,A,：使用定滑轮有什么,好处,使用定滑轮提升物体应“匀速。,改变拉力的方向，拉力,大小变化,吗？,实验次数,钩码的,重力,G/N,绳子末端,拉动的方向,弹簧测力计,的示数,F/N,1,2,3,4,5,2,竖直向下,竖直向下,竖直向下,2,2,2,2,2,斜向下,水平,4,4,3,3,使用,定滑轮,不能省力，也不能省距离，但可以,改变施力的,方向,。,B,：使用动滑轮有什么,好处,实验次数,钩码所受的重力,GN,施力的,方向,弹簧测力计的示数,F,N,1,2,竖直向上,1.2,2,3,竖直向上,1.7,3,4,竖直向上,2.2,3.4,4.4,2.4,G,0,0.4N,使用动滑轮可以省力，但不能改变施力的方向；考虑动滑轮自身的重力，F=G+G动/2,活动,3,：,:,使用滑轮的理论,分析,定滑轮,的,实质,转轴固定不动，相当于支点,O,，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。,O,G,F,r,r,Fr,=G,r,F=G,定滑轮相当于一个,等臂杠杆,，因此,，不省力也不费力,。,如果考虑绳子与定滑轮之间的摩擦，那么 FG。,如果改变拉定滑轮的方向呢？,斜,着拉时,，定滑轮仍旧是,等臂杠杆,，既不省力也不费力。,定滑轮,的,特点,定滑轮可以改变用力方向；,定滑轮既不省力也不费力,，且不,省距离；,本质上，定滑轮相当于一个,等臂杠杆,。,O,O,G,F,F,G,O,G,F,动滑轮实质,O,G,F,2r,r,F2r,=,G,r,F=,G/2,动滑轮,相当于一个动力臂是阻力臂二倍的,省力杠杆,，因此能省一半,力。,使用,动滑轮时,，实际上存在,动滑轮重及绳子与动滑轮之间的,摩擦，,因此,，,F,G/2.,F,2,F,1,G,L,1,L,2,O,F,1,L,1,假设拉力F沿斜上方拉，不计定滑轮重及摩擦时，F=G/2吗？,要,使动滑轮省一半的力，必须使绳子沿,竖直,方向,向上拉。,动力臂,L,1,减小,动力,F,增大,动滑轮,的,特点,动滑轮不能,改变用力,方向；,动滑轮能,省一半力,，但,费一倍,距离，即：,F,=,G/2,，,s,=2h,本质上,，动滑轮相当于,一个动力臂为,阻力臂,2,倍,的,省力杠杆,。,三,、,滑轮组,使用,定滑轮,能改变力的方向，但不能省力；使用,动滑轮,能省力，但不能改变力的方向。,我们能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使其既可以改变力的方向，又能省力呢,活动,4,：使用滑轮组时拉力与物重的,关系,把,一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？把你的方案画出来。,F,G,F,G,G,F,进展实验与收集数据：,实验,次数,钩码的,重力,G/N,动滑轮的重力,G,0,/N,弹簧测力计,的拉力,F/N,吊起动滑轮的,绳子股数,n,1,3,0.4,1.7,2,3,0.4,1.7,3,3,0.4,1.2,2,2,3,1,2,F,=,G,1,2,F,=,G,1,3,F,=,G,1,n,F,=,G,得出,结论：,滑轮组拉力,F,的大小与吊起动滑轮的绳子股数,n,有关。动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重的,几分之一,。,即,F,=,1,n,(,G,物,G,轮,),由于,存在,动滑轮重,及绳子与滑轮之间的,摩擦,在,不记摩擦的情况下，,滑轮组中,同,一条绳上,各处拉力大小相等,。,G,F,=,1,n,G,滑轮组,的,特点,滑轮组集中了,动滑轮,和,定滑轮,的优点，,既能省力，又能改变力的方向。,判断滑轮组绳子的股数的方法：“横线切割法,拉力,F,(,绳子自由端,),移动,距离,s,是物体上升高度,h,的,n,倍，即,:,s=nh,。,F,=,G,4,1,F=,G,2,1,F,=,G,3,1,F,=,G,5,1,滑轮组,的绕,法,绕绳的起点：,偶定奇动,组装,滑轮组的,方法,一,根绳子最多能承受,210,3,N,的力，用这根绳子匀速提起重力为,8.210,3,N,物体，不计滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。,组装滑轮组的步骤：,根据,F=G/n,得出,n=G/F,，,求出绳子,的,股,数,n;,此题n=(8.2103N)/(2103N)=4.1,应该用 5 股绳子来承担物重；,可以选择,2,个定滑轮和,2,个动滑轮组装滑轮组，也可以选择,2,个动滑轮和,3,个定滑轮组装,滑轮组。,G,轮,G,物,F,F,=,1,5,G,物,F,=,1,5,(,G,物,G,轮,),例题：,在右图所示的滑轮组中，(a)假设动滑轮重G轮不计，拉力F是多少？,(b)假设动滑轮重G轮不能忽略，那么图中的拉力F应等于多少？,分析,：图中吊起动滑轮的绳子股数,为,5,信息浏览,F,2,l,1,=,R,l,2,=,r,O,F,1,轮轴,和,斜面,杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为,轮轴,。,1,、,轮轴,1汽车的方向盘：,从上往下看，可画成以下图:,动,力臂大于阻力臂,省力,杠杆。,F,2,l,1,=,R,l,2,=,r,O,F,1,从右往左看，可画成以下图:,2井上的辘轳,动,力臂大于阻力臂,省力,杠杆。,F,2,l,1,=,R,l,2,=,r,O,F,1,3水龙头,从上边看下去，也可画成以下图:,动,力臂大于阻力臂,省力,杠杆。,4其他轮轴,船舵,门的,把手,螺丝刀,自行车,的,踏板,活动扳手,F,1,F,2,r,R,轮轴,的,特点,在,轮轴中，动力臂是轮的半径,R,，阻力臂是轴的半径,r,。,F,1,R,F,2,r,F,1,/F,2,=r/R,动力,作用在,轮,上，轮轴是一个,省力杠杆,，但,费距离,。,如果,动力作用在,轴,上，轮轴又将起到什么作用？,轮轴,实质可看做是一个可以,连续转动的,杠杆,。,2,、,斜面,斜面,也是一种省力,机械,。,甲,20cm,20cm,20cm,乙,丙,将,玩具车升高,20cm,，甲最费力，丙最,省力。,盘山,公路就是根据这一原理修建的。,斜面,越,缓越,省力。,课堂练习,1、如图，用滑轮将重物提起，弹簧测力计示数为5N，人拉绳所用力F是 N，物体和滑轮的总重力是 N。不计滑轮和绳的摩擦,5,10,2,、物体,A,在拉力,F,的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为,10N,，那么拉力,F,为多少,N,？,F,A,F,F,2,F,1,F,1,=F,2,F=F,1,+F,2,F=20N,F,甲,F,乙,3、如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。物体重力都是60N，那么：,1不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力F甲、F乙分别是多少N？,2如果物体被提升了2m，那么绳子自由端移动的距离S甲、S乙分别是多少m？,4、如上图所示,物体重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是 N.人匀速拉绳子的力是N动滑轮自重不计,5,0,100,(a),(b),(c),(d),5、如下图的四个滑轮组中，图 可省一半力，图 最费力，图 和图 用力大小一样。,(b),(c),(a),(d),6、如以下图所示,用滑轮组牵引着重物沿水平方向匀速滑动,拉力 F=40N,不计滑轮摩擦和重量,那么重物和地面之间的摩擦力为 (),A、40N；B、80N；C、120N；D、无法确定,C,7,、如右上图，甲重,16N,，,乙,重,12N,，,静止不动时，测力计示数,为,N,。,12,8、如以下图所示，物体重100N，与地面的摩擦为20N，那么拉力的大小为 N，假设物体移动m，拉力移动 m,10,9,、物体重,100N,，拉力为,20N,，轮重及摩擦不计，物体对地面的压力,是,N,80,本节小结,一、定滑轮,：,1特点：使用定滑轮不省力，但可以改变拉力的方向；,2实质：是一个等臂杠杆。,二、动滑轮,：,1特点：使用动滑轮可以省一半力，但不改变拉力的方向；,2实质：动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。,三、滑轮组,：,1优点：使用滑轮组既可省力，又可改变力的方向方便；,2使用滑轮组吊重物时，总n物动n，,s,nh,
展开阅读全文