认识简单机械——滑轮

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,*,第3节 认识简单机械（三）,-滑轮,想一想,造房子时要把钢材、木料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢？,滑轮,滑轮,是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。,探究活动,分组器材：两只带固定装置铁架台、两只滑轮、两根绳子，一盒钩码,要求：使用一只滑轮提升重物你能想出几种不同的提升方法？,探究活动,装置分析：,滑轮的位置固定不动,滑轮随重物移动,1,、定滑轮：位置固定不动的滑轮,一、定滑轮与动滑轮,2,、动滑轮：位置随重物移动的滑轮,探究活动,按书,P84,实验要求完成实验,1,、用弹簧秤测出钩码的重，,G,1,。,通过定滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码，弹簧秤的读数,F,1,。,同时注意观察,F,1,拉过距离与重物上升高度间的关系,定、动滑轮各有什么好处呢？,F,1,G,1,G,2,F,2,2,、用弹簧秤测出钩码和动滑轮的总重，,G,2,。,通过动滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码，弹簧秤的读数,F,2,。,同时注意观察,F,2,拉过距离与重物上升高度间的关系,结论？,结论,：,定滑轮,不能省力,；拉力与重物通过的距离,相等,动滑轮,可以,省一半力,；但要,多移动距离,探究活动,1,、通过定滑轮用弹簧秤匀速向如图所示竖直向下、斜向下、水平拉动钩码，注意观察弹簧秤的读数,F,是否改变,定、动滑轮各有什么好处呢？,F,1,G,1,F,2,F,3,结论：,F,1,F,2,F,3,G,1,使用定滑轮不能省力，为何还用？,探究活动,定、动滑轮各有什么好处呢？,F,结论：使用定滑轮不能省力；但可以,改变力的方向,动滑轮能改变力的方向吗？,v,1,、定滑轮：位置固定不动的滑轮,一、定滑轮与动滑轮,2,、动滑轮：位置随重物移动的滑轮,特点：,不能省力，但可以改变力的方向,s,h,特点：,省一半力，但不能改变力的方向，,s,2h,探究活动,定滑轮为什么不能省力？,动滑轮为什么能省一半力？,F,1,模型演示,1,、是什么杠杆？,l,1,l,2,F,1,F,2,2,、为了把物体举得更高，怎么办？,让绳子跨过杠杆拉动,3,、如何减小摩擦？,拼上两个周边有槽的半轮制成,定滑轮,结论：定滑轮实质上是,等臂杠杆,F,1,模型演示,1,、是什么杠杆？,l,1,2,l,2,F,1,1/2F,2,2,、支点在哪？,固定端绳子与滑轮,相切处,结论：动滑轮实质上是,动力臂为阻力臂两倍的杠杆,O,1,、定滑轮：位置固定不动的滑轮,一、定滑轮与动滑轮,2,、动滑轮：位置随重物移动的滑轮,特点：省一半力，但不能改变力的方向，,S,2h,实质：,等臂杠杆,实质：,动力臂为阻力臂的两倍的杠杆,F,1,F,2,O,L,1,L,2,F,1,F,2,O,L,1,L,2,特点：不能省力，但可以改变力的方向,s,h,l,1,l,2,F,G,l,1,2,l,2,F,1/2,（,G,物,G,动,）,（不计摩擦）,（不计摩擦）,想一想：,如果想要既能省力，又能改变力的方向，那怎么办？,滑轮组,F,1,由若干个,定,滑轮和,动,滑轮组成的装置叫,滑轮组,。,实验,1,、用弹簧秤测出钩码和滑轮的总重,G=_,。,2,、如图甲方式匀速拉动绳子，弹簧秤的读数,F,=_,。,3,、如图乙方式匀速拉动绳子，弹簧秤的读数,F,2,=_,。,甲,乙,F,1,F,2,2,3,此时重物和动滑轮的总重由,_,段绳子承担。,此时重物和动滑轮的总重由,_,段绳子承担。,分析原因,探究活动,滑轮组的省力情况,（,f0,）,结论？,滑轮组,滑轮组同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既,可以省力,，又能,改变力的方向。,F=G/2,G,G,F=G/3,滑轮组,：既可以,省力,，又可以,改变力的方向,F=G/,n,，,S,绳,=,n,S,物,（,n,为绕在动滑轮上绳子的,股数,）,由图中滑轮组求出各拉力,F,与重物,G,的关系（设动滑轮重不计）,（）（）（）（）（）（）,（）,F=,G,；（）,F=,G,；（）,F=,G,；,（）,F=,G,；（）,F=,G,；（）,F=,G,绳的起始端与绳子段数,n,之间有何关系？,奇动偶定,如图,11.3.5,所示的是用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，用这个滑轮组提升重为,300,牛的重物（忽略滑轮组和绳子重及摩擦）,（,1,）在图甲上画出当动力,F=150,牛时绳子绕法；,（,2,）在图乙上画出当动力,F=100,牛时绳子的绕法。,图,11.3.5,牛刀小试,用一根能承受最大拉力为,50,牛的绳子绕滑轮组，已知每只动滑轮重,10,牛，重物,G=100N,，,要求绳端向上拉，并且使滑轮个数尽量少，请在方框中画出你设计的滑轮组。,小明同学用一个距离手,3m,高的定滑轮拉住重,100N,的物体，,8s,内从滑轮正下方沿水平方向移动,4m,，,如图所示，若不计绳重和摩擦，他所做的功和功率分别是,(),A,200J,，,25W,B,300J,，,37.5W,C,400J,，,50W,D,500J,，,62.5W,图1,A,动滑轮下面挂一个,20,千克的物体,A,挂物体的钩子承受,_,牛的力,挂绳子的钩承受,_,牛的力,(,动滑轮重不计,).,F=_N,，,当重物上升,1m,那么,F,端上升,_m,，,如果动滑轮的重为,20N,那么,F,此时的拉力为,_N,，,当重物上升,1m,那么,F,端又上升,_m,。,196,98,98,2,108,2,如图所示，不计动滑轮的质量及转动摩擦，当竖直向上的,F=10N,时，恰能使重物,G,匀速上升，则重物,G=,N,，,绳固定端拉力为,N,，,重物上升,10cm,，力,F,向上移动,cm,。,5,5,5,n,F,G,总,或,使用滑轮组时，动滑轮和重物的总重由,几股,绳子承担，提起重物所用的力就是总重的,几分之一,；,重物上升高度为,h,，则绳子自由端移动距离为,nh,。,即,S,绳,=,nh,物,重物上升速度为,v,，则绳子自由端移动速度为,nv,。,即,v,绳,=,nv,物,G,物,F,n,+G,动,即,结论,例题缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为,300,牛，用它连接成如图的滑轮组，能否提升重为,600,牛的重物？（已知动滑轮重,20,牛，摩擦及绳的重力不计）,F,解：总重,G,600,牛,20,牛,620,牛,因为所需要的拉力大于绳子所能承受的最大拉力，所以不能用来提升,600,牛的重物。,想想改变一下绳的绕法呢,?,F,2,练习,1,、按要求画出滑轮组的穿绳情况。（动滑轮重力不计，,F,为拉力）,二、滑轮组在水平位置的例题,1,、如图所示，用此滑轮组匀速拉动放在水平面上的物体，若物体重,150,牛，物体与水平面间的摩擦力为,30,牛，则所需拉力,F,为,_,牛。（滑轮重及摩擦均不计）,F,分析：如图所示，绳子股数,n=3,则拉力,F=1/3f,10,2,、如,图所,示，物体重力为,100N,，,在大小为,20N,的水平拉力作用下匀速前进，这时物体受到的摩擦大小等于,_N,（,滑轮重及摩擦不计）,F,分析：如图所示，绳子股数,n=2,则摩擦力,f=,F,10,4,、如,图,所示,物体,A,重,G,80N,在拉力下匀速前进,物体,A,受到的摩擦力,f,60N,此时拉力,F,等于,N.,（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）,A,F,30,3,如图所示，用滑轮组牵引重物在水平地面上匀速移动，已知所用拉力,F=100N,，滑轮本身的重及摩擦不计，则重物与地面间的摩擦力是多少牛顿？当物体移动,1.5m,时，绳子自由端拉过的距离是多少？,F,解：,n=3,F=1/nf,则,f=,nF,=3 100N=300N,S,自,=,nS,物,=3 1.5m=4.5m,重为,100N,的物体,A,在水平拉力,F,的,作用下，沿水平面以,0.4m,s,的速度作匀速直线运动，弹簧测力计的示数为,5N,。,不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。则,(),A.,物体,A,受到水平面的摩擦力为,5N,B.,拉力,F,的功率为,4W,C.,若物体,A,匀速运动,2s,，,拉力,F,做功为,4J,物体,A,通过动滑轮在水平拉力,F,的作用下沿水平面以,2,米,/,秒的速度匀速运动，此时弹簧秤,B,的读数为,8,牛顿，如果动滑轮，绳子，弹簧秤的重力和摩擦均不考虑，那么物体,A,与水平面的摩擦力以及,2,秒内,F,所做的功分别为：,A.,8,牛顿，,32,焦耳,B.16,牛顿，,32,焦耳,C.,8,牛顿，,64,焦耳,D.16,牛顿，,64,焦耳。,图,11.4.2,如图,3,是在水平面上移动重物的装置，若物重为,600N,，,在阻力为重力的,0.2,倍时，匀速移动物体，使其以,2m,s,的速度前进，经过,5s,钟，（滑轮内部摩擦及滑轮重不计）试求：,（,1,）拉力,F,的大小。,（,2,）拉力,F,所作的功。,再见,巩 固 练 习：,1,：如下图,(a),所示，物体,B,重,100N,，,在力,F,作用下匀速上升时，,F,应,等于,N,。（,不计摩擦）,图,(a),F,2:,如上图,(b),所示,物体,A,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）,图,(b),100,100,50,3:,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。,(a),(b),(c),(d),(b),(c),(a),(d),