第二節(jié)、滑輪.

1、二、滑輪二、滑輪學(xué)習(xí)目標(biāo)知道定滑輪、動滑輪和滑輪組的結(jié)構(gòu)和特點，能區(qū)分定滑輪、動滑輪。知道滑輪是杠桿的變形，能用杠桿的平衡原理解釋省力特點。能分析滑輪組的省力情況，了解動力作用點移動的距離和重物移動的距離的關(guān)系。了解滑輪組的組裝方法及其特點?？磮D講故事1：將：將等臂杠桿等臂杠桿的中間部分加寬，的中間部分加寬，2：使之變成一個：使之變成一個繞中心軸轉(zhuǎn)動的圓輪繞中心軸轉(zhuǎn)動的圓輪，3：再把圓輪的外緣加工成：再把圓輪的外緣加工成槽狀槽狀。一、滑輪：周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的輪子?；喗Y(jié)構(gòu)滑輪結(jié)構(gòu)軸軸輪輪滑輪滑輪使用時，使用時，軸固定不動軸固定不動使用時，使用時，軸和重物一起移動軸和重物一起移動定滑

2、輪定滑輪動滑輪動滑輪一、探究使用一、探究使用定滑輪定滑輪的的特點特點實驗實驗次數(shù)次數(shù)鉤碼所受的鉤碼所受的重力重力G/N繩子末端繩子末端拉動的方向拉動的方向彈簧測力計彈簧測力計的示數(shù)的示數(shù)F/N123452水平水平22斜向下斜向下22豎直向下豎直向下23豎直向下豎直向下34豎直向下豎直向下4結(jié)論：結(jié)論：使用定滑輪使用定滑輪不省力不省力，但可以但可以改變力的方向改變力的方向定滑輪的實質(zhì)定滑輪的實質(zhì)F1F2OL1=L2F2F1OL1=L2L1L2L1L2-等臂杠桿等臂杠桿定滑輪定滑輪特點特點l1l2.01:定定滑輪實際上就是滑輪實際上就是等臂杠桿等臂杠桿。A：支點支點在在軸心軸心O處。處。B：動力臂

3、動力臂l1等于等于阻力臂阻力臂l22:拉力大小拉力大小始終等于始終等于重物的重力大小。重物的重力大小。3：拉力的方向拉力的方向與與重物移動的方向重物移動的方向相反。相反。結(jié)論：使用結(jié)論：使用定定滑輪滑輪不省不省，但，但可以改變力的可以改變力的 。力力FGFG方向方向FF1.1.定滑輪特點定滑輪特點: : 使用定滑輪不能省力，但使用定滑輪不能省力，但可以可以改變力的方向改變力的方向2.表達(dá)式：表達(dá)式：F = G S = h V繩繩 = V物物 小結(jié)小結(jié) 如圖如圖, 用三個力沿不同的方向拉繩用三個力沿不同的方向拉繩子子, 則：則：( ) A F1最大；最大； B、F2最大；最大； C、F3最大；最

4、大； D、一樣大。、一樣大。 D練習(xí)練習(xí)探究使用探究使用動滑輪動滑輪的的特點特點：八一班：八一班 1、重物（阻力）、重物（阻力）是作用在滑輪軸上的；是作用在滑輪軸上的；所以阻力到支點的距所以阻力到支點的距離是輪半徑離是輪半徑R； 2、動力作用在滑、動力作用在滑輪的繩子自由端，動輪的繩子自由端，動力到半徑的距離最大力到半徑的距離最大為為2R；根據(jù)杠桿原理，；根據(jù)杠桿原理，不計滑輪的重力不計滑輪的重力，使，使用動滑輪最多用動滑輪最多省一半省一半力力。F2F1示意圖o二、探究使用動滑輪的特點二、探究使用動滑輪的特點特點：特點： 使用動滑輪能使用動滑輪能省一半力省一半力， 但但不能不能改變力的方改變力

5、的方向，且費距離。向，且費距離。實驗實驗次數(shù)次數(shù)鉤碼所受鉤碼所受的重力的重力G/N施力的施力的方向方向彈簧測力彈簧測力計的示數(shù)計的示數(shù)F/N1232豎直向上豎直向上13豎直向上豎直向上1.54豎直向上豎直向上221 F= GFG（不考慮動滑輪重力）（不考慮動滑輪重力）探究使用動滑輪的特點探究使用動滑輪的特點實驗實驗次數(shù)次數(shù)鉤碼所受鉤碼所受的重力的重力G/N施力的施力的方向方向彈簧測力彈簧測力計的示數(shù)計的示數(shù)F/N12豎直向上豎直向上1.223豎直向上豎直向上1.734豎直向上豎直向上2.2分析：分析：思考：思考：上表中的數(shù)據(jù)與所得結(jié)論不符，僅是由上表中的數(shù)據(jù)與所得結(jié)論不符，僅是由于誤差造成的嗎

6、？于誤差造成的嗎？由于滑輪自身具有重力。由于滑輪自身具有重力。 G動動=0.4NGG動動F此時此時F= （G+G動動）21（考慮動滑輪重力）（考慮動滑輪重力）8 8、動滑輪的實質(zhì)、動滑輪的實質(zhì)FG動動滑輪滑輪l2l1支點支點在在邊緣邊緣O處處1、動動滑輪實質(zhì)是滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂動力臂為阻力臂2倍倍的杠桿。的杠桿。2、拉力的方向拉力的方向與與重物的移動方向重物的移動方向相同相同。結(jié)論：結(jié)論：使用動滑輪使用動滑輪可以可以， 但不能改變但不能改變力的力的。省一半省一半 力力 方向方向O.若拉力若拉力F沿斜上方拉，沿斜上方拉，F(xiàn)= G 嗎？嗎？ 12F2F1GL1L2OF1/L1/動力臂動力臂L

7、1/ 減小減小動力動力F/增大增大 要使動滑輪省一要使動滑輪省一半的力，必須使繩子半的力，必須使繩子沿豎直方向拉沿豎直方向拉88ban1.1.動滑輪特點動滑輪特點: : 使用動滑輪可以使用動滑輪可以省一半的省一半的力力，但，但費一倍的距離費一倍的距離，不能，不能改變力的方向改變力的方向2.2.表達(dá)式表達(dá)式（不考慮動滑輪重不考慮動滑輪重）（考慮動滑輪重考慮動滑輪重） F= -（G+G動動）21F = G/2繩移動的繩移動的距離距離 S = 2h 繩移動的繩移動的速度速度 V繩繩 = 2V物物5、如圖所示，物體重G=500N，滑輪重10N，當(dāng)物體G勻速上升時，則掛鉤B承受拉力為_N,掛鉤A承受_N

8、的拉力， 拉力F為_N， 若繩子自由端向上拉動0.5米， 則物體向上移動_m。BAF5002552550.252 用滑輪按圖甲、乙、丙所示三種不同方式，用滑輪按圖甲、乙、丙所示三種不同方式，拉著同一物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，拉力拉著同一物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，拉力分別是分別是F1、F2、F3，則（，則（ ）八三班。）八三班。 A F1F2F3 B F2F3F1 C F2F1F3 D F3F1F2 D丙丙F3 練一練練一練乙乙F2甲甲F1定滑輪可以改變力的方向，但不能省力。定滑輪可以改變力的方向，但不能省力。 動滑輪可以省力，但不能改變力的方向。動滑輪可以省力，但不能改變力的方向。 能

9、否得到這樣一種機(jī)械，它既可以省力，又可以能否得到這樣一種機(jī)械，它既可以省力，又可以改變力的方向呢？改變力的方向呢？ 想想議議想想議議滑輪組至少需滑輪組至少需2 個滑輪才能個滑輪才能稱做滑輪組。稱做滑輪組。三、滑輪組三、滑輪組定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組。定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組。結(jié)論：使用滑輪組既可以省力；結(jié)論：使用滑輪組既可以省力； 又可以改又可以改變力的方向。變力的方向。 想一想：還有別的繞線方法嗎？想一想：還有別的繞線方法嗎？三、滑輪組：三、滑輪組：定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組。定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組。 這兩種繞線方法有什么不同？這兩種繞線方法有什么不同？1繩子的起點繩子的起點

10、2拉力的方向拉力的方向3拉力的大小拉力的大小4移動的距離移動的距離 議一議議一議F FF F 討論：這兩種繞線方法有什么不同？討論：這兩種繞線方法有什么不同？ 議一議議一議F FF F 你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？ 結(jié)論：結(jié)論：F F為拉繩的為拉繩的力力，n為承擔(dān)物重的繩子為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)段數(shù)，S為繩移動的為繩移動的距離距離 ，h為物體上升的為物體上升的高度高度1FGGn 動動（）snh 討討 論論討論：若每個滑輪重討論：若每個滑輪重30 N，結(jié)果如何？，結(jié)果如何？G = ?h = ?F=100 Ns=10 mF=?s=?G=100 Nh=10 mF=100 Ns=?G = ?h=

11、10 mFs= ?物體以物體以0.2 m/s的速度勻速上的速度勻速上升升10 s 的時間的時間 練一練練一練滑輪繞線演示滑輪繞線演示1 1定滑輪定滑輪 F滑輪繞線演示滑輪繞線演示2 2動滑輪動滑輪F滑輪組繞線演示滑輪組繞線演示3 3一定一定一動一動F滑輪組繞線演示滑輪組繞線演示4 4一定一定一動一動F滑輪組繞線演示滑輪組繞線演示5 5二定二定一動一動F滑輪組繞線演示滑輪組繞線演示6 6一定一定二動二動F滑輪組繞線演示滑輪組繞線演示7 7二定二定二動二動F滑輪組繞線演示滑輪組繞線演示8 8二定二定二動二動F按要求繞繩按要求繞繩 F= G21 F= G31 F= G41 F= G51不考慮動滑輪的

12、重力不考慮動滑輪的重力滑輪組的繞法滑輪組的繞法 F= G31 F= G31 F= G41 F= G511 1、按要求畫出繩子的繞法、按要求畫出繩子的繞法n = 5n = 5n= 4n= 4n = 4n = 4n = 2n = 2n = 3n = 3FFFFF練習(xí)：解：解：F=G/2=50N如圖所示，拉力如圖所示，拉力F的大小等于。的大小等于。F.例例213FffNGT 汽車汽車重重2104 N，陷入泥中，受到的，陷入泥中，受到的阻力阻力為為3103 N。用如圖所示裝置，則至少要用。用如圖所示裝置，則至少要用多大的力才能將汽車?yán)觯慷啻蟮牧Σ拍軐⑵嚴(yán)?？F F 練一練練一練13Ff =103N

13、滑輪知識點小結(jié)滑輪知識點小結(jié)定滑輪定滑輪：（1）使用特點：可以改變力的方向，不省力也不費力；）使用特點：可以改變力的方向，不省力也不費力；不省距離也不費距離不省距離也不費距離（2）實質(zhì)：是一個等臂杠桿）實質(zhì)：是一個等臂杠桿動滑輪：動滑輪：（1）使用特點：能省一半力，但不改變力的方向；）使用特點：能省一半力，但不改變力的方向；要多移動一倍距離要多移動一倍距離（2）實質(zhì)：動力臂是阻力臂二倍的杠桿）實質(zhì)：動力臂是阻力臂二倍的杠桿滑輪組滑輪組（1 1）使用優(yōu)點：既可省力，又可改變力的方向；但不）使用優(yōu)點：既可省力，又可改變力的方向；但不能既省力又省距離能既省力又省距離（2 2）公式：）公式：（物物動滑

14、輪動滑輪）n （不計繩與滑輪摩擦）（不計繩與滑輪摩擦） snh F F為拉繩的為拉繩的力力，n為承擔(dān)物重的繩子為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)段數(shù)，S為繩移動的為繩移動的距離距離 ，h為物體上升的為物體上升的高度高度六、輪軸輪軸的特點FOG 在輪軸中，動力臂是輪的半徑在輪軸中，動力臂是輪的半徑R，阻力臂是軸的半徑，阻力臂是軸的半徑r；由；由于于R總是大于總是大于r，所以，所以F總是小于總是小于G，即利用輪軸總是可以省力，即利用輪軸總是可以省力的。的。生活中的輪軸生活中的輪軸從杠桿到輪軸從杠桿到輪軸 我們的祖先在長期實踐中，把杠桿改造成我們的祖先在長期實踐中，把杠桿改造成可以轉(zhuǎn)動的機(jī)械。下圖表示杠桿變形成輪

15、可以轉(zhuǎn)動的機(jī)械。下圖表示杠桿變形成輪軸的一種過程。軸的一種過程。F2F1輪軸的計算公式輪軸的計算公式FR=Gr斜面斜面 斜面是一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。斜面是一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。如圖所示，通過斜面將一個大箱子推進(jìn)車廂，如圖所示，通過斜面將一個大箱子推進(jìn)車廂，與直接把箱子抱上車箱相比與直接把箱子抱上車箱相比 ，用的力大還是??？，用的力大還是?。苛途嚯x的關(guān)系 根據(jù)前面的學(xué)習(xí)我們可以總結(jié)出：省力的機(jī)械一定費距離，費力的機(jī)械一定省距離。猜想斜面能省力嗎？猜想斜面能省力嗎？斜面長是斜面高的幾倍，拉力就是物體所受重力的幾分之一。斜面是一種省力機(jī)械斜面是一種省力機(jī)械寫成公式：Fs=G

16、h斜面高度一定時，斜面越長越省力斜面高度一定時，斜面越長越省力常見的斜面盤山公路盤山公路盤山公路盤山公路盤山公路盤山公路1、 物體重為物體重為180N，拉力，拉力F為為 ，若滑輪重力若滑輪重力20N，則拉力，則拉力F為為 . 如如果，物體上升果，物體上升1m，則繩子上升為，則繩子上升為F360N380N2練習(xí)練習(xí)2、如圖所示，物體、如圖所示，物體A重重G80N，在，在F60N拉力拉力下下勻速勻速前進(jìn)，此時物體前進(jìn)，此時物體A受到的受到的摩擦力等于摩擦力等于N。（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計）。（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計）AF.fTNG1:豎直方向豎直方向上有一對上有一對平衡力平衡力N和

17、和G2:水平方向水平方向上有一對上有一對平衡力平衡力T和和fG=N=80NT=f=120N12Ff解析：因為解析：因為所以所以f=2F=120N綜合分析得：綜合分析得：1206、如圖所示，用滑輪組牽引重物在水平地面上勻速移動，已知所用拉力F=100N，滑輪本身的重及摩擦不計，則重物與地面間的摩擦力是多少牛頓？當(dāng)物體移動1.5m時，繩子自由端拉過的距離是多少？F13Ff解析：因為解析：因為所以所以f=3F=300NS繩繩=3S物物=31.5m=4.5m滑輪組在水平位置的例題例1、如圖所示，用此滑輪組勻速拉動放在水平面上的物體，若物體重150牛，物體與水平面間的摩擦力為30牛，則所需拉力F為_牛。

18、（滑輪重及摩擦均不計）F分析：分析：如圖所示，繩子股數(shù)如圖所示，繩子股數(shù) n = 3 n = 3 則拉力則拉力 F = 1/3fF = 1/3f 1010例2、如圖所示，物體重力為100N，在大小為20N的水平拉力作用下勻速前進(jìn)，這時物體受到的摩擦大小等于_N（滑輪重及摩擦不計）F分析：分析：如圖所示，繩子股數(shù)如圖所示，繩子股數(shù) n = 2n = 2則摩擦力則摩擦力 f = f = F F1010滑輪組在豎直位置的例題例1、用一根繩子把圖中兩個定滑輪和兩個動滑輪組成一個最省力的滑輪組，若每個滑輪重100N，繩的最大承受力為200N，試求：（1）畫出滑輪組的裝配圖；（2）用此滑輪組最多能提起多重

19、的物體？（不計摩擦）（3）若自由端移動距離為1m，則重物上升的高為多少？F分析：分析：（1 1）兩個動滑輪，繩子的股數(shù)為兩個動滑輪，繩子的股數(shù)為4 4或或5 5， 又又 繩子的股數(shù)越多越省力，繩子的股數(shù)越多越省力， n = 5n = 5（2 2）由公式）由公式 F=1/nF=1/n（G G 物物+ G+ G動動）得：）得： G G物物 = nF = nF G G動動= 5= 5200N 200N 2 2100N = 800N100N = 800N（3 3）由）由S=nhS=nh得：得： h = S/n = 1m/5 = 0.2mh = S/n = 1m/5 = 0.2m如圖所示的三個滑輪分別拉同一物體沿同一水平如圖所示的三個滑輪分別拉同一物體沿同一水平地面做勻速直線運(yùn)動地面做勻速直線運(yùn)動, 所用的拉力分別為所用的拉力分別為F1, F2, F3, 那么那么, 下列關(guān)系式中正確的是：下列關(guān)系式中正確的是：( )A、F1F2F3；B、F1F2F3C、F2F1F3；D、F2F1F3。 D 如圖所示的各滑輪組中如圖所示的各滑輪組中, 物體重量都是物體重量都是G , 不不計摩擦和滑輪重計摩擦和滑輪重, 使物體勻速上升使物體勻速上升, 拉力拉力F 最小最小的是圖：的是圖：( )B 如圖所示如圖所示, 用滑輪組牽引著重物沿水平方向用滑輪組牽引著重物沿水平方向勻速滑動勻速