《滑輪及滑輪組》2014

簡單機(jī)械－滑輪想一想民工要把鋼材、木料、水泥等運(yùn)到樓上通常會(huì)怎樣做呢？一、滑輪：周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。一、滑輪軸輪滑輪主要部分是能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子你是這么做的嗎？滑輪特征：使用時(shí)，滑輪的軸固定不動(dòng)特征：使用時(shí)，滑輪的軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)動(dòng)滑輪定滑輪問題：利用一只滑輪來提升物體，你有幾種方法？并通過實(shí)驗(yàn)，研究你所使用的滑輪有什么特點(diǎn)？二、滑輪的探究做一做1、對(duì)定滑輪的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)惆l(fā)現(xiàn)了什么？A、F1=F2B、可以使作用力的方向改變C：不省力也不費(fèi)力特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半力，但不可以改變施力的方向?qū)嶒?yàn)次數(shù)鉤碼所受的重力G/N施力的方向彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N1232豎直向上13豎直向上1.54豎直向上221

F=GFG2、對(duì)動(dòng)滑輪的探究實(shí)驗(yàn)探究使用動(dòng)滑輪的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼所受的重力G/N施力的方向彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N12豎直向上1.223豎直向上1.734豎直向上2.2分析：思考：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？由于滑輪自身具有重力。G0=0.4NGG0F此時(shí)F=（G+G0）212、對(duì)動(dòng)滑輪的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)惆l(fā)現(xiàn)了什么？A：F1=1/2G總B：不能使作用力的方向改變C：省力1、定滑輪：轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)的滑輪。特點(diǎn)：

不能省力，但可改變了力的方向。2、動(dòng)滑輪：特點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)軸與重物一起移動(dòng)的滑輪。二、滑輪的探究能省一半的力，但不能改變力的方向。為什么？為什么？FG定滑輪l1l2.01:定滑輪實(shí)際上就是等臂杠桿。A：支點(diǎn)在軸心O處。B：動(dòng)力臂l1等于阻力臂l22:拉力大小始終等于重物的重力大小。3：拉力的方向與重物移動(dòng)的方向相反結(jié)論：使用定滑輪不?。撸撸撸撸梢愿淖兪┝Φ模撸撸?。力F＝G方向FFFG動(dòng)滑輪l2l1A:支點(diǎn)在邊緣O處B：動(dòng)力臂l1為阻力臂l2的2倍。動(dòng)力F為阻力G的1/2倍12F＝G1：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿。2：在上述情況下，動(dòng)力是阻力的1/212F＝G即3：拉力的方向與重物的移動(dòng)方向相同。結(jié)論：使用動(dòng)滑輪可以＿＿＿，但不能改變施力的＿＿＿。省力方向O.動(dòng)滑輪1、重物（阻力）是作用在滑輪軸上的；所以阻力到支點(diǎn)的距離是輪半徑R；2、動(dòng)力作用在滑輪的繩子自由端，支點(diǎn)到動(dòng)力的距離最大為2R；根據(jù)杠桿原理，不計(jì)滑輪的重力，使用動(dòng)滑輪最多省一半力。一、定滑輪：轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)的滑輪。1、特點(diǎn)：

不能省力，但可改變了力的方向。2、實(shí)質(zhì)：等臂杠桿。二、動(dòng)滑輪：轉(zhuǎn)動(dòng)軸與重物一起移動(dòng)的滑輪。1、特點(diǎn)：能省力一半，但不能改變力的方向。2、實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿。如圖所示的裝置叫____________。當(dāng)物體被勻速升高時(shí)如果F＝50牛，滑輪質(zhì)量不計(jì)，則重物G受到的重力為______牛。如圖所示，用一個(gè)重為10牛的動(dòng)滑輪，來提升一個(gè)150牛的重物，不計(jì)摩擦?xí)r，勻速提升重物向上的拉力最小為_____牛。物體勻速上升，則加在繩子自由端的拉力分別為FA=________牛，F(xiàn)B=________牛。如圖所示的兩個(gè)滑輪重均為20牛，物體G的重力均為100牛，若要使某人想用如圖A、B、C、D所示的四個(gè)裝置提升重物，若在這些裝置中滑輪的重力均可忽略不計(jì)，在這些裝置中，既不省力也不費(fèi)力是______________。1.定滑輪和動(dòng)滑輪在構(gòu)造上是相同的,只是在使用中,_________的滑輪叫定滑輪,________A

的滑輪叫動(dòng)滑輪；定滑輪的作用是__________動(dòng)滑輪的作用是__________。

2.定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)_______杠桿，使用定滑輪時(shí)不能______，但能________。

3.動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂_________

___的杠桿，使用動(dòng)

滑輪時(shí)能省________力，但費(fèi)________。

4.動(dòng)滑輪下面掛一個(gè)20千克的物體A(如圖),掛物體的鉤子承受_______牛的力,掛繩子的鉤承受_________牛的力(動(dòng)滑輪重不計(jì)).5.如圖，物體重10N，且處于靜止?fàn)顟B(tài)。該滑輪是＿＿＿滑輪，手拉彈簧測(cè)力計(jì)在1位置時(shí)的示數(shù)為＿＿＿＿N。若手拉彈簧測(cè)力計(jì)在1、2、3三個(gè)不同位置時(shí)的拉力分別是F1、F2、F3，則它們的大小關(guān)系是F1＿＿＿F2＿＿＿F3。這證明使用定滑輪不能改變力的＿＿＿＿，只能改變力的＿＿＿＿。6.如圖用三種方法把砂子運(yùn)上三樓，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)算出三種方法所施加力的的大小分別為_______________________7.兩個(gè)滑輪完全相同，其重力均為20N．分別用圖所示的兩種方式，將重400N的物體以相同的速度勻速提升，不計(jì)摩擦和繩重，則下列判斷正確的是()

A.Ｆ１大于Ｆ２B.Ｆ１=Ｆ２

C.Ｆ１小于Ｆ２D.Ｆ１和Ｆ２大小無法確定8.旗桿頂上的滑輪，其作用敘述正確的是（）

A．省力杠桿，可改變力作用方向

B．費(fèi)力杠桿，可改變力作用方向

C．等臂杠桿，可改變力作用方向

D．以上說法都正確9.請(qǐng)分別作出動(dòng)滑輪和定滑輪的杠桿示意圖10.如圖所示，不計(jì)動(dòng)滑輪的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦，當(dāng)豎直向上的力F=10N時(shí)，恰能使重物G勻速上升，則重物G=

N，繩固定端拉力為

N，重物上升10cm，力F向上移動(dòng)

cm。11.如圖所示，在旗桿上升起的奧運(yùn)五環(huán)旗幟，使用的A裝置是＿＿＿滑輪（“定”、“動(dòng)”），它有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，它的優(yōu)點(diǎn)是＿＿＿，缺點(diǎn)是＿＿＿＿。

12．如圖所示，物重20Ｎ，該滑輪是＿＿滑輪，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為＿＿Ｎ，使用這種滑輪能＿＿，但不能＿＿＿。（不計(jì)滑輪重）

13.如圖所示，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，A物體重100N，B物體重60N，不計(jì)繩重及摩擦，則物體A對(duì)支持面的壓力大小是＿＿N。乙甲

14．一輛汽車不小心陷進(jìn)了泥潭中，按如圖所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪，均可將汽車從泥潭中拉出。如果汽車的動(dòng)力比阻力小800N，則甲圖中人拉動(dòng)汽車的拉力至少為＿＿＿，乙圖中人拉動(dòng)汽車的拉力至少為＿＿＿，其中比較省力的是＿＿圖。（繩與滑輪間的摩擦不計(jì)）AB甲乙15如圖所示，把重為20N的物體勻速向上提起，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為12N，若不計(jì)繩重及摩擦，則拉力及動(dòng)滑輪重力的大小分別是（）.

A．10N8NB．12N4N

C．16N8ND．6N4N16.如圖是汽車陷進(jìn)泥潭后，司機(jī)實(shí)行自救的示意圖。自救使用到的滑輪是＿＿＿(選填“動(dòng)滑輪”或“定滑輪”)，其作用是＿＿＿＿＿＿＿。如果車和貨物的總質(zhì)量為5噸，地面的摩擦阻力為重力的0.02倍，則拉力F大約為＿＿＿＿N。如果汽車移動(dòng)的速度為0.05m/s，則拉力移動(dòng)的速度為＿＿＿＿。17.如圖所示，Ｇ為200Ｎ，滑輪重40Ｎ，則Ａ處細(xì)繩上所受力為＿＿＿，Ｂ處向上拉力Ｆ應(yīng)為＿＿＿。FGAB18.如圖所示的滑輪組中，不計(jì)滑輪質(zhì)量，分別掛上A．B兩物體后恰能靜止，則兩物重力關(guān)系為（）.A．GA∶GB=1∶1

B．GA∶GB=1∶2C．GA∶GB=2∶1D．不好判斷19、如圖所示，利用定滑輪、動(dòng)滑輪勻速向上提升重物，已知作用在繩子自由端的拉FA=FB=50N，則：

（1）不計(jì)動(dòng)滑輪重和繩與滑輪之間的摩擦?xí)r，提升的物重分別是：GA=

＿＿GB=＿＿

（2）滑輪重3N，不計(jì)繩子與滑輪之間摩擦，提升的物重分別是GA=

＿＿GB=＿＿

（3）當(dāng)物體被提升2米進(jìn)，繩子自由端移動(dòng)的距離分別是SA=

＿＿SB=

＿＿

（4）如果物體被提升的速度都是0。2m/s時(shí)，繩子自由端移動(dòng)速度分別是SA=

＿＿SB=

＿＿FBBFAA20、如圖所示，A為一個(gè)滑輪，繩的一端固定在地上，B物體重為19。6N，當(dāng)滑輪A在F作用下以0。5m/s的速度勻速上升時(shí)，F(xiàn)為＿＿N，物體B的速度是＿＿m/s。（摩擦、滑輪重不計(jì)）AB

定滑輪雖然能改變力的方向，使我們工作方便，但不能省力；

于是人們就把定滑輪和動(dòng)滑輪組合起來使用，把它們各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，這樣就組成了滑輪組．而動(dòng)滑輪雖然能省一半力，但不能改變力的方向，使用時(shí)經(jīng)常感覺不便．胖子和瘦子滑輪組先學(xué)會(huì)數(shù)吊起動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)nFGFGn=n=32判斷依據(jù)：看是否直接與動(dòng)滑輪相連繞線方法當(dāng)股數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的一端從動(dòng)滑輪開始連；當(dāng)股數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的一端從定滑輪開始連奇動(dòng)、偶定從里、向外由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成。FFFGGGn=2n=2n=3S：繩子自由端移動(dòng)的距離h：物體被提升的高度現(xiàn)在首先讓我們一起探究s與h關(guān)系：FGG動(dòng)F：作用在繩子自由端的拉力G：被提升的物體的重力G動(dòng)：動(dòng)滑輪自身的重力再讓我們一起探究F與G及G動(dòng)關(guān)系：FGG動(dòng)總結(jié)：吊起動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)越多，就越省力S=nh不計(jì)動(dòng)滑輪重時(shí)：不計(jì)繩重、摩擦考慮動(dòng)滑輪重時(shí)：F=G1n

F=（G+

G動(dòng)）1n設(shè)吊起動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)為n，則關(guān)系式：V繩=nV物WWW第2題：很輕松地就可將兩木棍拉合攏說明使用滑輪組可以省力變形的滑輪組如圖所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。F.13F＝ffFFFGGG12F＝G13F＝G12F＝G

1、指出下列各圖中拉力F與物重的關(guān)系（不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦）練習(xí):2、在下圖所示的滑輪組中，(a)若動(dòng)滑輪重G動(dòng)不計(jì)，拉力F是多少？(b)若動(dòng)滑輪重G動(dòng)不能忽略，那么圖中的拉力F應(yīng)等于多少？G/GF15F＝G15F＝(G+G動(dòng))3、請(qǐng)按要求在下圖中畫出繩子的繞法：

F=GF=GF=GF=G方法：奇動(dòng)、偶定

;從里向外鞏固練習(xí)：1：如下圖(a)所示，物體B重100N，在力F作用下勻速上升時(shí)，F(xiàn)應(yīng)等于＿＿＿N（不計(jì)摩擦）改變拉力F的方向，力F的大小將

（不變、變大、變?。﹫D(a)F2:如上圖(b)所示，物體A重為100N，掛重物的鉤子承受的拉力是＿＿＿＿N。人勻速拉繩子的力是＿＿＿＿N（動(dòng)滑輪自重不計(jì)）圖(b)10010050不變3:如圖所示的四個(gè)滑輪組中，圖＿＿＿可省一半力，圖＿＿＿最費(fèi)力，圖＿＿＿＿和圖＿＿＿＿用力大小一樣。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)4、用一根繩子把圖中兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成一個(gè)最省力的滑輪組，若每個(gè)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的物體？（不計(jì)摩擦）（3）若自由端移動(dòng)距離為1m，則重物上升的高為多少？G物F分析：（1）兩個(gè)動(dòng)滑輪，繩子的股數(shù)為4或5，又∵繩子的股數(shù)越多越省力，∴n=5（2）由公式F=1/n（G物+G動(dòng)）得：

G物=nF

－G動(dòng)=5×200N－2×100N=800N（3）由S=nh得：

h=S/n=1m/5=0.2m1、某人站在二樓陽臺(tái)上，要將樓下700N的重物拉上來，繩子的最大承重是300N，應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)滑輪組，能將重物提起且使用滑輪的個(gè)數(shù)最少(滑輪重及摩擦不計(jì))?課堂練習(xí):2、程躍要提起重800N的物體，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找來了一些滑輪，想利用滑輪組提起這個(gè)重物。已知每個(gè)滑輪重20N，程躍想站在地上向下拉繩，他最好選擇圖中_______滑輪組來提起重物(選填“a”、“b”或“c”)。請(qǐng)?jiān)谒x的圖中畫出正確的繞繩方法。

例3：一輛汽車陷入泥濘之中，請(qǐng)你根據(jù)圖中裝置，運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，用最小的力將它拉出來，試畫出滑輪組的繞法。已知車重6×104N，地面的阻力為車重的1/4，如果不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦，則需要的拉力至少多大？F.滑輪組水平拉物體實(shí)驗(yàn)表明，使用滑輪組沿水平方向拉重物