12.2滑輪課件

1、：上節(jié)課中的杠桿，是一種常見的簡單機(jī)械。除了杠桿之外，滑輪、輪軸、斜面等也是簡單機(jī)械，在生活中的應(yīng)用也很廣泛。,導(dǎo)入,輪軸,斜面,胖子和 瘦子,12.2 滑輪,1.滑輪的結(jié)構(gòu),滑輪： 主要部分是能繞軸轉(zhuǎn)動的輪子,一、滑輪,周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的輪子。,圖a,圖b,圖c,圖d,以下是滑輪常見的幾種應(yīng)用：,生活中的滑輪,電梯中的滑輪,升國旗的滑輪,起重機(jī)吊臂上的滑輪,生活中的滑輪,8,一、滑輪,周邊有槽，能繞固定軸轉(zhuǎn)動， 在窗簾上、旗桿上、起重機(jī)上都用到這種輪子。,這樣的輪子就是滑輪。,下面兩個(gè)滑輪在使用上有什么不同呢?,旗桿頂端的滑輪,電動機(jī)下面的滑輪,貨物上升時(shí)，電動機(jī)下面的滑輪隨物體

2、一起移動。,國旗上升時(shí)，旗桿頂端的滑輪不隨物體一起移動。,滑輪的分類,定滑輪：,動滑輪：,滑輪不隨物體 一起移動,滑輪隨物體一起移動,滑輪在使用時(shí)，根據(jù)軸的位置是否移動，又分為定滑輪和動滑輪兩種。,使用時(shí)，軸固定不動的滑輪，叫定滑輪。例如：,使用時(shí)，軸和重物一起移動的滑輪，叫動滑輪。例如：,二、滑輪種類,一、定滑輪的特點(diǎn),1.定滑輪實(shí)質(zhì)上就是等臂杠桿。,a：支點(diǎn)在軸心o處。,b：動力臂l1等于阻力臂l2,2.拉力大小始終等于重物的重力大小。,3.使用定滑輪不省，但可以改變施力的,力,fg,f,g,方向,定滑輪和動滑輪的特點(diǎn)：,注意：使用定滑輪不省力也不省距離，但可改變動力的方向.,f2,f1,

3、o,l1=l2,f1=f1=f1=g,定滑輪中，若拉力斜向下或水平f=g嗎？,使用定滑輪的特點(diǎn),1.拉力的方向,2.拉力的大小,3.拉力作用點(diǎn) 移動的距離,改變拉力的方向,不省力,不省距離,小結(jié):,缺點(diǎn)： 使用定滑輪不省力也不費(fèi)力， 優(yōu)點(diǎn)： 但可以改變動力的方向， 實(shí)質(zhì): 是一個(gè)等臂杠桿。,二、動滑輪的特點(diǎn),a:支點(diǎn)在邊緣o處,b：動力臂l1為阻力臂l2的2倍。,1.動滑輪實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的杠桿。,3.使用動滑輪可以 ，但不能改變施力的。,省一半力,方向,注意：使用動滑輪省力，但不改變動力的方向，而且費(fèi)距離。,理論分析 支點(diǎn)是 a 點(diǎn)還是 o 點(diǎn)?, g r = 2r f,動滑輪相當(dāng)于

4、一個(gè)動 力臂是阻力臂二倍的省力 杠桿。因此能省一半力。,動滑輪中，若拉力f沿斜上方拉，f= g嗎？,1,2,f2,f1,g,l1,l2,o,f1/,l1/,動力臂l1減小,動力f增大,要使動滑輪省一半的力(省力最多），必須使繩子沿豎直方向拉,使用動滑輪的特點(diǎn),1.拉力的方向,2.拉力的大小,3.拉力作用點(diǎn) 移動的距離,拉力的方向不改變,省力,費(fèi)距離,小結(jié):,優(yōu)點(diǎn)：在使用動滑輪拉物體時(shí),可以省力, 缺點(diǎn)： 但拉力的方向不改變。 實(shí)質(zhì)： 是一個(gè)省力杠桿。,2、工人們?yōu)榱税徇\(yùn)一臺笨重的機(jī)器，設(shè)計(jì)了如圖所示的四種方案（機(jī)器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管）。其中最省力的方案是,1、下圖中利用了動滑輪的

5、是,c,d,3、如圖為家庭手搖升降晾衣架結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)順時(shí)針搖動手柄時(shí)，橫梁上升。下列滑輪屬于動滑輪的是（ ）,丁,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,二、滑輪組,1. 認(rèn)識滑輪組,什么是滑輪組?,觀察裝置：,把定滑輪和動滑輪組合在一起，構(gòu)成滑輪組。,滑輪組特點(diǎn)：, _力。, _改變力的方向。,省,能, _距離，,費(fèi),s=_h。,n,由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動滑輪繞成滑輪組有幾種繞法?,三、滑輪組繩子的股數(shù),滑輪組的作用 (若忽略了滑輪

6、重和繩與滑輪的摩擦力),1.滑輪組用幾段 繩子吊起物體.將物體提升的力等于物重的幾分之一,即(f= )。 2.手拉繩子通過的距離等于物體上升的距離的n倍,即(s=nh)。,1.有幾段繩子與動滑輪相連，n就為幾（奇動偶定） 2. s=nh 重物上升h高度，繩子自由端要移動nh距離,1n,f=g物（不計(jì)摩擦、繩重和動滑輪重）,f=(g物+g動)（不計(jì)摩擦、繩重）,1n,充實(shí)你的筆記,3.力的關(guān)系,f（提起重物所用的力）與g（總重力）的關(guān)系？,f = g,隨堂訓(xùn)練,1.根據(jù)繞線確定f與g的大小關(guān)系（不計(jì)摩擦、繩重和動滑輪重）,f（提起重物所用的力）與g（總重力）的關(guān)系？,f = g,隨堂訓(xùn)練,f,f

7、,f=1/2g,f=1/3g,繩子的繞法：當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的起端（或末端）在定滑輪上；當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的起端（或末端）在動滑輪上。,奇動偶定 先里后外,f=g/4,f=g/5,題型1.根據(jù)繞線確定f與g的大小關(guān)系（不計(jì)摩擦、繩重和動滑輪重）,如圖所示，拉力f的大小等于。,例題、纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為300牛，要提升重為600牛的重物（動滑輪重50牛，摩擦及繩的重力不計(jì)）。應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)滑輪組？,解題方法總結(jié)：先根據(jù)公式 或 ，變形計(jì)算 ， 再根據(jù)繞繩起點(diǎn)規(guī)律 繞繩。最后從起點(diǎn)開始，一層層從內(nèi)向外繞，并打上箭頭。,s = nh,繩子段數(shù),奇動偶定,組裝滑輪組的要領(lǐng),1、確定“n”。根據(jù)

8、題意確定由多少段繩子承擔(dān)動滑輪重力和物體重力。 2、確定動滑輪個(gè)數(shù)。 （1）當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，動滑輪的個(gè)數(shù)是：n/2 （2）當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，動滑輪的個(gè)數(shù)是: (n-1)/2 3、確定定滑輪的個(gè)數(shù)?？谠E：“一動配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定?！?（1）在不改變施力的方向時(shí)，以動滑輪個(gè)數(shù)為基數(shù)，按“一動配一定，偶數(shù)減一定”來確定定滑輪的個(gè)數(shù)。即：一個(gè)動滑輪配一個(gè)定滑輪；但當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)等于“動滑輪的個(gè)數(shù)減一個(gè)”。 （2）在需要改變施力的方向時(shí)，仍以動滑輪的個(gè)數(shù)為基數(shù)，按“變向加一定”的方法確定定滑輪的個(gè)數(shù)。即：在“一動配一定，偶數(shù)減一定”的基數(shù)上，再加上一個(gè)定滑輪。,例完成圖示滑輪組的繞線,

9、例：一條繩子最多能承受1000n的拉力。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)滑輪組，用這條繩子吊起3300n的重物，畫出滑輪組安裝示意圖。,小結(jié)： 滑輪,定滑輪：,（1）使用特點(diǎn)：可以改變動力的方向，不省力也不費(fèi) 力；不省距離也不費(fèi)距離,（2）實(shí)質(zhì)：是一個(gè)等臂杠桿,動滑輪：,（1）使用特點(diǎn)：能省一半力，但不能改變動力的方向； 要多移動一倍距離,（2）實(shí)質(zhì)：動力臂是阻力臂二倍的杠桿f=1/2g s=2h,滑輪組,（2）使用優(yōu)點(diǎn)：既可省力，又可改變動力的方向； 但不能既省力又省距離動滑輪被幾股繩子吊起，所用力就是物重和動滑輪的幾分之一,（3）公式：總n（物動滑輪）n （不計(jì)滑輪摩擦）,（1） snh,f=g s=h,拓展知

10、識：輪軸與斜面,簡單的機(jī)械運(yùn)動還包括輪軸與斜面，輪軸由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成，斜面是大家經(jīng)常接觸的，下面我們給出了常見的輪軸與斜面的圖例：,水龍頭（輪軸）,自行車輪（輪軸）,三、輪軸和斜面,1.輪軸,拓展知識：輪軸,由一個(gè)軸和一個(gè)輪組成。,g,r,f,r,手 搖 鉆,自行車把,腳蹬輪盤,套筒扳,門把手,大扳手,水籠頭,下面是幾種輪軸 1. 井上的轆轤 從右邊看過去，可畫成下圖:,動力臂大于阻力臂 省力杠桿。,2. 汽車的方向盤 從上邊看下去，也可畫成下圖:,動力臂大于阻力臂省力杠桿。,3. 水龍頭 從上邊看下去，也可畫成下圖:,動力臂大于阻力臂省力杠桿。,三、輪軸和斜面,r,f1,r,f2,輪軸

11、：是變形杠桿，動力作用在輪上可省力。,輪軸實(shí)質(zhì)可看做是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿,f1r=f2r,f1,f2,r,r,動力作用在輪上，輪軸是一個(gè)省力杠桿，但費(fèi)距離,動力作用在軸上，輪軸又將起到什么作用？,船舵,門的把手,螺絲刀,單車的踏板,4. 其他輪軸,斜面也是一種省力機(jī)械, 斜面也是一種簡單機(jī)械，使用斜面也可以省力。 在斜面高相同時(shí)，斜面越長越省力。盤山公路修得彎彎曲曲，就是增加斜面長達(dá)到省力的應(yīng)用。,5斜面,拓展知識：斜面,斜面：同水平面成一向上傾斜角度的平面。,將玩具車升高 20 公分，甲最費(fèi)力，丙最省力，由此可知斜面越緩和越省力。,h,s,把重物從地面直接勻速提升到h米的高處：所用力是物

12、重g，經(jīng)過的距離是h,把它沿長為s米的斜面推 到頂端，經(jīng)過的距離長了是s ， 但用的力卻比物重g小得多了！,斜面與平面的傾角越小，斜面越長，則省力，但費(fèi)距離，機(jī)械效率低。斜面與平面的傾角越大，斜面較短，則費(fèi)力，但省距離，機(jī)械效率高。,fl=gh(不計(jì)摩擦),其他斜面,盤山公路到山頂 路長省力是斜面,學(xué)生練習(xí),使用斜面可以_，但_。往汽車上搬運(yùn)油桶，在地面與車中間搭一塊木板，這就是利用了_；某同學(xué)通過仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)生活中有許多簡單機(jī)械，如：把鑰匙插入鎖孔開鎖時(shí)，鑰匙就相當(dāng)于_（選填“杠桿”、“輪軸”、“滑輪”或“斜面”），它是一個(gè)_(選填“省力”或“費(fèi)力”）的機(jī)械。,省力,費(fèi)距離,斜面,輪軸,省力

13、,當(dāng)堂檢測,答案：,1、用下滑輪牽引小車沿水平地面勻速前進(jìn)，圖中 滑輪是定滑輪， 滑輪 是動滑輪。已知小車的重量g=5n，拉力大小f=3n，則物體與地面之間摩擦力f= n。若小車在拉力作用下前進(jìn)了5m，則繩子被拉力f拉過 m。,2、如圖所示，重500n的人站在重 100n的吊籃內(nèi)使吊籃和他一起勻速上升不計(jì)滑輪重及摩擦，求： （1）人拉繩子的力是多大？ （2）人對吊籃的壓力是多大？,3、如圖12所示，物體a 的重力為10n ，滑輪重力為2n，彈簧測力計(jì)示數(shù)20n，求： （1）物體b的重力。 （2）物體a對地面的壓力。,4、如圖13所示，物體a通過動滑輪在水平拉力f的作用下沿水平面以lm/s的速度

14、做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為5n，若不計(jì)動滑輪、繩子、彈簧測力計(jì)的重力和動滑輪與繩間摩擦，那么物體a與水平面的摩擦力大小為多大？拉力f在2s內(nèi)移動的距離是多少？,5、如下圖，放在水平地面上的物體所受重力為g，系著它的一根豎直輕繩繞過光滑滑輪，它的另一端受的拉力為f，地面對物體的支持力為n，下面關(guān)于這三個(gè)力大小的關(guān)系正確的是（ ） af=g; bg=n; cf+n=g; df=n.,6、如圖所示，通過滑輪組用200n的拉力在20s內(nèi)將重為480n的物體勻速提高2m，（不計(jì)繩重和摩擦），求： （1）動滑輪重； （2）繩自由端的移動速度為多大？ （3）若重物再增加150n，要使重物勻速上升，作用在繩自由端的拉力至少多大？,7、如圖所示，標(biāo)出了輪半徑和軸半徑，物體的質(zhì)量都相同，則最大拉力是_ 。,8、如下右圖所示，已知物重為g，