(共20张PPT)
第十二章 简单机械
第2节 滑轮
第2课时 滑轮组及其他简单机械
情景导入
如图所示为一款家庭常用的晾衣架,这种衣架省力、方便又美观,在整个装置中应用到了一种机械——滑轮组。
定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。
动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。
能否得到这样一种机械,它既可以省力,又可以改变力的方向呢?
合作探究
知识点一 滑轮组
提出问题
多媒体展示
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。
+
或
使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。
交流讨论
下图中的两种绕线方法有什么不同?
图甲中的重物有三段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子都要承担重物。用这个滑轮组提起重物如果忽略滑轮的自重、绳重及摩擦,只要用的力就可以提起重物。
图乙中的重物由两段绳子通过动滑轮吊着,只要用二分之一的力就可以提起重物。
F
甲
F
乙
滑轮组的特点
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归纳总结
(1)使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,当不计动滑轮重、绳重及摩擦时,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即F=G物(n为吊动滑轮和重物绳子段数)。若考虑动滑轮重G动,不计绳重及摩擦时,则F=(G物+G动)。
(2)若物体升高距离h,则绳子自由端移动距离s=nh。
(3)绳子自由端移动的速度v绳与物体移动的速度v物的关系式:v绳=nv物。
(4)确定承担重物的绳子段数n的方法:在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线,将它们隔离开,只计算绕动滑轮上的绳子段数。在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下,使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械叫轮轴。
轮轴上中间靠近转动轴线半径较小的是轴,离轴线较远半径较大的是轮。
动力一般作用在轮上,阻力作用在轴上,此时,轮轴是省力机械。
1. 轮轴
知识点二 轮轴和斜面
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轮轴也相当于一个杠杆(如图),轮和轴的中心O点是支点,作用在轮上的力F1是动力,作用在轴上的力F2为阻力,轮半径为R,轴半径为r,由杠杆平衡条件可知F1R=F2r,R>r,故F1<F2,所以轮轴省力。
用螺丝刀拧螺丝时,手抓的木柄较粗的部分是轮,金属杆部分较细的是轴,因此螺丝刀拧螺丝是轮轴。
门把手
自行车踏板
生活中常见的轮轴
归纳总结
轮轴:由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械,实质是一个可以连续转动的杠杆,使用轮轴可以省力。
注意:轮轴使用时,当轮半径是轴半径的n倍时,在不计摩擦情况下,作用在轮上的力的大小为作用在轴上的力的大小的。
2. 斜面
斜面也是一种简单机械,这种简单机械对我们有什么用呢?想一想骑自行车上坡直线行驶和弯曲行驶时的情景。
提出问题
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使用斜面看起来是费了距离,但是省了力,如果从山下直通山顶需要很大的力,不容易爬上去,而沿着弯弯曲曲的盘山公路行走就可以用较小的力爬上山。
生活中常见的斜面
注意:斜面长是斜面高度的n倍时,在不计摩擦的情况下,所用的推力为物重的n分之一。
归纳总结
(1)斜面是一个费了距离但能省力的简单机械。
(2)理想情况下斜面公式:Fl=Gh。
(3)斜面是一种省力的简单机械,斜面的倾角越小越省力,可见在高度一定的情况下,斜面越长越省力。
课堂小结
滑轮组
滑轮组及其他简单机械
轮轴
和斜面
优点:既省力又可以改变用力的方向
缺点:多移动距离;结构复杂,需要较多滑轮
轮组中拉力F、物重G与绳子段数n的关系:
F=G(不计滑轮重、绳重及摩擦)
物体上升的高度h、自由端移动的距离s与绳
子段数n的关系:s=nh
轮轴、斜面
轮轴实质:一个可以连续转动的杠杆,使用轮轴可以省力
随堂检测
1.下列各种机械中,不省力的机械是( )
D
B.钢丝钳
C.动滑
D.旗杆顶定滑轮
A.斜面
2.斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,甲、乙两人分别用如图所示的两种方法,将同样的物体拉到斜面顶端,下列说法正确的是( )
A.甲的方法可以省力,也能省功
B.甲的方法可以省力,但不能省功
C.乙的方法可以省力,但不能省功
D.乙的方法不可以省力,但能省功
B
3.小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点,他将重为5 N的物体匀速提高了1 m,每个滑轮重均为1 N,不计绳重及摩擦,则绳端移动
距离是____ m,施加在绳端的
拉力F是____ N,悬挂定滑轮
处拉力F′是_____ N。
F
F′
2
3
10
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