(共33张PPT)
第2节 滑轮
1.认识定滑轮和动滑轮。
2.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
3.会根据要求使用和组装滑轮组。
4.了解其他简单机械的一些应用。
【想一想】
你能讲述一下这个故事吗?故事中起到关键作用的是哪个部件 你在哪里见到过吗?
体会课堂探究的乐趣,
汲取新知识的营养,
让我们一起 吧!
进
走
课
堂
认识滑轮
滑轮
边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮。
这些都是滑轮,请观察它们的结构有哪些相似点?
轴
小轮
凹槽
各种各样的滑轮
升国旗时,旗手缓缓向下拉绳子,国旗就会徐徐上升。
这是因为旗杆顶部有一个滑轮,它的轴固定不动,这种滑轮叫做定滑轮。
定滑轮
演示:定滑轮
电动起重机吊钩上有一种滑轮,它的轴可以随被吊物体一起运动,当电动机转动并收起绳子时,物体和滑轮就被提起,这种滑轮叫做动滑轮。
动滑轮
演示:动滑轮
如图是手摇升降晾衣架的结构示意图,使用它可以方便地升降衣架来晾晒衣物。该装置通过一些机械的组合来实现此功能。该装置有 个定滑轮,有 个动滑轮。
探究使用定滑轮的特点
1.使用定滑轮拉动物体时,拉力与物体的重力有什么关系呢?
2.绳端(自由端)移动的距离与物体上升的距离有什么关系呢?
实验器材
滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力
方向 拉力移动距离s/m
实验表格
0.5 向上 0.2 0.5 向下 0.2
1.0 向上 0.1 1.0 向下 0.1
1.5 向上 0.15 1.5 向下 0.15
使用定滑轮不省力,不省距离;但可以改变力的方向。
结论
演示:定滑轮的本质
理论分析
转轴固定不动,相当于支点 O,拉力相当于动力,物体对绳子的拉力相当于阻力。
l1 = l2 F1 = F2 F2 = G物
F1 = G物
定滑轮相当于一个等臂杠杆,因此,不省力也不费力。
l2
l1
O
F2
F1
定滑轮的本质
定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物,若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力(如图所示),力的大小分别为F1、F2、F3,则 ( )
A.F1最大
B.F2最大
C.F3最大
D.三个力一样大
F2
F1
F3
D
探究使用动滑轮的特点
1.使用动滑轮拉动物体时,拉力与物体的重力有什么关系呢?
2.绳端(自由端)移动的距离与物体上升的距离有什么关系呢?
实验器材
滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力
方向 拉力移动距离s/m
实验表格
0.5 向上 0.2 0.3 向上 0.4
1.0 向上 0.1 0.6 向上 0.2
1.5 向上 0.15 0.8 向上 0.3
使用动滑轮可以省力,但费距离;且不改变力的方向。
结论
演示:动滑轮的本质
理论分析
∵ G · R = 2R · F
F =
GR
2R
=
1
2
G
动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。因此能省一半力。
杠杆的支点在 O 点处
O
A
F
l2 = R
l1= 2R
O
G
F
G
动滑轮的本质
支点是 A 点还是 O 点
例3:如图所示,用5牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体,使其上升了0.2米。若不计滑轮自重及摩擦,关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s,下列判断中正确的是( )
A.G=2.5牛 s=0.1米
B.G=2.5牛 s=0.4米
C.G=10 牛 s=0.1米
D.G=10牛 s=0.4米
D
F
G
滑轮组
用以下的动滑轮和定滑轮,可以组成怎样的滑轮组呢?
滑轮组的作用 (若忽略了滑轮重和绳与滑轮的摩擦力)
1.滑轮组用几段绳子吊起物体,将物体提升的力等于物重的几分之一,即F= 。
2.手拉绳子通过的距离等于物体上升的距离的n倍,即s=nh。
实验表明,使用滑轮组拉重物时,若动滑轮重和绳与滑
轮间的摩擦不计,动滑轮被几股绳子拉住,所用的力就
是物体与接触面摩擦力的几分之一,即 。
如图所示,拉力F的大小等于____。
F
.
f
N
G
T
当n为偶数时,绳子的起端(或末端)在定滑轮上;
当n为奇数时,绳子的起端(或末端)在动滑轮上。
滑轮组绳子的绕法:
想想议议:
杠杆、滑轮等简单机械,有的省力有的不省力;使用它们时,有的可以移动较短的距离,有的却要移动更长的距离。通过对这几种简单机械的学习,你认为省力或费力、省距离或费距离,它们之间有什么关系?
拓展知识:轮轴与斜面
简单的机械运动还包括轮轴与斜面,轮轴由一个轴和一个大轮组成,斜面是大家经常接触的,下面我们给出了常见的轮轴与斜面的图例:
水龙头(轮轴)
自行车轮(轮轴)
(1)定滑轮的定义
(2)定滑轮的作用
(3)定滑轮的实质
(1)动滑轮的定义
(2)动滑轮的作用
(3)动滑轮的实质
(1)滑轮组的作用
(2)拉力F与物重G的关系
(3)自由端与动滑轮移动距离的关系
(4)绳子股数的确定
1.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计,则( )
A.手的拉力:F甲=F乙
B.手的拉力:F甲<F乙
C.手的拉力:F甲>F乙
D.无法确定
C
甲
乙
2.用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式,拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动,拉力分别是F1、F2、F3,则( )
A. F1>F2>F3 B. F2>F3>F1
C. F2>F1>F3 D. F3>F1>F2
乙
F2
甲
F1
丙
F3
D
3.如图所示,在竖直方向大小为20N的拉力F作用下,重物A沿竖直方向,以0.2m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重、摩擦,物体A的重力及滑轮移动的速度是( )
A.40N 0.4m/s
B.10N 0.1m/s
C.20N 0.1m/s
D.10N 0.4m/s
B
F
A
4.下列各种机械中,不省力的机械是( )
B.钢丝钳
C.动滑轮
D.旗杆顶定滑轮
A.斜面
D
5.小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点,他将重为5N的物体匀速提高了1m,每个滑轮重均为1N,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。
2
3
10
F
F’