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第十一章 简单机械和功
第二节 滑轮
(第一课时)
滑轮
滑轮是一个周边有槽,能绕轴转动的小轮
构造:
圆轮、
轴、
框架、
钩子
分类
定滑轮:
使用时轴固定不动。
动滑轮:
使用时轴和重物一起移动。
*你注意过旗杆顶端上的装置吗?
旗杆顶端装有滑轮
*在建筑工地上,我们常看到起重机,能将重物吊到很高的地方,那起重机上是否有滑轮呢?
在起重机上有滑轮
*在日常生活中,你还注意到哪些装置上也有滑轮?
健身器
升降凉衣架
定滑轮:
(1)概念:
使用滑轮时,轴的位置固定不变的滑轮,称为定滑轮
“做一做”:
使用定滑轮的特点是什么?
a、将滑轮按右图安装好,在它的左侧挂上钩码,竖直向下拉弹簧测力计,使钩码保持平衡状态,读取弹簧测力计的示数,这个示数与钩码的重力有何关系
b、改变钩码的个数,重复上述实验
c、钩码个数不变,改变弹簧测力计拉力的方向,记下示数
实验次数 钩码的重力/N 拉力的方向 弹簧测力计的示数/N
1 1 竖直向下
2 2 竖直向下
3 4 竖直向下
4 4 斜向下
5 4 水平方向
实验数据:
“议一议”:
使用定滑轮有何特点呢?
(2)使用定滑轮的特点:使用定滑轮不省力,
但可以改变施力的方向
那使用定滑轮,为何有这样的特点呢?
F2
F1
G
F2
F1
G
F2
F1
(3)定滑轮的实质:
定滑轮是一个等臂杠杆
F2
F1
G
L1
L2
L1=L2
斜着拉时,仍旧既不省力也不费力。
L1 = L2
F1L1 = F2L2
F1 = F2
l1
l2
l2
l1
l2
l1
F2
F1
F2
F1
F2
F1
定滑轮
(1)可以改变用力方向。
(2)既不省力也不费力,也不省距离。
(3)本质上,相当于一个等臂杠杆。
F = G
S = h
(4) 拉力 F(绳子自由端)移动速度 VF 和
物体上升速度V物 相等,即:VF= V物
动滑轮:
(1)概念:
使用滑轮时,轴的位置随被拉物体一起移动的滑轮,称为动滑轮
“做一做”:
使用动滑轮的特点是什么?
a、将滑轮按右图安装好,在它的下侧挂上钩码,竖直向上拉弹簧测力计,使钩码保持平衡状态,读取弹簧测力计的示数,这个示数与钩码的重力有何关系
b、改变钩码的个数,重复上述实验
c、钩码个数不变,改变弹簧测力计拉力的方向,记下示数
实验次数 钩码的重力/N 拉力的方向 弹簧测力计的示数/N
1 1 竖直向上
2 2 竖直向上
3 4 竖直向上
4 4 斜向上1
5 4 斜向上2
实验数据:
“议一议”:
使用动滑轮有何特点呢?
(2)使用动滑轮的特点:使用动滑轮可以省力,
但不可以改变施力的方向
h
S
=2h
那使用动滑轮,为何有这样的特点呢?
F2
F1
G
F2
F1
G
F2
F1
(3)动滑轮的实质:
动滑轮是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆
F2
F1
G
L1
L2
L1=2L2
O
动滑轮是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆
那么,动力等于阻力的二分之一
即:F1= F2= G
1
2
1
2
问:实验中弹簧测力计的示数F = G,为何?
1
2
滑轮本身也有重力
F= (G+ G轮)
1
2
若匀速拉动,还有阻力的作用
动滑轮中,若拉力F沿斜上方拉,F= G吗?
1
2
F2
F1
G
L1
L2
O
F1/
L1/
∵动力臂L1减小
∴动力F增大
要使动滑轮省一半的力(省力最多),必须使绳子沿竖直方向拉
动滑轮
(1)不能改变用力方向。
(2)能省一半力,但费一倍距离。
F =
G物+G动
2
S = 2h
(3)本质上,相当于一个动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。
(4) 拉力 F(绳子自由端)移动速度 VF 是
物体上升速度V物 的 2倍,即:VF= 2V物
1. 使用____滑轮不能省力,但可以改变_________;使用____滑轮可以省一半力。
2.就杠杆的力臂长短关系来看,定滑轮实际上就是______杠杆,而动滑轮是_____________________的 杠杆。
3.如图所示,物体重G=500N,滑轮重10N,当物体G匀速上升时,则挂钩B承受拉力为______N,挂钩A承受____N的拉力,拉力F为_____N,若绳子自由端向上拉动0.5米,则物体向上移动____m。
B
A
F
定
力的方向
动
等臂
动力臂是阻力臂两倍的杠杆
500
255
255
0.25
如图所示的装置叫____________。当物体被匀速升高时,如果F=50牛,且不计滑轮重和摩擦,则重物G受到的重力为______牛。
动滑轮
100
如图所示,用一个重为10牛的动滑轮,来提升一个150牛的重物,不计摩擦时,匀速提升重物向上的拉力最小为_____牛。
80
某人想用如图A、B、C所示的三个装置提升重物,若不计轮重和摩擦,在这些装置中,既不省力也不费力是__________。
A、B
若G物=100N,滑轮重均为20N.当物体匀速上升时,加在绳子自由端的拉力分别为FA=_____牛,FB=_____牛。
100
60
有一位举重运动员,他的体重为600N,他最多能举起800N的杠铃,这位运动员利用一个定滑轮提升重物时 ( )
A、最多能提起600N的重物 B、最多能提起800N的重物 C、最多能提起小于800N大于600N的重物 D、最多能提起1400N的重物
A
胖子和 瘦子
使用定滑轮能改变施力的方向,使用动滑轮能省一半的力,
若把它们组合起来,就即可以省力又可以改变施力的方向。
滑轮组:
(1)概念:
定滑轮和动滑轮的组合装置称为滑轮组