第二节 滑轮及其的应用
一、课前知识准备
1.杠杆可以分为___________、___________、___________三类。
2.杠杆可以是弯曲的吗?
二、名师解读点拨
知识点1:定滑轮
滑轮是一个周边有槽,能绕轴转动的小轮。使用时,滑轮的轴___________的叫做定滑轮。
【实验】用定滑轮匀速提升钩码,不断改变拉力的方向,观察弹弹簧测力计的示数是否变化?
【小结】使用定滑轮不___________,但可以改变力的___________。
【想一想】为什么使用定滑轮不省力?
【点拨】如图所示,定滑轮可以看成是一个等臂杠杆。
知识点2:动滑轮
【实验】用动滑轮匀速提升钩码,比较拉力与钩码重力的大小。
【点拨】轴随物体一起运动的滑轮叫做___________。使用动滑轮不改变力的方向,可以___________力。
【想一想】为什么使用动滑轮可以省一半力?
【点拨】如图所示,动滑轮可以看成动力臂是阻力臂两倍的杠杆。
知识点3:滑轮组
【想一想】使用动滑轮能省力,但不能改变用力的方向;定滑轮不省力,但可以改变用力的方向,有既省力又能改变用力的方向的装置吗?
【点拨】定滑轮和动滑轮组合在一起叫做___________,具备定滑轮和动滑轮的优点。
【实验】按图示的方式装配好滑轮组,把匀速提起重物所用的拉力与物重相比较,绳子自由端移动的距离s和重物升高的距离h相比较。
甲 乙
【点拨】若承担物重的绳子的股数为n,不考虑动滑轮重和摩擦,那么拉力F与物重G之间关系为______,自由端移动的距离s和重物升高的距离h之间的关系为______。
【明确】上图甲、乙两个滑轮组虽然滑轮个数相同,但承担物重的绳子的股数不同,拉力也不同。 , 。
对同一滑轮组,若绳子起点在动滑轮上,则有奇数段绳子承担物重;若绳子起点在定滑轮上,则有偶数段绳子承担物重。即滑轮组绕线规律是“奇动、偶定”。
【注意】在绕线时,每个轮槽只能绕过一根绳子,并且由内到外依次绕线,画图时线要用刻度尺画直线,因为滑轮组下面的动滑轮和货物受重力,将线拉直了,所以画出的线是直线。
请同学们完成以下几图的滑轮组绕线,加深记忆。
【明确】复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合起来的。任何先进的机械都可以分为机械控制系统和机械传动系统,而机械的传动系统实质就是简单机械的组合。
三、拓展整合
类型之一:定滑轮和动滑轮
【例1】(05天津)如图所示,物体A重20N,滑轮重1N,绳重不计,弹簧秤示数为25N,则物体B的重为_________N。
【例2】如图所示,用动滑轮提起一水桶,已知桶及水共重250N,如要把水桶提高2m人需要用多大力 绳自由端应移动多大距离 (不计动滑轮重及绳与轮间的摩擦)
类型之二:滑轮组
【例3】一条绳子最多能承受4×103N的拉力,请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起1.3×104N的重物,要求向下拉绳子,画出滑轮组安装示意图。(不计动滑轮重及摩擦)
四、当堂检测反馈
1.如图所示,物体所受重力等于120N,物体对地面的压力为零,拉力F应等于______N。
2.如图所示装置中,不计滑轮摩擦,当水平向右拉力F=5N时,物体恰能匀速向右运动。物体受到的摩擦力为______N。
3.下列简单机械中,一定不省力的是 ( )
A.动滑轮 B.定滑轮 C.滑轮组 D.杠杆
4.用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应该是( )
A.小于200N B.等于200N
C.大于200N D.大于300N
5.一位同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组提升重物,已知物重1000牛,而绳子最多只能承受400牛的拉力。请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。