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第二节 滑轮及其应用
第十章 机械与人
我们先来观察一幅科学漫画
这幅漫画中起到关键作用的是哪个部件 你在哪里见到过吗？
情景分析
思考
生活中的滑轮
生活中的滑轮
这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧。
滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。
凹槽
轴
小轮
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
(1)能否改变用力方向
定滑轮可以改变用力方向。
(2)能否省力
定滑轮不能省力。
(3)能否省距离
定滑轮不能省距离。
F1
F
定滑轮
受力分析
物体匀速上升: F1 = G物
理论上不省力也不费力。
F1＞G物
绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大
假如摩擦忽略不计
使用定滑轮，既不省力也不费力。
F1
F1
G物
定滑轮
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
点击上方图片，即可观看视频
使用定滑轮的特点
缺点： 使用定滑轮不省力也不费力，
优点： 但可以改变动力的方向，
实质: 是一个等臂杠杆。
动滑轮
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。
(1)能否改变用力方向
动滑轮不能改变用力方向。
(2)能否省力
动滑轮能省力。
(3)能否省距离
动滑轮不能省距离。
F1
F
动滑轮
理论分析:支点是 A 点还是 O 点
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
点击上方图片，即可观看视频
使用动滑轮的特点
优点：在使用动滑轮拉物体时,可以省力,
缺点： 但拉力的方向不改变，而且费距离。
实质： 是一个省力杠杆。
如图所示,物体A、B所受重力都为200N,滑轮重、绳重和摩擦不计。当用力分别匀速提起A和B时,力F1为 N,力F2为 N;若物体A、B均上升0.2 m,用时1 s,则F1移动 m,F2移动 m;F1移动的速度为 m/s,F2移动的速度为 m/s。
100
200
0.4
0.2
0.4
0.2
思考
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？
想想议议
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。
结论：使用滑轮组既可以省力； 又可以改变力的方向。
滑轮组
3段绳子承担
2段绳子承担
5段绳子承担
4段绳子承担
绳子的开始端挂在定滑轮上，物重由偶数段绳子承担
绳子的开始端挂在动滑轮上，物重由奇数段绳子承担
滑轮组的连接规律
若不计滑轮与轴间的摩擦及绳重。
G
G+G动
F
F
F
匀速提升物体时
G
F
G
F
G
G+G动
F
F
2F=G+G动
3F=G+G动
滑轮组的受力分析
结论：
滑轮组的数量关系
3段绳子承担
2段绳子承担
5段绳子承担
4段绳子承担
F= （G+ G动） s=nh
F
G
F
G
F
G
F
G
n=2
n=3
n=4
n=5
滑轮组的连接方法
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请你在图中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法。
思考
[答案]如图所示
课堂小结
