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情境导入
第九章
机械和功
§9.2 滑轮
生活中的滑轮
一、定滑轮和动滑轮
用绳索或链条绕过具有转动轴的光滑圆轮叫做滑轮.
图中这两个滑轮有什么区别?
滑轮使用时轮转动
轴固定不动,叫定滑轮
轴和物体一起移动,叫动滑轮.
一、定滑轮和动滑轮
h
s
h
F3
F3
F1
S:绳子自由端移动的距离
h:重物移动的距离
G物:重物所受的重力
F :弹簧测力计示数即拉力
v物:重物移动的速度
v绳:绳子自由端移动的速度
二、定滑轮和动滑轮的特点
定滑轮
按照图甲、乙所示的
做法进行实验,比较两弹
簧测力计示数的大小和拉
力的方向.
甲
乙
F1
F2
动力F1/N
实验 次数 操作 钩码移动 的距离h/m 拉力作用点移动的距离s/m 拉力 的方向 弹簧测力计示数F/N 钩码的
重力G/N
1 甲图
2 乙图
动力F1/N
实验 次数 操作 钩码移动 的距离h/m 拉力作用点移动的距离s/m 拉力 的方向 弹簧测力计示数F/N 钩码的
重力G/N
1 甲图 0.1 0.1 向上 2 2
2 乙图 0.1 0.1 向下 2 2
二、定滑轮和动滑轮的特点
(1)定滑轮:
s=h
不计绳重和摩擦的情况下:F定=G物
不省力也不省距离,但却能改变力的方向。
G物
F定
二、动滑轮和定滑轮
动滑轮
按照图甲、丙所示的做法
进行实验,比较两弹簧测力计
示数的大小和拉力的方向.
甲
丙
F1
F3
动力F1/N
实验 次数 操作 钩码移动 的距离h/m 拉力作用点移动的距离s/m 拉力 的方向 弹簧测力计示数F/N 钩码的
重力G/N
1 甲图 0.1 0.1 向上 2 2
3 丙图 0.1 0.2 向上 1.2 2
二、动滑轮和定滑轮
(2)动滑轮:
s=2h
不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下:
F动= — G物
省一半的力,但要多移动一半的距离,且不能改变力的方向。
G物
F动
1
2
如果考虑动滑轮重的情况下:
F动= —( G物+G动)
1
2
G滑
动力F1/N
实验 次数 操作 钩码移动 的距离h/m 拉力作用点移动的距离s/m 拉力 的方向 弹簧测力计 的示数F/N 钩码的
重力G/N
1 甲图
2 乙图
3 丙图
O
L2
L1
定滑轮实质上是一个等臂杠杆,支点在轴心O处,动力臂等于阻力臂(L1=L2),均为滑轮的半径.
三、动滑轮和定滑轮的实质
F2
F1
O
L1
L2
动滑轮实质上是一个支点在边缘O处、动力臂为阻力臂2倍(L1=2L2)省力
的杠杆.
三、动滑轮和定滑轮的实质
F1
F2
把定滑轮和动滑轮组合起来使用,把它们各自的优点结合起来,组成滑轮组.
四、滑轮组
动滑轮能省一半力,定滑轮虽然不能省力,但它却能改变力的方向,我们能不能做一个机械,使它既能省力、又能改变力的方向呢?
F
G
n=2
演示实验
把两个滑轮按照图中的方法进行绕绳,上面的滑轮是定滑轮,下面的滑轮是动滑轮,用弹簧测力计测量F的大小,与前面单独使用动滑轮和单独使用定滑轮时在力的大小、方向上面有什么不同?
四、滑轮组
F
G
四、滑轮组
思考讨论
除了前面的绕法外,你还可以怎样绕制滑轮组?
n=3
动力F1/N
实验 次数 操作 钩码移动 的距离h/m 拉力作用点移动的距离s/m 拉力 的方向 弹簧测力计 的示数F/N 钩码的
重力G/N
4 丁图
5 戊图
F
G
n=2
丁
F
G
n=3
戊
四、滑轮组的工作特点
F=—G物
1
n
s=nh
v绳=n v物
滑轮组提升重物时,既可以省力又可以改变力的方向但是费距离。
不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下:
如果考虑动滑轮重的情况下:
F= —( G物+G滑)
组装滑轮组时,要会确定绳头固定端,一般情况下,若承担重物的绳子段数n为奇数,固定端位于动滑轮的框架上,若n为偶数,固定端位于定滑轮的框架上,可用“奇动偶定”四个字帮助记忆.
⒈关于滑轮,下列说法中错误的是( )
A.使用定滑轮不省力,但能改变力的方向
B.使用动滑轮能省一半力,还能改变力的方向
C.定滑轮实质上是个等臂杠杆
D.动滑轮实质上是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
B
检测反馈
检测反馈
⒉使用一个定滑轮将一重物提升
2 m,则绳子自由端拉过的距
离为__m;如果改用一个动
滑轮来提升重物,且提升同样
的高度,则绳子自由端拉过的
距离为__m.
2
4