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第十一章 · 机械与功
第二节 滑轮
一个周边有槽,能绕轴转动的轮子
轴
轮
正视图
槽
一. 滑轮:
1、生活中常见的滑轮:
定滑轮
动滑轮
定滑轮
定滑轮
动滑轮
1、生活中常见的滑轮:
实验次数 拉力方向
拉力F/N
1 竖直向下
2 斜向下
3 水平
二、定滑轮的特点
定滑轮是等臂杠杆
(1)L动=L阻(等臂杠杆)
(2)不省力 F=G
(3)但可以改变力的方向
(4)动力移动的距离等于物体 移动的距离
G
F
G
F
G
F
L动
L阻
1、定滑轮的特点
二. 定滑轮的实质
2、定滑轮的实质
支点
F = G
实验次数 拉力方向 拉力F/N
1 竖直向上
2 斜向上
3 斜向上(改变角度)
三、动滑轮的特点
动力臂是阻力臂2倍的杠杆
G
F
G
F
F
(1)L动=2L阻
(2)省一半的力 F=1/2G
(3)不能改变力的方向
(4)动力移动的距离是物体移动的距离的2倍
L动
L阻
1、动滑轮的特点
三. 动滑轮的实质
2、动滑轮的实质
G
2、动滑轮的实质
支点
F = G/2
1、如下图所示,物体B重100N,在力F作用下匀速上升时,
F应等于 N。(不计摩擦)
F
100
F1
F2
F3
练一练
2.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
练一练
3、如图所示,在竖直向上的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升。已知A的重力G=100N,重物A上升的速度为0.2m/s,不计绳与滑轮摩擦力、重力和绳重,则拉力的大小和滑轮上升的速度分别为( )
A. 50N , 0.1m/s B. 50N , 0.4m/s
C. 200N , 0.1m/s D. 200N , 0.4m/s
F
C
练一练
4、如图所示,放在水平桌面上的物体A重200N,物体B重80N,当B匀速下降时,A与桌面的滑动摩擦力是 N
40
A
B
练一练
1.定滑轮:
(1)使用特点:可以改变力的方向,不省力也不费力;不省距离也不费距离。
2.动滑轮:
(1)使用特点:能省一半力,但不改变力的方向;要多移动一倍距离。
(2)实质:等臂杠杆
(2)实质:动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
小 结
第二课时
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
五、定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。
用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。
(1)重物由几段绳子承担 ,拉力就是重物的几分之一
四. 滑轮组的特点
1、滑轮组的特点
F =
G
n
(2)省几倍力费几倍距离
S= nh
F
F
F
F
G
G
G
G
练习:滑轮组的绕线
一根绳子只能承受100N的力,要把330N的物体拉起,怎样组装滑轮?
例题:
解:
绳子段数为n:
n取 4 段绳子
n=330N/100N≈3.3
F
F
例 题
判断拉力F的省力情况
F
F
F
G
G
G
=G/2
=G/2
=G/3
把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组,讨论一下,你能设计出几种组合方式?把你的方案画在下面方框中,并动手做一做。
F
G
F
G
G
F
F
G
G
F
6段绳子承担F=(1/6)G
7段绳子承担F=(1/7) G
滑轮组绕法
单从动,双从定,从里向外绕
组装口诀:
1、如图所示,物体A重G=280N,在F=60N拉力下匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于 N。(滑轮重力及滑轮的摩擦不计)
A
F
f
T
N
G
2F=f
因为:
所以:
f = 2F = 120N
120
T= f
练一练
2、如图所示,用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动,拉力分别为F1、F2、F3,比较它们的大小,其中正确的是(不考虑滑轮重及滑轮上的摩擦时)( )
A.F1=F2=F3 B.F1<F2<F3
C.F1<F3<F2 D.F3<F1<F2
C
F1 = f摩/2
F2 = 2 f摩
F3 = f摩
F1
F3
F2
甲
乙
丙
练一练
3、如图所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是 N。手匀速拉绳子的力是 N(动滑轮自重不计)
100
50
练一练
3、如图所示的四个滑轮组中,图 可省一半力,图 最费力,图 和图 用力大小一样。
A
B
C
D
B
C
A
D
F
F
F
F
练一练
图1
4、使用滑轮组匀速使重物升高,物体重1000N,
人重600N,人对地面的压力为 N。
100
F
F
F
练一练
5、物重G物=300N,G人=600N
,F= N。
300
F
F
F
2F
练一练
6、绳自由端拉力为100N,小船受到的向岸边的是 N。
300
轮 轴
R
r
F1
F2
轮轴
轴半径
轮半径
轴
轮
轴半径
轮半径
轴心
:轮半径大于轴半径,轮轴是省力杠杆
R
r
F1
F2
F1 R = F2 r
R
r
=
F2
F1
2、动力作用在轮上,阻力作用在轴上 ,轮轴是一个省力杠杆
3、动力作用在轴上,轮轴又将起到什么作用?
1、轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆
轴半径
轮半径
轮 轴
汽车方向盘
自行车链轮—脚跳板
自行车龙头
水龙头
生活中的轮轴
小 结
1.定滑轮:
(1)使用特点:可以改变力的方向,不省力也不费力;不省距离也不费距离。
2.动滑轮:
(1)使用特点:能省一半力,但不改变力的方向;要多移动一倍距离。
3.滑轮组:
(1)使用优点:既可省力,又可改变力的方向;但不能既省力又省距离。
(2)公式:F=G总/n=(G物+G动滑轮)/n (不计滑轮摩擦力)
其中s=nh
(2)实质:等臂杠杆
(2)实质:动力臂是阻力臂2倍的杠杆。