§11.2
滑轮(二)
【教学目标】
1、了解滑轮组的构造和作用;
2、知道滑轮组的工作特点;
3、能根据需要组装滑轮组。
【重点难点】
重点:滑轮组的特点。
难点:根据设计要求,连接滑轮组的绕绳方法
【课前预习】
1、由动滑轮和定滑轮组合而成的简单机械,叫
,使用它吊重物时,既能
,又可以改变
。
2、若不计动滑轮自重和摩擦,动滑轮被几股绳子承担,所用的力就是
。若吊起动滑轮的绳股数为n,物重为G,则所用的力F可写成公式:
。
【新知导学】
一、认识滑轮组
研究并讨论:我们已经学过了定滑轮与动滑轮,生活中的吊车(如图)其实就是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,其示意图如下右图。
1.滑轮组:由
和
组合而成的装置。
我们知道:使用定滑轮可以改变力的方向,使用动滑轮可以省力,那么,由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组有什么作用呢?
学生思考并回答。
2.滑轮组特点:既能
又可以
。
那么,吊车为什么能够吊起很重的物体呢?滑轮组工作时有什么特点呢?
二、探究滑轮组的特点
1、猜想:如图所示的滑轮组
(1)人所用的拉力F与物重G是什么关系?
(2)绳自由端向下运动的距离S和物体上升的距离h有什么关系?
(3)绳自由端向下运动的速度V和物体上升的速度V物有什么关系?
用实验验证自己的猜想,然后与组内同学讨论。
思考:(1)验证结果与猜想结果相同吗?如果不同,原因是什么?
结论:若不考虑动滑轮和绳重,不计一切摩擦,则
F=
s=
v=
若不考虑绳重,不计一切摩擦,则
F=
2、试一试:
思考:如果用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组,有几种组合方式?
(若不考虑绳重,不计一切摩擦)
(1)拉力与重力分别是什么关系?
(2)绳子自由端移动的距离与物体移动的距离是什么关系?
(3)绳子自由端移动的速度与物体移动的速度是什么关系?
试在右图中画出相应的绳子绕法,并将结果与组内同学讨论。
结论:F=
s=
v=
3、结论:动滑轮和重物的重力由n段绳子承担,提起重物所用的力就是物重和动滑轮重的
分之一。绳自由端移动距离就是物体运动的距离的
倍,绳自由端移动速度就是物体运动的速度的
倍
F=
s=
v=
想一想:看图11-21,为什么小明能轻而易举地提起一辆摩托车?[]
数一数,小明所用的滑轮组共有几个定滑轮、几个动滑轮?该装置有几段绳子吊着物体?
三、滑轮组的设计与组装
组装口诀:奇动,偶定,由里向外绕。
1、按照要求组装下列滑轮组。(动滑轮自重不计)
⑴用G/2的力提起重物;
⑵用G/3的力提起重物
2、人站在二楼阳台上,要将楼下700N的重物拉上来,绳子的最大承重是300N,应怎样设计滑轮组,能将重物提起且使用滑轮的个数最少(滑轮重及摩擦不计)?
四、探究水平方向的滑轮组的特点
如图所示的滑轮组,思考并用实验探究
1、人所用的拉力F与物体受到的摩擦力f是什么关系?
2、绳自由端向运动的距离S和物体运动的距离S物有什么关系?3、绳自由端向运动的速度V和物体运动的速度V物有什么关系?
用实验验证自己的猜想,然后与组内同学讨论。
结论:F=
s=
v=
想一想:水平方向的滑轮组的拉力与物体的重力有关吗?
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【当堂训练】
1.
如图所示,每个钩码质量是50g,滑块A在钩码的作用下恰能沿水平面匀速滑动,那么滑块A受到的摩擦力是
(
)
A.2.94
N
B.1.96
N
C.0.98
N
D.0.49
N
2.
用如图所示的滑轮组提升物体,已知物体重200N物体匀速上升1m,不计滑轮组重及摩擦,则下列说法中正确的是:(??
)[]
A.拉力为80N
B.绳的自由端拉出4m
C.拉力为40N
D.
绳的自由端拉出1m
3.在滑轮组提升物体,当绳子自由端被拉下2m时,物体升高了0.5m,被提升物体的质量是20kg。若不计动滑轮重力和摩擦阻力,则拉绳子的力应为(
)
A.40N
B.49N
C.98N
D.5N
4.
对于使用滑轮组,下列说法正确的是(
)
A可以省力,且一定改变用力的方向
B可以省力,但不能改变用力的方向
C可以省力,同时又可以省距离
D可以省力,同时可以改变用力的方向,但不能同时省距离
5.用如图所示滑轮组提起重物,不计动滑轮自重和摩擦,若拉力F为50N,则物重G为
N,若绳子的自由端向上拉0.6m,则重物升高
m。挂重物的钩子A承受的拉力是
N.[.
6.一辆汽车陷入泥泞之中,请你根据图中装置,运用学过的知识,用最小的力将它拉出来,试画出滑轮组的绕法。已知车重6×104N,地面的阻力为车重的1/4,如果不计滑轮重、绳重及摩擦,则需要的拉力至少多大?
7.工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m,工人所用的力为600N,则动滑轮的重力是多少N?绳子自由端上升多少m?
(不计摩擦)
8.用如图所示的滑轮组提升重物.已知物重为250N,每只动滑轮重为20N,绳重及摩擦不计。
(1)给你一根能承受100N拉力的绳子,画出滑轮组的绕法;
(2)若将物体提升0.5m,则绳子自由端需移动多长距离?
【收获反思】