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第十二章
简单机械
第2节
滑轮
造房子时要把钢材、木料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢?
——滑轮
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。
滑轮的定义
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
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?
旗杆顶端的滑轮
电动机下面的滑轮
货物上升时,电动机下面的滑轮随物体一起移动。
国旗上升时,旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。
想想议议
滑轮在使用时,根据轴的位置是否移动,又分为定滑轮和动滑轮两种。
使用时,轴固定不动,叫定滑轮。
使用时,轴和重物一起移动,叫动滑轮。
实验:研究使用定滑轮或动滑轮匀速提升物体时,分别说明用力大小、方向的特点.
使用定滑轮不省力也不费力,但可以改变力的方向.F拉=G.
使用动滑轮可以省一半的力,不改变力的方向.F=G/2.
定滑轮的实质
F1
F2
O
L1=L2
F2
F1
O
L1=L2
L1
L2
L1
L2
一、定滑轮:工作时轴不随物体移动的滑轮叫定滑轮
l1
l2
.0
1:定滑轮实际上就是_____杠杆。
A:支点在轴心O处。
B:动力臂l1______阻力臂l2
2:不计摩擦时,拉力大小____重物的重力大小。(
F拉=G物)
3:拉力的方向与重物移动的方向不同。
结论:
使用定滑轮不省__,但可以改变施力的___。
力
F
G
方向
F
F
等臂
等于
等于
O
·
L1
L2
L1
=2L2
F1
=
F2
/2
F
G
二、动滑轮:工作时轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮
l2
l1
A:支点在边缘O处
B:动力臂l1为阻力臂l2的2倍。
1:动滑轮实质是动力臂为阻力臂___的杠杆。
2:在上述情况下,拉力F是总重力的
3:拉力的方向与重物的移动方向相同。
结论:
使用动滑轮可以__,但不能改变施力的__。
省力
方向
O
.
2倍
F拉=
三、动滑轮与定滑轮第三个不同点
a、定滑轮:拉力F作用点移动的距离S与物体上升高度h的关系是:
S﹦h
b、动滑轮:拉力F作用点移动的距离S与物体上升高度h的关系是:
S﹦2h
四、滑轮组
1:使用定滑轮的好处是_______
2:使用动滑轮的好处是____
能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合起来,使它们即省力又方便呢?
为了达到这个目的,我们把定滑轮与定滑轮组合成滑轮组。
改变用力的方向
省力
1:滑轮组:
最简单的滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成。
F
F
F
G
G
G
实验结果:
1
2
F=
G
1
3
F=
G
1
2
F=
G
拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子段数n有关。
n=2
n=2
n=3
若动滑轮重不可忽略,上述力的关系式应写成F=(G物+G动)/n.
(n表示吊起动滑轮的绳子段数)
1
n
F=
G
实验表明,使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重和摩擦不计,动滑轮被几段绳子吊起,所用力就是物重的几分之一即
思考题:
在左图所示的滑轮组中,用力最小的绕线方法
(a)若动滑轮重G/不计,拉力F是————
(b)若动滑轮重G动不能忽略,那么图中的拉力F应等于多少?
G/
G
F
1
5
F=
G
1
5
F=
(G物+G动)
分析:图中吊起动滑轮的绳子段数为5
F
.
2:滑轮组
实验表明,使用滑轮组拉重物时,若动滑轮重和摩擦不计,动滑轮被几段绳子拉住,所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即
1
3
F=
f
f
N
G
T
如图所示,拉力F的大小等于____。
1
n
F=
f
巩固练习:
1:如下图(a)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)
图(a)
F
2:
如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是____N。人匀速拉绳子的力是____N(动滑轮自重不计)
图(b)
100
100
50
如图所示,物体A重G=80N,在F=60N拉力下匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于____N。(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)
A
F
.
f
T
F
G
1:竖直方向上有一对平衡力F和G
2:水平方向上有一对平衡力T和f
G=F=80N
T=f=120N
1
2
F=
f
因为
所以
f=2F=120N
综合分析得:
120N
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)实质:是一个等臂杠杆.
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:动力臂是阻力臂二倍的杠杆.
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拉=G总/n=(G物+G动滑轮)/n
s=nh