6.6 探究滑轮的作用
轮
轴
一、滑轮的结构
我们模拟升旗的装置,来研究旗杆顶部的滑轮
把 物体提起来我们还可以这么做.
这两种方法都能够将物体提起来,那么它们各自有什么特点呢?
1、滑轮的分类
定滑轮:
使用时轴固定不动。
动滑轮:
使用时轴和重物一起移动。
二、动滑轮和定滑轮
使用时,轴固定不动
使用时,轴和重物一起移动
定滑轮
动滑轮
1、滑轮的分类
二、动滑轮和定滑轮
2、探究两类滑轮的特点
升国旗时,应该用定滑轮,还是动滑轮?
动滑轮
定滑轮
2、探究两类滑轮的特点
分别用动滑轮和定滑轮提起质量相等的钩码,拉力的大小相等吗?
2.研究两类滑轮的特点
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物重/N
滑轮重/N
拉力/N
5
1
5
10
1
10
15
1
15
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物重/N
滑轮重/N
拉力/N
5
1
3
10
1
5.5
15
1
8
2.研究两类滑轮的特点
使用定滑轮不省力,但可以
改变拉力的方向.
使用动滑轮可以省力,但不改变拉力的方向
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。定滑轮相当于一个等臂杠杆,因此,不省力也不费力
O
G
F
r
r
∵ F·r = G·r
∴ F = G
可见,定滑轮相当于一个等臂杠杆,不省力也不费力.
3. 两类滑轮的理论分析
(1)定滑轮的实质
定滑轮相当于一个等臂杠杆,因此,不省力也不费力
思考;斜拉重物时拉力要变大还是变小?
斜着拉时,定滑轮仍旧是等臂杠杆,既不省力也不费力。
(1)定滑轮可以改变用力方向;
(2)定滑轮既不省力也不费力.
O
O
G
F
F
G
定滑轮的特点
O
G
F
2r
r
∵ F·2r = G·r
∴ F = G/2
使用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。
3. 两类滑轮的理论分析
(2)动滑轮的实质
前提条件:不计滑轮重量
定滑轮可以改变拉力的方向,但不能省力。
动滑轮可以省力,但不能改变拉力的方向。
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?
动滑轮与定滑轮
定滑轮
轴不随物体一起运动的滑轮
不省力,也不费距离,但可以改变力的方向
实质:等臂杠杆
轴随物体一起运动的滑轮
省力,但费距离,且不能改变力的方向
实质:省力杠杆
动滑轮
课堂小结
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。
三、滑轮组
结论:使用滑轮组既可以省力; 又可以改变力的方向
思考
物体上升h,两幅图拉力各移动多少?
哪幅图改变了拉力的方向
动滑轮和物体总重为G,则拉力各为多大?
图乙
图甲
利用两个定滑轮和两个动滑轮,把重物提起来,可以怎样绕绳子呢?
F
F
两种绕法展示
讨论:这两种绕法哪种好?
G
G
G
探究滑轮组的作用
(a)
(b)
(c)
活动 4 使用滑轮组时拉力与重物的关系
滑轮组中拉力与物重的数据表格
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}实验序号
钩码及动滑轮的总重力G/N
弹簧测力计的拉力F/N
吊起动滑轮的绳子股数n
(a)
(b)
(c)
从表中的实验数据中可以找出F、G和n的关系
注意
使用滑轮组吊重物时,若摩擦不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用的力就是物体和动滑轮总重量的几分之一。
汽车重2×104 N,陷入泥中,受到的阻力为3×103 N。用如图所示装置,则至少要用多大的力才能将汽车拉出?
F
r
R
F1
F2
四、轮轴
1.井上的辘轳
由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械,叫作轮轴。
R
r
=
F2
F1
F1·R=F2·r
F1
F2
r
R
动力作用在轮上,轮轴是一个省力杠杆,但费距离。
在轮轴中,动力臂是轮的半径R,阻力臂是轴的半径r。
1.井上的辘轳分析
2.汽车的方向盘
从上边看下去,也可画成下图:
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
滑轮组和轮轴
滑轮组
轮轴
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组
绳子自由端的拉力
绳子自由端的距离
定义
实质
滑轮的解题技巧:
1、同一根绳上拉力相等
2、同一滑轮上相上的力等于向下的力
例1、物体重100N,拉力F为20N,轮重及摩擦不计,物体对地面的压力是 N.
80
例2:如图所示,物体 A 重为 100 N,每个滑轮的重的重量均为10N, 人的重量为500 N,求人对地面的压力是 _____ N。
420
A
物体能被提起吗?
动滑轮对物体的拉力?
地面对物体的支持力?
物体对地面的压力?
F=10 N
G动=5 N
G=20 N
例3:
课堂练习
1、如图,用滑轮将重物提起,弹簧测力计示数为5N,人拉绳所用力F是 N,物体和滑轮的总重力是 N。(不计滑轮和绳的摩擦)
5
10
2、如图,利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体重力都是60N,则:
F甲
F乙
(1)不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦,拉力F甲、F乙分别是多少N?
(2)如果物体被提升了2m,则绳子自由端移动的距离S甲、S乙分别是多少m?
3、如图,利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体重力都是60N,动滑轮重为10N,不计绳子与滑轮的摩擦,则:
F甲
F乙
(1)拉力F甲、F乙分别是多少N?
(2)如果物体被提升了2m,则绳子自由端移动的距离S甲、S乙分别是多少m?
F=20N
F
A
F=F1+F2
F1=F2
F
F2
F
F
F1
F
4、物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为10N,那么拉力F为多少N?
5. 如图所示,物体 A 重为 100 N,每个滑轮的重的重量均为10N, 人匀速拉绳子的力是 _____ N。
60
A