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其他简单机械课题类型：新授课 课 时：1课时 授课时间：2012. 授课教师：苏捷教学目标(一）识与技能：（1）认识定滑轮和动滑轮 (2) 知道简单机械的一些应用（3）知道轮轴和斜面也能省力（二）、过程与方法（1）通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构（2）通过探究，了解定滑轮和动滑轮的特点（三）、情感、态度与价值观:通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用教学过程一 定滑轮F1F2OL1L2F1F2GF3构造：带有凹槽的轮、转轴、外框；定义：工作时，滑轮的轴固定不动的滑轮。演示实验1，参照图进行实验。说明：重物用2个钩码表示，用弹簧秤测得的数值有两个，一是钩码重，另一个是通过定滑轮拉图1 定滑轮钩码时弹簧秤的示数。定滑轮的特点： 定滑轮实质：支点在转轴，力臂为轮子半径的 杠杆。 (1)使用时轴固定不动的滑轮叫做定滑轮. (2)使用时不省力也不费力.(3)可以改变作用力的方向.定滑轮实际上就是等臂杠杆，故拉力大小始终等于重物的重力大小（不计绳与滑轮的摩擦）。拉力的方向可以改变，与重物移动的方向相反。图2 动滑轮FGOL1L2 二 动滑轮定义：动滑轮工作时，轴和重物一起移动。说明：重物用3个钩码表示。用弹簧秤测出钩码重。用弹簧秤通过动滑轮来拉钩码，读取弹簧秤的示数时，跨过动滑轮的两条绳要竖直、平行。根据实验测得的数值分析得出，使用动滑轮提升钩码，弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。（在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来，当钩码重远大于动滑轮重时，动滑轮才可忽略不计，从而得出使用动滑轮可以省一半力）。动滑轮的特点：使用动滑轮可以 ，此时钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的 。但是动滑轮 改变动力的方向，且 。动滑轮实质：支点在轮边缘，动力臂是阻力臂 倍的 杠杆。(1)使用时轴与重物一起移动的滑轮叫做动滑轮.(2)使用时可以省力.(3) 不能改变作用力的方向. 动滑轮实际上就是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，所以动力大小是阻力的1/2，既拉力的方向与重物的移动方向相同。三 滑轮组提问：定滑轮可以改变力的方向，动滑轮可以省力。如果我们既想省力，又想改变力的方向，应该怎么办？定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起，就可以做到既省力又能改变力的方向,这样的装置叫做滑轮组滑轮组的特点： 优点：_。 缺点_。（不讲）滑轮组中F与G的关系看有n段绳子支持物重（最后一段向下的不能算），那么FG/nG1FG2FG3FG4FFG/3FG/2FG/4FG/5 S3h S2h S4h S5h 按照要求组成滑轮组 比较滑轮的个数和要求的绳子的段数，若滑轮个数等于绳子段数，则最后一段向下；若滑轮个数少于绳子的段数，则最后一段向上。6.结论：滑轮组虽然既节省了力，又能改变动力的方向，但是要多费距离。如果FG/n，那么Snh7.试着解释“奇栓动，偶栓定”： 偶定：指的是当动滑轮上的绳子段数为偶数时，绳子的起始端在定滑轮上，见附图1奇动：指的是当动滑轮上的绳子段数为奇数时，绳子的起始端在动滑轮上，见附图2 解决简单滑轮组组装问题时，在承重的绳子股数确定以后，如何根据要求设计滑轮组的方法不唯一。下面介绍“偶顶奇动”的简单法则： 当承重的绳子股数n为偶数时，顺子的固定端应栓在定滑轮上（即“偶定”）。如不改变作用力的方向，则需要的动滑轮为n/2个，定滑轮为（n/21）个，如果要改变作用力的方向，则需要定滑轮为n/2个，动滑轮个数=定滑轮个数=n/2个 当承重绳子的股数n为奇数时，绳子的固定端应栓在动滑轮上（即“奇动”）。如果不改变力的方向，则需要的动滑轮个数=定滑轮个数=（n1）/2个，如果改变力的方向，则需要动滑轮个数为（n1)/2个，定滑轮个数为（n+1）/2个四 轮轴1.定义：有一个轮和一个轴组成，并且都绕固定的轴转动，若动力作用在轮上，可以省力；若动力作用在轴上则费力。2.实质：轮轴实质上是一个可以连续转动的杠杠。五 斜面1.定义：斜面也是一种简单机械，使用斜面也可以省力，并且在斜面高相同时，斜面越长越省力。2.原理：FL=Gh F沿斜面的拉力 G物体重力 L斜面长 h斜面高从公式可知：斜面越长越省力思考：斜面也是一种省力的机械，凭一个人的力气不能把大油桶直接搬到车上去，而借助于一块木板搭成的界面就可以。如果希望更省力，打算采取什么措施？凡是省力的机械一定费距离，凡是费力的机械一定省距离。既省力又省距离的机械是没有的问：关于滑轮组，我们应该知道些什么？答：使用滑轮组,应注意两个关系式:(1)F式中G在不计动滑轮重和摩擦时,表示被提起的重物的重;在不计摩擦时,则表示重物与动滑轮的总重.式中n表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.(2)s=nh 式中h为重物被提升的高度n仍表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.问：用什么简单的方法可以来确定承担物重的绳子的股数？图12-47答：可以采用这样的方法：（1）首先要分清哪是定滑轮，哪是动滑轮；（2）在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，看跟动滑轮相连的绳子有几股，那么n就是几 在图甲中我们用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离，以重物和动滑轮为研究对象，有四根绳子承担动滑轮及重物，所以用力F=。同理，分析乙图可知，提起重物及动滑轮的力F=。这种方法通常叫做“截线法”问：在组装滑轮组时，应该怎样绕线？答：下面介绍一种简单的方法：（1）当n为奇数时，绳子的起始端应固定在动滑轮的框架钩上，然后依次绕过滑轮；（2）当n为偶数时，绳子的起始端应固定在定滑轮的框架钩上这种绕线方法可简记为“偶定、奇动”题型一 能正确判断滑轮组的省力情况例1 如图12-49所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为 ； 。不计滑轮本身的重和摩擦知识点 判断滑轮组的省力情况图12-49闯关点拨 判断使用滑轮组时所用的力F的大小，关键是看几段绳子通过滑轮组拉着物体，即有几段绳子承担物体的重，不能根据动滑轮的个数来判断省力的大小，也不能根据滑轮的总数来判断省力的大小分析和解 在图A中，有三段绳子拉着物体，在图B中，有四段绳子拉着物体，在图C中，有五段绳子拉着物体， 答 ， 图12-50 例2 如图12-50示，用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进，在绳的端点A的作用力 N，重物与地面间的摩擦力 为多大？将重物移动的距离为 m，绳端A移动的距离为多少？不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦？知识点 滑轮组的实际应用及计算闯关点拨 由图中可见对于滑轮组，右侧为定滑轮，左侧直接拉物体的是动滑轮，与此动滑轮连接的绳子段数有三段，每段绳子的拉力是F，所以动滑轮拉物体力 对被拉物体再进行受力分析可知，重物在水平方向上受到滑轮组对它的拉力和地面的摩擦力，又由于重物沿水平面匀速运动，因此摩擦力与拉力大小相等所以，滑轮对重物的作用力大小等于重物所受地面对它的摩擦力 将重物移动1 ，与动滑轮连接的三段绳子的端点都应当移动1 ，所以绳端A移动的距离应为3 解 动滑轮拉物体的力 ，由二力平衡条件可知： N 绳端A移动的距离： 答 N、 题型二 能按要求组装滑轮组例 一条绳子最多能承受1000的拉力.请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物，画出滑轮组安装示意图（动滑轮重及摩擦不计）知识点 根据要求组装滑轮组闯关点拨 在处理这类问题时，首先要计算出承担物重的绳子段数 ，即注意 取整数，若计算出 是小数，都采用“入”的办法分析和解 绳子的股数，则 应取4，不能按四舍五入去处理然后，根据 的数值及所需的拉力方向去确定动滑轮与定滑轮个数及绕线方法如果不要求改变用力方向，则只需要用一个定滑轮，绕线如图（甲）；如果要改变用力方向，则需要两个定滑轮，绕线如图乙）图12-51 题型三 结合力的平衡知识的综合题例 如图12-51所示,滑轮重1N,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力F是2N,物体G重100N,则弹簧测力计的示数是_N,水平地面受到物体G的压力是_N(不计摩擦)知识点 滑轮的知识与其他知识的综合运用闯关点拨 该题应对研究对象进行受力分析并结合力的平衡知识求解.分析和解 滑轮在竖直方向上受到竖直向下的重力G1N,两股绳竖直向下的拉力,其中每股绳上的拉力F都是2N;滑轮受到弹簧测力计竖直向上的拉力F,由于滑轮处于平衡状态,受到的是平衡力,如图12-52所示,所以: FGFF1N2N2N5N 图12-52即弹簧测力计的示数是5N物体G放置在水平地面上,受到竖直向下的重力G100N,绳子竖直向上的拉力F2 N,还受到水平地面竖直向上的支持力N,由于物体静止不动,它受到的是平衡力.即:NGF100N2N98N.说明：水平地面对物体的支持力是98N,由于物体对水平地面的压力和水平地面对物体支持力是大小相等,所以物体G对水平地面的压力就等于98N.甲中考典题精析考题1 要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图甲中画出最省力的绕绳方法（江苏省连云港市2003年中考题）乙闯关点拨 要求最省力，即承担动滑轮的绳子股数最多，而图中只有一个动滑轮，故最多只有3股。答 最省