《滑轮及其应用》.ppt

二 滑轮 复习引入 画出下面杠杆的力臂 O F1 F2 如图 OA AB 请计算出F G 庄严的一刻 大家对这一现象有没有疑问 五星红旗是向什么方向运动的 旗手施加给五星红旗的力向什么方向 为什么力的方向与运动方向相反红旗还可以顺利升起呢 奥妙在哪 向上 向下 旗杆的顶部安装了一种简单的机械 滑轮 滑轮 轴 带凹槽的轮 滑轮主要部分是能绕轴转动的轮子 滑轮的定义 周边有槽 能绕轴转动的小轮 起重机吊臂上的滑轮 尝试采用绳 一个滑轮 铁架台将钩码提到高处 你有什么方法 细线 滑轮 钩码 铁架台 动滑轮和定滑轮 你使用的哪种方法 这两种方法有什么不同呢 动滑轮 定滑轮 方案一 方案二 实物图 定滑轮轴固定不动的滑轮 动滑轮轴随物体一起运动的滑轮 滑轮的分类 思考 这两种方案有什么共同点和区别 共同点区别 都使物体向上运动 通过实验科学探究 提出问题 研究使用定 动滑轮将物体竖直向上提升过程中 用力大小 方向 移动距离与物重 物体上升距离之间的关系 猜想与假设 制定计划设计实验 弹簧测力计测量物重和力的大小尺子测量力移动的距离和物体移动的距离 使用定滑轮提升物体 匀速 进行实验收集数据 实验结论 定滑轮不省力 不省距离 但能改变力的方向 定滑轮F拉 G物S h 绳子端移动的距离 物体上升的距离 使用动滑轮提升物体 匀速 实验结论 动滑轮可以省一半力 但费一倍距离 不能改变力的方向 经行实验收集数据 动滑轮F拉 1 2G物S 2h 绳子端移动的距离 物体上升的距离 忽略动滑轮的重力和绳子与动滑轮 定滑轮之间的摩擦力 动滑轮F拉 1 2 G物 G动滑轮 S 2h 绳子端移动的距离 物体上升的距离 忽略绳子与动滑轮 定滑轮之间的摩擦力 考虑动滑轮的重力 实验结论 1 使用定滑轮不省力 不省距离 但可以改变力的方向F拉 G物S绳 h物 2 使用动滑轮可以省一半的力 但浪费一倍的距离 不可以改变力的方向F G物F G物 G动 S 2h O r r F F 定滑轮实质是一个等臂杠杆 l1 l2 使用定滑轮为什么不省力 练习 1 如图9所示中 通过定滑轮匀速提起重物G时 向三个方向拉动的力分别为F1 F2 F3 则三个力大小关系是A F1最大B F2最大C F3最大D 一样大 寻找支点 2r r F O 动滑轮实质 动力臂是阻力臂2倍的杠杆 使用动滑轮为什么可以省力 2 图1中A是 滑轮 利用这样的装置把物体举高 用力的方向应向 选填 上 下 如果用26牛的拉力 匀速提起50牛的物体 不计绳重和摩擦 滑轮A重牛 若要使物体上升2米 应将绳的自由端拉动 米 动 2 上 4 3 如图5所示甲 乙两个装置 已知 A重100牛 A在地面上滑动时所受的摩擦力为40牛 不考虑绳与滑轮的摩擦 要使A向右匀速滑动 拉力F甲 牛 F乙 牛 5 工人们为了搬运一台笨重的机器 设计了如图所示的四种方案 机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管 其中最省力的方案是 4 下图中利用了动滑轮的是 请您帮忙抓住 我到楼上接袋子 救命 啊 你怎么上来了 好的 唉 唉唉 这是怎么回事 为什么会出现这种情况 不能省力可以改变力的方向 定滑轮 动滑轮 如何既省力又能改变力的方向 把定滑轮和动滑轮一起来用 不就行了吗 定滑轮虽然能改变力的方向 使我们工作方便 但不能省力 于是人们就把定滑轮和动滑轮组合起来使用 把它们各自的优点结合起来 这样就组成了滑轮组 而动滑轮虽然能省一半力 但不能改变力的方向 使用时经常感觉不便 滑轮组特点 力 改变力的方向 省 能 距离 费 s h n 由一个定滑轮和一个动滑轮绕成滑轮组有几种绕法 小组讨论 实验结果 拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关 n 2 n 2 n 3 使用滑轮组提升物体 匀速 实验结论 滑轮组可以省力 但费n倍距离 经行实验收集数据 滑轮组F拉 1 nG物S nh 绳子端移动的距离 与动滑轮相连的绳子段数 h 物体升高h相当于绳子少了3h 则绳子端在相等的时间移动的距离为3h 实验结论 滑轮组中拉力的大小和承担物体重力的绳子段数 即与动滑轮相连的绳子段数 有关 在不考虑绳子与滑轮组的摩擦力 动滑轮重力的情况下 在不考虑绳子与滑轮组摩擦力 而考虑动滑轮重力的情况下 S nh S nh G物 G物 G物 G物 n n n n n n F F F F F F F F F F F F 不计摩擦 绳重和动滑轮的自重时 不计摩擦 绳重时 动滑轮的自重为G动 1 5 2 3 2 4 G物 G物 2 G物 2 G物 3 G物 5 G物 4 题型分析 F G 4 F G 5 题型1 根据绕线确定F与G的大小关系 不计摩擦 绳重和动滑轮重 锦囊一确定n的小技巧 剪线法VS画线法 剪线法 用剪刀将定动滑轮之间的细线剪断 数出有多少段绳子吊起重物 那么n就是几 也可以采用 画线法 分析绳子段数 从定动滑轮之间画一条线 沿着这条线从左到右数出连接在动滑轮上的绳子数就是n F F F 1 2G F 1 3G 锦囊二绳子的绕法 当n为奇数时 绳子的起端 或末端 在动滑轮上 当n为偶数时 绳子的起端 或末端 在定滑轮上 奇动偶定 从里向外 题型2 根据F与G的大小关系画出绕线 怎样判断滑轮组能省多少力 F G 1 6 小结 滑轮 定滑轮 1 使用特点 可以改变动力的方向 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 动滑轮 1 使用特点 能省一半力 但不能改变动力的方向 要多移动一倍距离 2 实质 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 F 1 2Gs 2h 滑轮组 2 使用优点 既可省力 又可改变动力的方向 但不能既省力又省距离 动滑轮被几股绳子吊起 所用力就是物重和动滑轮的几分之一 3 公式 总 n 物 动滑轮 n 不计滑轮摩擦 1 s nh F Gs h 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 动滑轮被几股绳子拉住 所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一 即 如图所示 拉力F的大小等于 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 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 100 100 50 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 b c 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