66探究滑轮的作用(第1课时)

1、 生活中的滑轮 6.6 探究滑轮的作用 一、认识滑轮 观察滑轮， 认识它的结构 ： 参照第50图，练习画出 用一个滑轮，把物体提 升起来的装置示意图 框 轴 周边有槽的轮 F F 滑轮的分类 分类标准：依据在使用过程中，滑轮的轴 的位置是否移动为标准。 按上述标准，把滑轮分为两类： （使用过程中轴的位置固定不动）定滑轮 （使用过程中轴随重物一起移动）动滑轮 二、探究两类滑轮的作用 分别用动滑轮和定滑轮提起质量相等的分别用动滑轮和定滑轮提起质量相等的 钩码（即重量相等），拉力的大小相等吗？钩码（即重量相等），拉力的大小相等吗？ 通过实验探究验证猜想 三、使用滑轮的理论分析 1、定滑轮变形记 FG

2、 O L2L1 转轴固定不动，转轴固定不动， 相当于支点相当于支点O O，拉力，拉力 相当于动力，物体相当于动力，物体 对绳子的拉力相当对绳子的拉力相当 于阻力。于阻力。 理论分析： L1 = L2 L1 = L2 = rF1 = F2 = G物 物 F2 F1 = G物 物 依据：依据： F1 L1 = F2 L2 FG O L2L1 定滑轮相当于一个等臂杠杆， 因此，不省力也不费力。 通过对物体提升的高度和绳子自由端移动距离 的测量，可知使用定滑轮不省距离也不费距离。 F G O L2 L1 当拉力的方向改变时： 改变拉力方向后， 还是等臂杠杆， 所以只使用定滑 轮，无论拉力方 向怎么样，

3、FG F F1 1G G物 物 假如摩擦忽略不计假如摩擦忽略不计 使用定滑轮，既不省力也不费力。使用定滑轮，既不省力也不费力。 F1 F1 G物 非理想情况分析： 在不考虑绳重和摩擦的理想情况下： 理论上使用定滑轮不省力也不费力。 实际上：由于绳子与定滑轮之间实际上：由于绳子与定滑轮之间 及轮与轴之间有摩擦，所以拉力及轮与轴之间有摩擦，所以拉力 应略大于被提升物体的重力。应略大于被提升物体的重力。 2、动滑轮变形记 杠杆的支 点在哪？ 动滑轮的作用理论分析： 点点O O为杠杆的支点，阻力作用在为杠杆的支点，阻力作用在A A点点 l2 = r l1= 2r O A F O G F G 动滑轮的实

4、质相当于一个动力臂是阻力臂二倍 的省力杠杆，因此使用动滑轮提升重物可以省 力一半。但是，要费1倍的距离。 F 2r = G r 当使用动滑轮匀速竖直向上提升重物时， L1=2L2，依据标杆平衡条件可得： F = G 1 2 F F G动 G物 为什么实验中的拉力比物重的一半大? 使用动滑轮时，存在动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。 因此，因此， 在考虑动滑轮自重和摩擦的情况下：在考虑动滑轮自重和摩擦的情况下： F F = ( = (G G动 动 + + G G物 物) ) 1 2 若拉力 F 沿斜上方拉，F = G 吗？ 1 2 F2 G F1/ L2 O L1/ 动力臂减小，动力增大。 可见

5、要使动滑轮省一半的 力，必须沿竖直方向拉动 绳子。 L1 F1 B C 滑轮处于平衡状态时：滑轮处于平衡状态时： F1 L1 = F2 L2 F1 L1 = F2 L2 L L1 1 L L1 1F F1 1 F F1 1 F1 L1 F1 = F2 1 2 动滑轮的作用（特点）：动滑轮的作用（特点）： (1)(1)不能改变施力方向。不能改变施力方向。 (2)(2)能省一半力，但费一倍距离。能省一半力，但费一倍距离。 F = G/2 s = 2hF = G/2 s = 2h (3)(3)本质上，相当于一个动力臂为本质上，相当于一个动力臂为 阻力臂阻力臂 2 2 倍的省力杠杆。倍的省力杠杆。 课

6、堂练习课堂练习 1 1、如图，用滑轮将重物、如图，用滑轮将重物 提起，弹簧测力计示数为提起，弹簧测力计示数为5N5N， 人拉绳所用力人拉绳所用力F F 是是 N N，物体，物体 和滑轮的总重力是和滑轮的总重力是 N N。（不。（不 计绳和滑轮之间的摩擦）计绳和滑轮之间的摩擦） 5 10 F 2 2、如图，利用定滑轮、如图，利用定滑轮、 动滑轮匀速向上提升重物。动滑轮匀速向上提升重物。 已知物体重力都是已知物体重力都是60N60N，则：，则： F甲 甲 F乙 乙 （1 1）不计动滑轮重及绳）不计动滑轮重及绳 子与滑轮的摩擦，拉力子与滑轮的摩擦，拉力F F甲、甲、 F F乙分别是多少乙分别是多少N

7、 N？ （2 2）如果物体被提升）如果物体被提升 了了2m2m，则绳子自由端移动，则绳子自由端移动 的距离的距离S S甲 甲、 、S S乙 乙分别是多 分别是多 少少m m？ F=20N F A F = F1+F2 F1=F2 F F2 F1 3 3、物体、物体A A在拉力在拉力F F的作用下做匀速直线运的作用下做匀速直线运 动，弹簧测力计的示数为动，弹簧测力计的示数为10N10N，那么拉力，那么拉力F F为多为多 少少N N？ 使用定滑轮能改变拉力的方向，但不能省力。使用定滑轮能改变拉力的方向，但不能省力。 探究滑轮组的作用探究滑轮组的作用 如果我们把两者结合起来使用，又能起如果我们把两者结

8、合起来使用，又能起 到什么样的效果呢？到什么样的效果呢？ 回顾两类滑轮的作用？ 使用动滑轮能省力，但不能改变拉力的方向。使用动滑轮能省力，但不能改变拉力的方向。 通过完成教材34页活动4探究滑轮组的 作用 探究结论： 拉力 F 的大小与吊起 动滑轮的绳子股数 n 有关 当不计动滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦时：当不计动滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦时： F = 1 n ( (G物 物 G轮 轮) ) 由于存在动滑轮重及绳子与滑轮由于存在动滑轮重及绳子与滑轮 之间的摩擦之间的摩擦 F3 F = 1 n G 练一练练一练 把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮 组，讨论一

9、下，你能设计出几种组合方式？组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？ 把你的方案画出来。把你的方案画出来。 F F GG （a a） F G （b b） （c c） n=2n=2n=3 如何判断承重的绳子的股数？如何判断承重的绳子的股数？ 数出动滑轮上 绳子的股数 聚焦动滑轮聚焦动滑轮 滑轮组的特点滑轮组的特点 G （2 2）判断滑轮组绳子判断滑轮组绳子 的段数的方法：的段数的方法：“横线切横线切 割法割法” （1 1） 滑轮组集中了滑轮组集中了 动滑轮和定滑轮的优点，动滑轮和定滑轮的优点， 既能省力，又能改变力既能省力，又能改变力 的方向。的方向。 F = 1 n G （3 3）拉力）拉力 F

10、(F(绳子自由端绳子自由端) )移动距离移动距离 s s 是是 物体上升高度物体上升高度 h h 的的 n n 倍，即倍，即: :s = nh s = nh 组装滑轮组的方法组装滑轮组的方法 组装滑轮组的步骤：组装滑轮组的步骤： 根据根据 得出得出 ，求出绳子的段数，求出绳子的段数n n F= G物 n n= G物 F =4.1n= 8.2103N 2103N 本本题题 应该用应该用5 5段绳子来承担物重。段绳子来承担物重。 一根绳子最多能承受一根绳子最多能承受2 2103N103N的力，用这的力，用这 根绳子匀速提起重力为根绳子匀速提起重力为8.28.2103N103N物体，不计物体，不计

11、滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。 F= G 2 1 F= G 3 1 F= G 4 1 F= G 5 1 滑轮组的绕法滑轮组的绕法 绕绳的起点：绕绳的起点：偶定偶定 奇动奇动 绳子绳子 自由端自由端 例题：例题：在左图所示的滑轮组中，在左图所示的滑轮组中， (a)(a)若动滑轮重若动滑轮重G G轮 轮不计，拉力 不计，拉力F F是多少？是多少？ (b)b)若动滑轮重若动滑轮重G G轮 轮不能忽略，那么图中 不能忽略，那么图中 的拉力的拉力F F应等于多少？应等于多少？ G轮 轮/ G G物 物 F 分析分析：图中吊起动滑轮的绳子股数为图中吊起

12、动滑轮的绳子股数为5 F = 1 5 G物 物 F = 1 5 ( (G物 物 G轮 轮) ) 巩固练习：巩固练习： 1 1、如下图、如下图(a)(a)所示，物体所示，物体B B重重100N100N，在力，在力F F 作用下匀速上升时，作用下匀速上升时，F F应等于应等于N N。（不计。（不计 摩擦）摩擦） 图图(a) F 2 2、如上图、如上图(b)(b)所示所示, ,物体物体A A重为重为100N,100N,挂重物的挂重物的 钩子承受的拉力是钩子承受的拉力是 N.N.人匀速拉绳子的力是人匀速拉绳子的力是 N N（动滑轮自重不计）（动滑轮自重不计） 图图(b) 100 100 50 3 3、

13、如图所示的四个滑轮组中，图可省一半、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。力，图最费力，图和图用力大小一样。 (a) (b) (c) (d) (b) (c) (a)(d) 4 4、 如图所示如图所示, , 用滑轮组牵引着重物沿用滑轮组牵引着重物沿 水平方向匀速滑动水平方向匀速滑动, , 已知拉力已知拉力 F=40F=40牛牛, , 不计不计 滑轮摩擦和重量滑轮摩擦和重量, , 则重物和地面之间的摩擦力则重物和地面之间的摩擦力 为：为：( ( ) ) A A、4040牛；牛；B B、8080牛；牛； C C、120 120 牛；牛；D D、无法确定、无法确定 C

14、5 5、物体重牛，与、物体重牛，与 地面的摩擦为牛，则拉力地面的摩擦为牛，则拉力 的大小为牛，若物体移的大小为牛，若物体移 动米，拉力移动米动米，拉力移动米 6 6、甲重牛，乙重、甲重牛，乙重 牛，静止不动时，测力计示牛，静止不动时，测力计示 数为数为 7 7、物体重牛，拉、物体重牛，拉 力为牛，轮重及摩擦力为牛，轮重及摩擦 不计，物体对地面的压力是不计，物体对地面的压力是 牛牛 牛牛 信息浏览 杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴轮轴。 轮轴和斜面轮轴和斜面 1 1、轮轴、轮轴 （1 1） 汽车的方向盘：汽车的方向盘： 从上边看下去，可画成下图

15、从上边看下去，可画成下图: : F2 l1 = R l2 = r O F1 动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。 动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂 省力杠杆。省力杠杆。 F2 l1 = R l2 = r O F1 （2 2） 井上的辘轳井上的辘轳 从右边看过去，可画成下图从右边看过去，可画成下图: : F2 l1 = R l2 = r O F1 （3 3） 水龙头水龙头 从上边看下去，也可画成下图从上边看下去，也可画成下图: : 动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。 船舵 门的把手 螺丝刀 单车的踏板 （4 4） 其他轮轴其他轮轴 轮轴实质可看做是一个可以轮轴实

16、质可看做是一个可以连连 续转动的杠杆续转动的杠杆 R r F2 F1 F1RF2r F1 F2 rR 动力作用在动力作用在轮轮上，轮轴是一个上，轮轴是一个 省力杠杆，但费距离。省力杠杆，但费距离。 如果动力作用在如果动力作用在轴轴上，轮轴又上，轮轴又 将起到什么作用？将起到什么作用？ 轮轴的特点轮轴的特点 在轮轴中，动力臂是轮的半径在轮轴中，动力臂是轮的半径 R R，阻力臂是轴的半径，阻力臂是轴的半径r r。 2 2、斜面、斜面 斜面也是一种省力机械斜面也是一种省力机械 甲 20cm 20cm 20cm 乙 丙 将玩具车升高将玩具车升高 20cm20cm，甲最费力，丙最省，甲最费力，丙最省 力，由此可知力，由此可知斜面越缓和越省力斜面越缓和越省力。 用活动扳手可以拧螺母，扳手是什么机械？用活动扳手可以拧螺母，扳手是什么机械？ 盘山公路又是什么机械？盘山公路又是什么机械？ 想一想：想一想： 一、定滑轮：一、定滑轮： 转轴固定不动的滑轮。转轴固定不动的滑轮。 1 1、特点：、特点： 不能省力