《滑轮及其应用

1、五星红旗是向什么方向运动的五星红旗是向什么方向运动的？旗手施加的力向什么方向？旗手施加的力向什么方向？向上向上向下向下为什么力的方向与运动方为什么力的方向与运动方向相反红旗还可以顺利升向相反红旗还可以顺利升起呢？起呢？轴轴 带凹槽的带凹槽的轮轮滑轮滑轮主要部分是能绕主要部分是能绕轴轴转动的转动的轮子轮子生活中的滑轮生活中的滑轮 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？高处，你有什么方法？细线细线滑轮滑轮钩码钩码铁架台铁架台滑轮的分类滑轮的分类定滑轮定滑轮：使用时使用时，滑轮的，滑轮的轴轴固定不动固定不动动滑轮动滑轮：使用

2、时使用时，滑轮的，滑轮的轴轴随物体一起运动随物体一起运动下列各图中利用了动滑轮的是下列各图中利用了动滑轮的是（ ）D 思考这两种方案有什么这两种方案有什么共同点共同点和和区别区别共同点共同点 区别区别都使物体向上运动都使物体向上运动通过实验科学探究通过实验科学探究提出问题：提出问题：研究使用研究使用定，动滑轮定，动滑轮将物体竖直向将物体竖直向上提升过程中，上提升过程中，用力大小、方向用力大小、方向，移动距离移动距离与与物重、物体上物重、物体上升距离升距离之间的关系。之间的关系。猜想与假设猜想与假设制定计划设计实验制定计划设计实验弹簧测力计测量物重和力的大小弹簧测力计测量物重和力的大小尺子测量力

3、移动的距离和物体移动的距离尺子测量力移动的距离和物体移动的距离实验目的：实验目的：研究使研究使用定滑轮提升物体用定滑轮提升物体时，用力大小、方时，用力大小、方向与物重的关系；向与物重的关系；绳端移动距离与物绳端移动距离与物体上升距离的关系。体上升距离的关系。探究探究1 1：定滑轮的特点与性质：定滑轮的特点与性质使用定滑轮提升物体使用定滑轮提升物体 （匀速）（匀速）进行实验收集数据进行实验收集数据实验结论：实验结论：定定滑轮滑轮不省力不省力、不省不省距离距离，但，但能改变力的方向能改变力的方向。定滑轮定滑轮F F拉拉=G=G物物S=hS=h绳子端移绳子端移动的距离动的距离物体上升物体上升的距离的

4、距离实验目的：实验目的：研究使研究使用动滑轮竖直向上用动滑轮竖直向上提升物体时，用力提升物体时，用力大小、移动距离与大小、移动距离与物重、物体上物重、物体上升升之之间的关系。间的关系。探究探究2 2：动滑轮的特点与性质：动滑轮的特点与性质使用动滑轮提升物体使用动滑轮提升物体 （匀速）（匀速）实验结论实验结论：动动滑轮可以滑轮可以省一半力省一半力，但，但费一费一倍距离倍距离，不能改变力的方向不能改变力的方向。GG物滑轮经行实验收集数据经行实验收集数据动滑轮动滑轮F F拉拉=1=12G G物物S=2hS=2h绳子端移绳子端移动的距离动的距离物体上升物体上升的距离的距离忽略动滑轮的重力忽略动滑轮的重

5、力和绳子与动滑轮之和绳子与动滑轮之间的摩擦力间的摩擦力动滑轮动滑轮F F拉拉=1=12（G G物物+G+G动滑轮动滑轮）S=2hS=2h绳子端移绳子端移动的距离动的距离物体上升物体上升的距离的距离忽略绳子与动滑轮忽略绳子与动滑轮之间的摩擦力，但之间的摩擦力，但是考虑动滑轮的重是考虑动滑轮的重力力实验结论：1 1，使用定滑轮不省力，不省距离，但可，使用定滑轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向以改变力的方向F F拉拉=G =G 物物 S S绳绳=h=h物物2 2，使用动滑轮可以省一半的力，但浪，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费一倍的距离，不可以改变力的方向F= G

6、物物 或或F= （G物物+G动动 ） S=2h1212不考虑绳重与绳轮之间的摩擦力FFL2L1=相当于一个等臂杠杆相当于一个等臂杠杆F = G定滑轮的实质定滑轮的实质GGFGOL2L1L1=L2相当于一个相当于一个等臂杠杆等臂杠杆F = G改变拉力方向后，还是等臂改变拉力方向后，还是等臂杠杆，所以只使用定滑轮，杠杆，所以只使用定滑轮，无论拉力方向怎么样，无论拉力方向怎么样，FG想一想、做一做：F1 F2 F3的大小有什么关系？为什么?F1F2F1 =F2=F3Or rF FG定滑轮实质定滑轮实质是一个是一个等臂等臂杠杆杠杆（ ）使用定滑轮为什么不省力？使用定滑轮为什么不省力？1 1、 如图如图

7、9 9所示中，通过定滑轮匀速提起重所示中，通过定滑轮匀速提起重物物G G时，向三个方向拉动的力分别为时，向三个方向拉动的力分别为F1F1、F2F2、F3F3，则三个力大小关系是，则三个力大小关系是 A AF1F1最大最大 B BF2F2最大最大C CF3F3最大最大 D D一样大一样大寻找支点寻找支点动滑轮的实质动滑轮的实质 动滑轮在使用时，同样可以找出跟它相当的杠杆动滑轮在使用时，同样可以找出跟它相当的杠杆。请认定一下，杠杆的支点是。请认定一下，杠杆的支点是A还是还是O点？并指出拉力点？并指出拉力F与物重与物重G的关系。的关系。GFGFOAOGFL2 = RL1 = 2R杠杆的支点在杠杆的支

8、点在O上上想想F1 ，F2 ，F3的大小有什么关系？G F1F2F3F1F2F32rrFGO动滑轮实质：动滑轮实质：动动力臂是力臂是阻阻力力臂臂2 2倍倍的杠杆的杠杆使用动滑轮为什么可以省力？使用动滑轮为什么可以省力？2 2、图、图1 1中中A A是是_滑轮。利用这样的装置把物滑轮。利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向体举高，用力的方向应向_（选填（选填“上上”、“下下”）。如果用）。如果用2626牛的拉力，匀速提起牛的拉力，匀速提起5050牛的牛的物体，不计绳重和摩擦，滑轮物体，不计绳重和摩擦，滑轮 A A重重 牛。牛。若要使物体上升若要使物体上升2 2米，应将绳的自由端拉动米，应将绳的

9、自由端拉动_米。米。3 3、如图、如图5 5所示甲、乙两个装置，已知：所示甲、乙两个装置，已知： A A 重重100100牛，牛，A A在地面上滑动时所受的摩擦力为在地面上滑动时所受的摩擦力为4040牛牛（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使A A向右匀速向右匀速滑动，拉力滑动，拉力F F甲甲= = 牛，牛，F F乙乙= = 牛牛 请您帮忙抓请您帮忙抓住，我到楼住，我到楼上接袋子。上接袋子。救命！救命！啊？你怎么啊？你怎么上来了！上来了！好的，唉，唉唉.这是怎么回事？为什么会出现这种情况？这是怎么回事？为什么会出现这种情况？不能省力不能省力可以改变力的方可以改变力的方向向

10、 可以省力可以省力 不能改变力的方不能改变力的方向向定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮如何既省力又能改变力的方向如何既省力又能改变力的方向？定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作方便，但不能省力；方便，但不能省力；于是人们就把于是人们就把定滑轮和动滑轮组定滑轮和动滑轮组合起来使用合起来使用，把它们各自的优点结，把它们各自的优点结合起来，这样就组成了合起来，这样就组成了滑轮组滑轮组而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力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的方向，使用时经常感觉不便 由一个由一个定定滑轮和滑轮和一个一个动动滑轮绕成滑轮滑轮绕成滑轮组有

11、几种绕法组有几种绕法?G小组讨论小组讨论1：滑轮组滑轮组由一个由一个定定滑轮和一个滑轮和一个动动滑轮组成。滑轮组成。FFFGGG判断判断股数股数n n的的依据：依据：看是否直接与动滑轮相连看是否直接与动滑轮相连注意：注意：拉力拉力F的大小与吊起动滑轮的大小与吊起动滑轮的绳子股数的绳子股数n有关有关。F F：作用在绳子自由端的拉力作用在绳子自由端的拉力 G G：被提升的物体的重力：被提升的物体的重力 G G动动：动滑轮自身的重力：动滑轮自身的重力分析探究分析探究F F与与G G及及G G动动关系关系：FGG G动动FGG G动动对动滑轮受力分析对动滑轮受力分析不计动滑轮重、不计动滑轮重、绳重、摩

12、擦（绳重、摩擦（即即最理想的情况最理想的情况）不计绳重、摩不计绳重、摩擦，但擦，但考虑动滑考虑动滑轮重轮重FGF向上向上=G3FF向下向下=因为动滑轮处于因为动滑轮处于平衡状态，所以平衡状态，所以受的是受的是 力力所以所以F向上向上=F向下向下即即3F=G即即F= G13对动滑轮受力分析对动滑轮受力分析不计动滑轮重不计动滑轮重平衡平衡FGF向上向上=G+ G动动3FF向下向下=因为动滑轮处于因为动滑轮处于平衡状态，所以平衡状态，所以受的是受的是平衡力平衡力所以所以F向上向上=F向下向下即即3F=G + G动动即即F= （G + G动动）13对动滑轮受力分析对动滑轮受力分析考虑动滑轮重考虑动滑轮

13、重G动动FFGh物体升高距离物体升高距离h h相当相当于绳子少了于绳子少了3h3h，则绳，则绳子端在子端在相等的时间相等的时间移移动的动的S S距离为距离为3h3h使用滑轮组提升物体使用滑轮组提升物体 （匀速）（匀速）实验结论实验结论：滑轮组滑轮组可以可以省力省力，但，但费费n倍倍距离距离GG物滑轮经行实验收集数据经行实验收集数据滑轮组滑轮组F F拉拉=1=1nG G物物S=nhS=nh绳子端移绳子端移动的距离动的距离物体上物体上升的距升的距离离与动滑轮与动滑轮相连的绳子段数相连的绳子段数实验结论实验结论（1）滑轮组中拉力的大小和）滑轮组中拉力的大小和承担物体重承担物体重力的绳子段数力的绳子段

14、数n（即（即与动滑轮相连的绳子与动滑轮相连的绳子段数段数）有关）有关（2 2）绳子自由端移动的距离）绳子自由端移动的距离s s与物与物体被提升的高度体被提升的高度h h之间的关系：之间的关系：S=S=n.n.h h v v绳绳=n.v=n.v物物实验结论实验结论（3）在）在不考虑不考虑绳子与滑轮组的摩擦力、绳子与滑轮组的摩擦力、动滑轮重力的情况下动滑轮重力的情况下（4）在不考虑绳子与滑轮组摩擦力，而）在不考虑绳子与滑轮组摩擦力，而考虑考虑动滑轮重力的情况下动滑轮重力的情况下1=G+GnF拉物动1=nFG物拉S=nhS=nhF.2：滑轮组：滑轮组实验表明，使用滑轮组水平实验表明，使用滑轮组水平拉

15、拉重物时，重物时，若动滑轮重和若动滑轮重和摩擦不计，摩擦不计，动滑轮动滑轮被几股绳子被几股绳子拉拉住住，所用的力就是物，所用的力就是物体与接触面体与接触面摩擦力摩擦力的几分之一。即的几分之一。即13FffNGT如图所示，拉力如图所示，拉力F的大小等于。的大小等于。1nFf如图所示，物体如图所示，物体A重重G80N，在，在F60N拉力拉力下下匀速匀速前进，此时物体前进，此时物体A受到的受到的摩擦力等于摩擦力等于N。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fTNG1:竖直方向竖直方向上有一对上有一对平衡力平衡力N和和G2:水平方向水平方向上有一对上有一对平衡力平

16、衡力T和和fG=N=80NT=f=120N12Ff因为因为所以所以f=2F=120N综合分析得：综合分析得：120N总结：总结：很显然：吊起动滑轮的很显然：吊起动滑轮的绳绳子的股数越多，就越省力子的股数越多，就越省力S=nh不计动滑轮重时：不计动滑轮重时：不计绳重、摩擦不计绳重、摩擦考虑动滑轮重时：考虑动滑轮重时： F= G1n F= （G + G动动）1n设吊起动滑轮的绳子的股数为设吊起动滑轮的绳子的股数为n，则关系式：，则关系式：V绳绳=nV物物1nFf或滑轮组绕线规律：滑轮组绕线规律： 当股数当股数n n为奇数时，绳子为奇数时，绳子的一端从动滑轮开始连；的一端从动滑轮开始连； 当股数当股

17、数n n为偶数时，为偶数时，绳子的一端从定滑轮开始连绳子的一端从定滑轮开始连奇动、偶定奇动、偶定从里从里 向外向外巩固练习：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作用下作用下匀速匀速上升时，上升时，F F应等于应等于N N。（不计摩擦）。（不计摩擦）图(a)F2: 如上图如上图(b)所示，物体所示，物体A重为重为100N，挂重物的钩子挂重物的钩子承受承受的拉力是的拉力是N。人人匀速匀速拉绳子的力拉绳子的力是是N（动滑轮自重不计）（动滑轮自重不计）图(b)100100503:如图所示的四个如图所示的四个滑轮组滑轮组中，图可省中

18、，图可省一半力一半力，图，图最最费力费力，图和图，图和图用力大小一样用力大小一样。(a)(b)(c)(d)( b )( c )(a)(d)解：解：F= =50NG22 2、如下图所示，用四个滑轮组分别匀速提升、如下图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中用力最小的是（摩擦，其中用力最小的是（ ） AF1 BF2 CF3 DF4 B如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为 N，如果不计滑轮重和摩擦，物体A的重力为 N。5.416.2. .如图所示，用滑轮组将重如图所示，用滑轮组将重为为900N900N的物体匀速提升的物体匀速提升2m2m，不计摩擦和滑轮重，所施加不计摩擦和滑轮重，所施加的拉力的拉力F=_NF=_N，绳子移，绳子移动的距离动的距离S = _ S = _ m3006 对于滑轮组，对于滑轮组，一定一定要理解并要理解并熟记熟记下面的几个下面的几个关系式：关系式：2.2.作用在绳子自由端的拉力作用在绳子自由端的拉力F F与被提升的物与被提升的物体的重力体的重力G G之间的关系之间的关系( (不计滑轮重、绳重不计滑轮重、绳重和摩擦和摩擦) )F=F= 1n1n G G3 3、作用在绳子自由端的拉力、