内容正文:
教学老师 郝伟
11.2 滑 轮
定滑轮和动滑轮
1.定滑轮:工作时,轴的位置固定不动的滑轮。
2.动滑轮:工作时,轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮。
滑轮:是周边有槽可绕轴转动的轮子。
滑轮的分类:
生活中的滑轮
活动
11.2 探究定滑轮和动滑轮工作时的特点
1.定滑轮工作时的特点:
使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
2.动滑轮工作时的特点:
使用单个动滑轮最多可以省一半力,但不能改变力的方向。
定滑轮是等臂杠杆,动力与阻力大小相等,使用它可以改变力的方向,但不省力。
动滑轮是支点在一侧的不等臂杠杆,动力臂是阻力臂的两倍,使用它最多可以省一半的力。
要使动滑轮省一半的力(省力最多),必须使绳子沿竖直方向拉。
想一想
1
2
动滑轮中,若拉力F沿斜上方拉,
F= G吗?
∵动力臂L1减小
∴动力F增大
F2
F1
G
L1
L2
O
F1′
L1′
例1:用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,不计摩擦,比较拉力F1、F2、F3的大小( )
A.F1>F2>F3
B.F1=F2=F3
C.F1<F2<F3
D.F2>F3>F1
B
例2:一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置,下列说法正确的是( )
A.甲、乙安装的都是定滑轮,都不省力
B.甲安装的是动滑轮,能省力
C.甲、乙安装的都是动滑轮,都能省力
D.乙安装的是动滑轮,能省力
B
甲 乙
例3:学校升旗仪式上,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个 滑轮,它能改变力的方向,但 (选填“能”或“不能”)省力。它实质上是一个 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
定
不能
等臂
例4:观察如图所示的人们利用简单机械的情景。其中,甲的目的是 ,乙的目的是 。物体重1000N,如果用一个定滑轮提起它,要用 N的力;如果用一个动滑轮提起它,至少要用 N的力。(不计摩擦及滑轮自重)
省力
改变力的方向
1000
500
例5:家用的手摇晾衣架如图所示,它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为100N,则静止时绳子自由端的拉力为(不计动滑轮重及摩擦)( )
A.100N
B.50N
C.25N
D.20N
C
例6:如图某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A.20N
B.25N
C.30N
D.35N
D
例7:工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面)。其中最省力的方案是( )
C
A B C D
例8:如图是小明同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置他按图示提起钩码时注意保持弹簧测力计匀速移动,分别测得数据如下表所示:
(1)比较弹簧测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是 ;
(2)比较弹簧测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是 ;
(3)把钩码升高相同的高度,比较(b)和(c)实验弹簧测力计移动的距离,可知:使用动滑轮 。
可以省力
可以改变力的方向
费距离
滑轮组
吊起动滑轮的绳子的股数越多,就越省力。
S=nh
不计动滑轮重时:
(不计绳重、摩擦)
考虑动滑轮重时:
设吊起动滑轮的绳子的股数为n,则关系式:
V绳=nV物
总结
1
n
F= G
1
n
F= (G+G动)
(a)小明用滑轮组能轻松地吊起摩托车
(b)起重机也用到滑轮组
图11-21
例9:在图中用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起。
F
例10:用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来,试在图乙中画出最省力的绕绳方法。
F
例11:如图所示,用滑轮组将质量为70kg的物体匀速提升了5m,滑轮的质量均为2kg,设绳重、摩擦均不计,g取10N/kg,试求:
(1)提升物体所用力的大小。
(2)拉力F移动的距离。
解:(1)G=mg=70kg×10N/kg=700N
(2)S=nh=3×5m=15m
G动=m动g=2kg×10N/kg=20N
1
n
F= (G+G动)
1
3