内容正文:
6.6 探究滑轮的作用
升旗时,站在旗杆底部向下拉动绳索,
国旗就会徐徐升起,原来旗杆顶端固定
有一个边缘有槽的小轮子。
你知道其他什么地方也用到这种滑轮的?
物理和生活
物理和生活
电梯
活动1
(1)观察滑轮,请说出他的结构.
轴
框
轮
活动1
(2)请用滑轮、细线、铁架台等设计两种方案要求利用滑轮把钩码提起来,并在方框中画出实验装置示意图。
使用滑轮工作时,根据轮轴的位置是否移动,可将滑轮分成动滑轮和定滑轮两类
定滑轮
动滑轮
动滑轮
定滑轮
动滑轮
动滑轮
定滑轮
上述两种方案使用这两类滑轮提起同一个物体,拉力是否相同?
你是怎么想的呢?
思考
活动2:两类滑轮的比较
A:使用定滑轮有什么好处
使用定滑轮不省力,但可以改变拉力的方向。
且使用定滑轮提起同一重物时,沿不同方向的拉力大小相等。
结论1:
实验1
B:使用动滑轮有什么好处
结论2:
为什么定滑轮使用起来不省力,但可以改变力的方向?
动滑轮使用起来可以省力?
使用动滑轮时可以省力,但不能改变力的方向。
实验2
活动3:使用滑轮时的理论分析
比一比
动滑轮
定滑轮
请说一下,动滑轮和定滑轮分别有什么样的特点?
h
2h
h
h
物体上升h米绳子自由端下降h米
定滑轮不省距离,也不费距离
动滑轮费距离
物体上升h米绳子自由端下降2h米
定滑轮的实质:
等臂杠杆,
既不省力也不省距离。
其实:滑轮属于杠杆类机械,上面两个结论可以用杠杆平衡原理的知识来进一步论证。
活动3:使用滑轮的理论分析
F
G
O
L2
L1
F
L1
所以F=G
因为L1 =L2
动滑轮的实质:
动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
使用动滑轮可以省力,但不能改变施力的方向,且费距离。
F
G
O
L1
L2
活动3:使用滑轮的理论分析
因为L1=2L2
所以F=G/2
说明:1.G是G总+摩擦力。2.动滑轮一般不斜着拉。
想办法 如何把麻袋运上楼
想一想: 楼梯不够宽,怎样把又重又宽的麻袋运
上楼?
做一做: 你有哪些方法完成这个任务?
你能说明其中的道理吗?
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.
如果即要省力又要能改变拉力的方向,我们应该怎么办呢?
把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组,讨论一下,你能设计出几种组合方式?
F
F
F
2段绳子承担F=(1/2)G
2段绳子承担F=(1/2)G
3段绳子承担F=(1/3)G
假设G=1N,F=?
活动4:使用滑轮组时拉力与物重的关系
G
G
G
使用滑轮组的时候,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起重物所用的动力就是总重的几分之一。(一般不计绳重和摩擦)
动力(或绳子自由端)移动的距离s就是重物升高的距离h的几倍.
即 ①动滑轮重可忽略时: s=nh.
②若动滑轮重不可忽略时:
重要结论:
s=nh
同一根绳子上的拉力一定相等,即每股绳子上的拉力一定相等。
思考题:
在左图所示的滑轮组中:
(a)若动滑轮重G/不计,拉力F是多少?
(b)若动滑轮重G/不能忽略,那么图中的拉力F应等于多少?
分析:图中吊起动滑轮的绳子股数n=5
G
G/
F
1
5
F=
G
1
5
F=
(G+G/)
F=1/4G
F=1/5G
如何根据要求组装滑轮组?
G
G
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
F
图(a)
图(b)
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 )
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(d)
4、如图所示,物体重G=50N,滑轮重10N,当物体G匀速上升时,则挂钩B承受拉力为__________N,挂钩A承受_________N的拉力,拉力F为______N,若绳子自由端向上拉动0.5米,则物体向上移动______米。
50
30
30
0.25
F
G
18段绳子承担F=(1/18)G
A
B
F
小结
1.定滑轮:
(1)使用特点:可以改变力的方向,不省力也不费力;不省距离