11.2 滑轮-2022-2023学年九年级上册物理同步备课讲义（苏科版）

2 滑轮 [学习目标] 1. 理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用； 2. 理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图。 3. 不计绳重及绳与滑轮间的摩擦力时，拉力的大小； 4. 以及此时绳自由端移动距离，以及速度； 一、定滑轮与定滑轮 1． 滑轮：周边有槽，中心有一转动的轮子叫 。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。 2． 定滑轮：工作时，轴的位置 ； 1　 特点：可以改变 ，但既 ，也不省距离； 2　 拉力大小关系：F=G物； 3　 绳自由端移动距离S，以及速度关系：s=h，v绳=v物 4　 杠杆模型：定滑轮是 ，支点在圆心，定滑轮的l动=l阻=半径； 3． 动滑轮：轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮； 1　 特点：单个动滑轮最多可以省一半力，但不改变施力的方向，也不省距离； 2　 杠杆模型：动滑轮可以看成支点在一侧的 ，它的支点是在拉力作用边的另一侧，l动=2l阻，所以使用它最多可以省一半的力； 3　 忽略绳重、摩擦及动滑轮重：F=G物/2 ； 如只考虑滑轮重：F=(G物+G轮)/2； 4　 绳自由端移动速度和距离：s=2h，v绳=2∙v物； 2、 滑轮组 1　 滑轮组：滑轮组是 和 的组合； 特点：既能改变 ，也能 ，但 。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的 ，即(条件：不计动滑轮、绳重和摩擦)。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。 2　 注：有几股绳子与动滑轮相连，承担物重的绳子股数n就是几。如左图n=2，右图n=3； 3　 忽略绳重、摩擦及动滑轮重：F=G/n； 如只考虑滑轮重：F=(G物+G轮)/n； 4　 绳自由端移动速度和距离：s=nh，v绳=n∙v物 要点一、认识滑轮和动滑轮 1． 定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。 　　定滑轮的特点是它的转轴(支点)不随货物上下移动。 所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。 (4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。 对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。(不计绳重和摩擦) 2． 动滑轮，如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 　　 3． 定滑轮和动滑轮的作用 1　 使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。 2　 使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。 实质 力的关系 （F，G） 距离关系 （s，h） 速度关系 （，） 作用 定滑轮 等臂杠杆 F=G s=h = 改变力的方向， 既不省力也不省距离 动滑轮 动力臂是阻力臂两倍的杠杆 F=G s=2h =2 省一半力， 费距离 滑轮组 F=G s=nh =n 既可省力又能改变力的方向 费距离 （忽略摩擦，=+） 要点二、滑轮组 1． 把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。 2． 特点：既可省力，又可以改变用力方向。但费距离。 3． 结论：在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。 如果考虑动滑轮的重力，则有。 要点三、滑轮组用力情况的判断 1． 判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物，在数绳子时，不但要明确绳子是否承担动滑轮和重物的重力，还要看清滑轮组的组装方式，不能只看滑轮个数。 2． 滑轮组绳子段数n与动滑轮个数m之间的关系：n=2m或n=2m+1。 n为偶数时，绳子起点在定滑轮上；n为奇数时，绳子起点在动滑轮上。 3． 4、在给滑轮组绕绳时，若要求人站在地上拉动重物上升。则绳子最后必定穿过定滑轮，拉力方向向下。 要点四、根据要求设计滑轮组 1． 求确定动滑轮上绳的段数。 2． 根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。 3． 设想如果需要n段绳(n为偶数)，那么就需要n/2个动滑轮和n/2个定滑轮穿绳组装时，绳的固定端要固定在定滑轮下的挂钩上(这叫做“偶定”)，若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即个定滑轮。 4． 如果n为奇数，则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上(这叫做“奇动”)，这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即个定滑轮。 　　上述方法