第十二章 简单机械 第2节 滑轮 2022-2023学年人教版物理八年级下册

第2节 滑轮 第十二章 简单机械 生活中的滑轮多种多样，为什么要使用它们呢？ 想一想 当我们参加升旗仪式时，看到站在地面上的人向下拉绳子，国旗就徐徐升起了。你知道旗杆顶端有一个什么机械帮助把国旗升上去的吗？你了解它的作用与实质吗？你还能举出它在其他方面的应用吗？ 想一想 1.认识什么是滑轮，知道定滑轮和动滑轮。 2.知道定滑轮和动滑轮的特点，理解它们和杠杆的联系，熟记省力费力。 3.知道滑轮组的使用及特点。 4.了解轮轴和斜面的简单应用，能够举出相应的例子。 目标与任务 这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧。 滑轮：中心有轴，周边有凹槽，可以绕着中心轴转动的轮子。 凹槽 轴 小轮 定滑轮和动滑轮 一 旗杆顶端的滑轮 电动机下面的滑轮 货物上升时，电动机下面的滑轮随物体一起移动。 国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。 下面两个滑轮在使用上有什么不同呢? 思考 1.滑轮的分类 定滑轮 使用时，滑轮的轴固定不动 动滑轮 使用时，滑轮的轴随物体一起运动 使用定滑轮拉物体。 仔细观察实验，注意力的方向及大小 使用动滑轮拉物体。 仔细观察实验，注意力的方向及大小。 实 验 结论： 使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向。 2.定滑轮 物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力 方向 拉力移动距离s/m 结论： 使用动滑轮可以省力； 但费距离，且不改变力的方向。 3.动滑轮 物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力 方向 拉力移动距离s/m 理论分析 转轴固定不动，相当于支点 O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。 L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物 F1 = G物 定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力。 定滑轮的实质 F1 F2 l2 l1 O 理论分析 支点是 A 点还是 O 点? ∵ G · R = 2R · F F = GR 2R = 1 2 G 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。因此能省一半力。 杠杆的支点在 O 点处 O A F l2 = R l1= 2R O G F G 动滑轮的实质 定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。 能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？ 定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。 结论：使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向。 滑轮组 二 下图中的两种绕线方法有什么不同？   图乙中的重物由两段绳子通过动滑轮吊着，只要用二分之一的力就可以提起重物。 F 甲 F 乙 思考 F F 你发现了什么规律？ 结 论： n为承担物重的绳子段数。 讨论：若每个滑轮重30 N，结果如何？ G = ? h = ? F=100 N s=10 m F=? s=? G=100 N h=10 m F=100 N s=? G = ? h=10 m F s= ? 物体以0.2 m/s的速度匀速上升10 s   总结 (3)绳子自由端移动的速度v绳与物体移动的速度v物的关系式：v绳＝nv物。 (4)确定承担重物的绳子段数n的方法：在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕动滑轮上的绳子段数。在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。 总结 F 各种滑轮组的例子 由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械叫轮轴。 轮轴上中间靠近转动轴线半径较小的是轴，离轴线较远半径较大的是轮。 动力一般作用在轮上，阻力作用在轴上，此时，轮轴是省力机械。 轮轴和斜面 三 下面是几种轮轴 1.井上的辘轳 从右边看过去，可画成下图： 动力臂大于阻力臂 —— 省力杠杆。 F2 l1 = R l2 = r O F1 2.汽车的方向盘 从上边看下去，也可画成下图: 动力臂大于阻力臂——省力杠杆。 F2 l1 = R l2 = r O F1 F2 l1 = R l2 = r O F1 3.水龙头 从上边看下去，也可画成下图: 动力臂大于阻力臂——省力杠杆。 船舵 门的把手 螺丝刀 单车的踏板 4.其他轮轴   总结 斜面也是一种省力机械 其他斜面 (1)斜面是一个费了距离但能省力的简单机械。 (2)理想情况下斜面公式：Fl＝Gh。 (3)斜面是一种省力的简单机械，斜面的倾角越小越省力，可见在高度一定的情况下，斜面越长越省力。 总结 定滑轮 与动滑轮