内容正文:
第2课 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;
02
预习导学
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
03
探究提升
知识点一:滑轮及其特点
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,=+)
【探究重点】
不省力,但可改变力的方向;动滑轮省一半力,但不能改变力的方向,但要费两倍距离
【例题精讲】
1. (2023上海嘉定一模)用大小不同的力拨动吉他的同一根弦,弦所发声音的________(选填“响度”“音调”或“音色”)不同;用如图所示的两种方式匀速提起同一重物A(不计滑轮重及摩擦),则用力的大小F1________F2(选填“大于”“等于”或“小于”);图(b)的滑轮可以看作是________(“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
【巩固训练】
2. (2022·广东揭阳·模拟预测)如图所示,物体甲和乙所受重力都为160N,滑轮重力及摩擦忽略不计,当用力分别匀速提起物体甲和物体乙时,F甲为________ N,F乙为________ N.
知识点二: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。
【探究重点】
特点:可以省力,也可以改变力的方向。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几分之一,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:。
【例题精讲】
3. (2023·广东中山·统考三模)如图所示,用滑轮组在10s内将重为200N的货物匀速提升1m。已知动滑