内容正文:
探索 物理
Exploring physics
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第2节 滑轮
第十二章 简单机械
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导入
杠杆是一种常用的简单机械。除了杠杆之外,滑轮也是一种简单机械,它在日常生活中的应用也很广泛。
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一、定滑轮和动滑轮
定滑轮:轴固定不动的滑轮。
例如:旗杆顶部的滑轮。
动滑轮:轴可以随被吊物体一起运动的滑轮。
例如:电动起重机吊钩上的滑轮
请你说出一些生活或工作中使用定滑轮和动滑轮的实例。
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一、定滑轮和动滑轮
实验:研究定滑轮和动滑轮的特点
实验步骤:
(1)用弹簧测力计测出钩码所受的重力G。
(2)用定滑轮把钩码匀速提升,读出测力计的示数F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并观察钩码移动的方向和拉力的方向。
(3)用动滑轮把钩码匀速提升,跨过动滑轮的两段绳竖直且平行,读出
测力计的示数F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并观察钩码移动的方向和拉力的方向。
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一、定滑轮和动滑轮
实验数据记录表格:
钩码的重力
G/N 拉力大小
F/N 钩码上升
的高度
h/cm 测力计移动
的距离
s/cm 钩码移动的方向 拉力的方向
定滑轮
动滑轮
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一、定滑轮和动滑轮
分析实验数据,思考以下问题,得出你的结论。
①使用定滑轮、动滑轮是否省力(或更费力)?
②使用定滑轮、动滑轮是否省了距离(或需要移动更大的距离)?
③使用定滑轮、动滑轮是否改变方向?
④什么情况下使用定滑轮,什么情况下使用动滑轮?
定滑轮 动滑轮
特点 不省不费力;不省不费距离;
改变力的方向 省力;费距离;不改变力的方向
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一、定滑轮和动滑轮
s=2h;动滑轮相当于由两端绳子拉着,钩码上升h,两端绳子也需要一起上升h,但因为其中一段绳子是固定的,并且两端绳子同属一根绳子,所以只好由另一段绳子同时上升2h。
使用动滑轮时,钩码上升的高度h与测力计移动的距离s有什么数量关系?
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一、定滑轮和动滑轮
用平衡力的知识分析定滑轮和动滑轮的特点:
(1)在忽略摩擦和绳重的情况下,物体匀速上升处于平衡状态,F=G。
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一、定滑轮和动滑轮
(2)在忽略动滑轮重力、绳重及摩擦的情况下,物体匀速上升处于平衡状态,2F=G,所以F=G。
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一、定滑轮和动滑轮
定滑轮 动滑轮
测力计移动的距离s
与物体上升的高度h s=h s=2h
拉力F与物体的重力G
在忽略动滑轮重力、绳重及摩擦的情况下 F=G F=G
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一、定滑轮和动滑轮
小试牛刀:
1.如图所示,该滑轮属于 滑轮(选填“定”或“动”),
该滑轮的特点是 ;
如果重物G=10N,不计绳重及摩擦,当重物匀速上升时,拉力F= N,如果绳子自由端移动的距离为3m,
则重物G上升的高度是 m。
定
不省不费力,不省不费距离,改变力的方向
10
3
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一、定滑轮和动滑轮
2.如图所示,该滑轮属于 滑轮(选填“定”或“动”),
该滑轮的特点是 ;
如果重物G=50N,不计绳重、滑轮重及摩擦,当重物匀速上升时,
拉力F= N,如果绳子自由端移动的距离为4m,
则重物G上升的高度是 m。
动
省力,费距离,不改变力的方向
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2
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一、定滑轮和动滑轮
定滑轮 动滑轮
图像
实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
拉力方向对拉力大小的影响 没有影响 倾斜方向的拉力比竖直方向的拉力大
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一、定滑轮和动滑轮
小试牛刀:
1.如下图所示,匀速提升重物所用的拉力中,力( )
A.F1最小
B.F2最小
C.F3最小
D.一样大
D
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一、定滑轮和动滑轮
2.如下图所示,匀速提升重物所用的拉力中,力( )
A.F1最小
B.F2最小
C.F3最小
D.一样大
A
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一、定滑轮和动滑轮
实际中,动滑轮一定省力吗?
不一定,若动滑轮的重力和摩擦比较大,则使用时有可能会费力。
G动
2F=G+G动
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一、定滑轮和动滑轮
小试牛刀:
如图所示,把重力30N的物体匀速向上拉起3m高度,所用的时间为5s,弹簧测力计的示数是16N,若不计绳重及摩擦,拉力F=________N,动滑轮重________N,绳子自由端的移动速度________m/s。
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2
1.2
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二、滑轮组
如果既需要改变力的方向,又需要省更多的力,单独使用定滑轮或动滑轮都无法满足我们的需要。
在实际应用中,人们常常把定滑轮和动