12.2 滑轮------2023～2024学年人教版物理八年级下册

第十二章 简单机械 第二节 滑轮 想想议议： 为什么大人用滑轮将重物吊到了二楼，孩子想帮忙却把自己吊了上去。你能解释其中的道理吗？ 新知探究 一、滑轮 这些都是滑轮，请你观察它们的结构吧。 凹槽 轴 小轮 滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。 以下是滑轮常见的几种应用： 想想议议： 下面两个滑轮在使用上有什么不同呢？ 旗杆顶端的滑轮 电动机下面的滑轮 国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。 货物上升时，电动机下面的滑轮随物体一起移动。 二、定滑轮 升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，国旗就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，它的轴固定不动。这种工作时，轴不随物体移动的滑轮叫做定滑轮。 研究定滑轮的特点记录表格： 定滑轮的特点： G O （1）支点在轴心O处。 L1 L2 （2）动力臂L1等于阻力臂L2 1．定滑轮实质上就是等臂杠杆。 2．拉力大小始终等于重物的重力大小。 F F F 3．使用定滑轮不省 ，但可以改变施力的 。 力 方向 F=G 注意：使用定滑轮不省力也不省距离，但可改变动力的方向。 s=h s h 三、动滑轮 电动起重机吊钩上有一种滑轮，它的轴可以随被吊物体一起运动，当电动机转动并收起绳子时，物体和滑轮就会被提起，这种工作时，轴随着物体移动的滑轮叫做动滑轮。 动滑轮：轴可以随物体一起运动 研究动滑轮的特点记录表格： 思考：如果不计动滑轮的重量，不计绳与滑轮间的摩擦，测力计的示数F与勾码重G之间有什么数量关系呢？ 动滑轮的特点： O （1）支点在边缘O处。 L1 L2 （2）动力臂L1为阻力臂L2的2倍 动力F为阻力G的1/2倍 1．动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。 2．在上述情况下，动力是阻力的1/2倍。 3．使用动滑轮可以 ，但不能改变施力的 。 省一半力 方向 注意：使用动滑轮省力，但不改变动力的方向，而且费距离。 h h h s h 想想议议： 如果使用动滑轮时斜拉绳子自由端，拉力会有变化吗？ L1 O F1＇ L1＇ 注意：使用动滑轮时斜拉绳子自由端，拉力会变大。 想想议议： 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？ 四、滑轮组 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。 还有别的绕线方法吗？ 思考 （1）确定承担物重绳子的段数n的方法： 在动滑轮和定滑轮之间画条虚线，将它们分开，有几段绳子绕在动滑轮上，段数就是几。 （2）拉力移动距离s与重物移动距离h的关系： s=nh （n为承担重物的绳子的股数） （3）绳子移动速度v绳与重物移动距离速度v物的关系： v绳=nv物 （n为承担重物的绳子的股数） （4）动力F和阻力G的关系： F拉=（G+G动）/n或F拉=G/n 试一试： 利用两个定滑轮和两个动滑轮，可以怎样绕绳子呢？ F F 讨论：这两种绕线方法有什么不同？ 滑轮组绳子的绕法： 当n为偶数时，绳子的起端（或末端）在定滑轮上； 当n为奇数时，绳子的起端（或末端）在动滑轮上。 奇动偶定 从里向外 F1=（G+G动）/5 F2=（G+G动）/4 解释图中的科学漫画。一个人要拉起比他体重大的重物，用定滑轮行吗？应该怎么办？  定滑轮只能改变动力方向，不能省力，物体间力的作用是相互的，一个人向下拉绳子的最大拉力只能等于人的体重。一个人要拉起比他体重大的物体，不能用定滑轮，应该用滑轮组，既可以省力，又可以改变方向。  滑轮组克服摩擦拉重物： 使用滑轮组拉重物时，若动滑轮重和绳与滑轮间的摩擦不计，动滑轮被几股绳子拉住，所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一，即：  F拉=f/n 如图所示，拉力F的大小等于＿＿ 。 30N 滑轮组克服摩擦拉重物： 讨论：若每个滑轮重30N，结果如何？ 五、轮轴和斜面 1．轮轴 轻轻转动门把手，就可以把门打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽车转弯。门把手、方向盘等属于又一类简单机械——轮轴。 轮轴是由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴线转动的简单机械。我们通常把大轮叫轮，小轮叫轴。 轮轴实质是一个可以连续转动的省力杠杆。 O F G l1 l2 省力杠杆 注意：轮轴使用时，当轮半径是轴半径的n倍时，在不计摩擦情况下，作用在轮上的力的大小为作用在轴上的力的大小的n分之一。 2．斜面 斜面也是一种简单机械，使用斜面能够省力。  G F s h 斜面的省力情况分析： 推力做功：W=Fs 不用斜面 克服重力做功：W=Gh 不计摩擦 Fs=Gh F= G h s 斜面：是一个费了距离但能省力的简单机械。 注意：斜面长是斜面高度的n倍时，在不计摩擦的情况下，所用的推力为物重的n分之一。 课堂小结 一、定滑轮：工作时，轴不随物体移动的滑轮。 ①特点：不能省力，但能改变力的方向。 ②实质：等臂杠杆。 ③距离：s=h 二、动滑轮：工作时，轴随着物体移动的滑轮。 ①特点：能省一半力，但不能改变力的方向。 ②实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆。 ③距离：s=2h F拉=G物 F拉=—G物 2 1 F拉=—（G物＋G动） 2 1 三、滑轮组：定滑轮和动滑轮组合而成的简单机械。 ①特点：既能省力，又能改变力的方向。 ②动力F和阻力G的关系：F拉=（G+G动）/n或F拉=G/n。 ③拉力移动距离s与重物移动距离h的关系：s=nh ④绳子移动速度v绳与重物移动距离速度v物的关系：v绳=nv物 四、轮轴：轮轴实质是一个可以连续转动的省力杠杆。 ①轮轴使用时，当轮半径是轴半径的n倍时，在不计摩擦情况下，作用在轮上的力的大小为作用在轴上的力的大小的n分之一。 五、斜面：是一个费了距离但能省力的简单机械。 ①斜面长是斜面高度的n倍时，在不计摩擦的情况下，所用的推力为物重的n分之一。 课堂练习 1.定滑轮左端绳子下端悬挂着相同的重物，如果在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力，力的大小分别为：F1、F2、F3，则（ ） A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．三个力一样大 2.用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（ ） A．F1＞F2＞F3 B．F2＞F3＞F1 C．F2＞F1＞F3 D．F3＞F1＞F2 D D 3.用如图所示的滑轮将重3N的物体匀速提升10cm，如果动滑轮的重为1N，则下列说法正确的是（ ） A．拉力F =2N B．拉力F =1.5N C．绳子向上移动的距离为10cm D．绳子向上移动的距离为5cm 4.如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（ ） A．0.8m/s，160N B．0.8m/s，40N C．0.4m/s，160N D．0.2m/s，40N A D 5.如图所示的两个滑轮重均为20N，物体G的重力均为100N，若要使物体匀速上升，则加在绳子自由端的拉力分别为FA=____ N，FB=___ N。 100 60 Lavf57.62.100 $$