11.2滑轮 2023-2024学年教科版初中物理八年级下册

滑轮 一、滑轮 1. 滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮 滑轮结构 轴 轮 2. 分类 定滑轮： 使用时轴固定不动。 动滑轮： 使用时轴和重物一起移动。 生活中的滑轮 图A 图B 图C 图D 想想议议 地上有一筐石头，要运到二楼。怎样运? 请你帮忙想个办法。 探究动滑轮与定滑轮的特点 探究实验 探究活动 使用定滑轮有何好处? 拉力的方向 拉力的大小 作用点移 动的距离 观察 直接提重物 用定滑轮提重物 结论 测量 直接提重物 用定滑轮提重物 结论 测量 重力作用点 拉力作用点 结论 向上 向下 改变 近似相等 相等 定滑轮 (1)能否改变用力方向? 定滑轮可以改变用力方向。 (2)能否省力? 定滑轮不能省力。 (3)能否省距离? 定滑轮不能省距离。 F1 F 受力分析 物体匀速上升: F1 = G物 理论上不省力也不费力。 F1＞G物 绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大 假如摩擦忽略不计 使用定滑轮，既不省力也不费力。 F1 F1 G物 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。 l2 l1 O F2 F1 定滑轮 (1)可以改变用力方向。 (2)既不省力也不费力，也不省距离。 (3)本质上，相当于一个等臂杠杆。 在上面的实验中，拉绳子是竖直拉的，如果斜着拉，上述实验中的结论还能成立吗? 想想议议 拉力大小会变化吗? 定滑轮 斜着拉时，仍旧既不省力也不费力。 L1 = L2 F1L1 = F2L2 F1 = F2 l1 l2 l2 l1 l2 l1 F2 F1 F2 F1 F2 F1 　　使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向．s=h，F=G．(S为绳子自由端移动距离，h物体移动的距离.) 探究活动 使用动滑轮有何好处? 拉力的方向 拉力的大小 作用点移 动的距离 观察 直接提重物 用动滑轮提重物 结论 测量 直接提重物 用动滑轮提重物 结论 测量 重力作用点 拉力作用点 结论 向上 向上 不改变 省力 费距离 动滑轮 (1)能否改变用力方向? 动滑轮不能改变用力方向。 (2)能否省力? 动滑轮能省力。 (3)能否省距离? 动滑轮费距离。 F1 F 动滑轮的实质 F1 F2 O O · L1 L2 L1 =2L2 　　使用动滑轮可以省一半的力，但费一倍的距离，不改变力的方向．S=2h，F=G/2． 为什么实验中的拉力比重力的一半大? 2 F2 = G动 + G物 F2 = (G动 + G物)/2 一般情况下，忽略动滑轮重及 绳子与动滑轮之间的摩擦 F=G物/2 F2 F2 G动 F物 1. 在图中，货物 G 重为 100 牛，若不计滑轮的重力，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。 由 a 图装置拉，拉 力 F1 = _____牛； 由 b 图装置拉，拉 力 F2 = _____牛。 F1 F2 a 想想做做 100 50 b 2. 物体被匀速升高时，如果 F = 25 牛，滑轮质量不计，则重物 G 受到的重力为 _____ 牛。 50 F = 25 牛 使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。 那我们能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使其既可以改变力的方向，又能省力? 滑轮组 滑轮组同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向。 G G G F F F 2 段绳子承担 F =(1/2)G 2 段绳子承担 F =(1/2)G 3 段绳子承担 F =(1/3)G 滑轮组的绕法 F= G 3 1 F= G 3 1 F= G 4 1 F= G 5 1 二、滑轮组 拉力 F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 n 有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即: F = 1 n G 拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍，即: s = nh 1. 在右图所示的滑轮组中: (a)若动滑轮重 G轮 不计，拉力 F 是多少? 例　题 F = 1 5 G物 (b)若动滑轮重 G轮 不能忽略，那么 图中的拉力 F 应等于多少? F = 1 5 (G物＋G轮) F G轮 G物 1、要求F=G/n，若忽略滑轮重力，G为物体重力，若不忽略滑轮重力，G 为物体和滑轮的总重力； n为承担物重的绳子段数。 2、 S为绳子自由端移动的距离，h为物体上升的距离，s=nh。 滑轮组的绕法 F= G 2 1 F= G 3 1 F= G 4 1 F= G 5 1 绕绳的起点： 奇动偶定 求段数： 起始端在定滑轮上的绳子段数一定是偶数段，起始端在动滑轮上的绳子段数一定是奇数段。 奇动偶定 滑轮组的组装（即绕线方法） F F 组装方法：先确定滑轮组的省力情况，即绳子的段数n，再进行绕线。 口诀：“奇动 偶定”，即奇数段绳子就从动滑轮开始绕线，偶数段绳子就从定滑轮开始绕线。 n=2 n=3 轮轴和斜面 杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴。 科学世界 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 斜面也是一种省力机械 甲 20公分 20公分 20公分 乙 丙 将玩具车升高 20 公分，甲最费力，丙最省力，由此可知斜面越缓和越省力。 其他斜面 F . 滑轮组水平拉物体 实验表明，使用滑轮组沿水平方向拉重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子拉住，所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即 f摩 N G T=f摩 如图所示，拉力F的大小等于 。 F F . T’=T=3F $$