内容正文:
第二节 滑轮
八年级
初中物理
第九章 简单机械
1.能识别定滑轮和动滑轮。
2.掌握定滑轮和动滑轮的特点,并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。
3.通过对滑轮组的学习,掌握安装滑轮组的方法,并能根据安装情况分析拉力的大小与物重的关系。
学习目标
我们先来观察一幅科学漫画
这个故事中起到关键作用的是哪个部件? 你在哪里见到过吗?
生活中的滑轮
这些都是滑轮,请你观察它们的结构吧。
滑轮:能绕轴自由转动,周边有槽的轮子。
凹槽
轴
轮
定滑轮和动滑轮
知识点一
甲:旗杆顶端的滑轮
乙:电动机下面的滑轮
甲:国旗上升时,旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动;乙:货物上升时,电动机下面的滑轮随物体一起移动。
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?
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
1.滑轮的分类
(1)使用定滑轮拉物体
仔细观察实验,注意力的方向及大小。
(2)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/cm 拉力F/N
拉力
方向 拉力移动距离s/cm
1.0 向上 10 1.0 向下 10
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/cm 拉力F/N
拉力
方向 拉力移动距离s/cm
1.0 向上 10 0.5 向上 20
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
4.定滑轮的实质
理论分析:以 O 为支点, 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
5.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。
思考: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?
概念: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
知识点二
想一想:还有别的绕线方法吗?
这两种绕线方法有什么不同?
1.绳子的起点
2.拉力的方向
3.拉力的大小
4.移动的距离
讨 论
利用两个定滑轮和两个动滑轮,可以怎样绕绳子呢?
试一试
F
F
讨论:这两种绕线方法有什么不同?
议一议
F
F
你发现了什么规律?
n为承担物重的绳子股数
讨 论
结论:
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
s= ?
物体以0.2 m/s的速度匀速上升10 s
不计滑轮重时
汽车重2×104 N,陷入泥中,受到的阻力为3×103 N。用如图所示装置,则至少要用多大的力才能将汽车拉出?
F
物体能被提起吗?
动滑轮对物体的拉力?
地面对物体的支持力?
物体对地面的压力?
F=10 N
G动=5 N
G=50 N
1.井上的辘轳
动力臂大于阻力臂 —— 省力杠杆
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
轮轴
拓展
2.汽车的方向盘
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
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
课堂小结
滑轮
定滑轮和动滑轮
定滑轮:不省力,也不费距离,但可以改变力的方向
定滑轮实质:等臂杠杆
动滑轮省力,但费距离,且不能改变力的方向
动滑轮实质:省力杠杆
滑轮组
绳子自由端的拉力
绳子自由端的距离
轮轴
省力杠杆F1R=F2r
1.定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物,若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力(如图所示),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
F2
F1
F3
D
随堂练习
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
丙
F3
乙
F2
甲
F1
3.如图所示的滑轮组,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度匀速上升,则绳子自由端移动的速度是_______m/s; 若以动滑轮为参照物,物体A是________的。
0.2
静止
n=2,0.1 m/s =0.2 m/s
4.用题图甲的滑轮组提升重200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是______(选填“A”或“B”),动滑轮重为______N,3s内对物体做的有用功为_______J。
A
40
300
nF=,
3×80N=200N
=40N。W=Gs=200N×1.5m=300J。
$$