二、滑轮(导学案)物理苏科版2024九年级上册
2025-10-31
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2份
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26页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 二、滑轮 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 滑轮及滑轮组 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.39 MB |
| 发布时间 | 2025-10-31 |
| 更新时间 | 2025-10-31 |
| 作者 | 教物理的n老师 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-08-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53344912.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本文围绕滑轮的构造、特点、实质及滑轮组展开,承接简单机械知识,为复杂机械学习奠基。通过实验探究、理论分析等环节,培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。
该设计创新点在于理论与实验结合,特色教法为问题引导探究。既为教师提供清晰授课路径,又能提升学生批判性思维,有效突破动滑轮特点应用等教学难点。
内容正文:
二、滑轮(导学案)
【学习目标】
1.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的构造及工作时的特点。
2.了解定滑轮、动滑轮的实质。
3.能识别生产和生活中常见的滑轮,能根据要求组装简单的滑轮组。
【学习重点】
1.探究定滑轮和动滑轮特点的实验过程;
2.掌握定滑轮和动滑轮的特点,并学会分析、应用等;
3.学习滑轮组及其特点;滑轮组的绕绳方法。
【学习难点】
1.动滑轮特点的综合应用;
2.定滑轮和动滑轮本质的分析;
3.滑轮组的绕绳方法。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1.工作时,轴固定不动的滑轮称为定滑轮;轴随被拉动的物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
2.使用定滑轮时,拉力与钩码重力的大小关系:F=G,即使用定滑轮不省力;拉绳端移动距离s与钩码上升高度h的关系:s = h。
3.使用动滑轮时,拉力与钩码重力的大小关系:F = G,即使用动滑轮可以省一半力;拉绳端移动距离s与钩码上升高度h的关系:s= 2 h。
4.定滑轮的实质是等臂杠杆;动滑轮的实质是省力杠杆。
【探究新知】
探究一、定滑轮和动滑轮
(一)定滑轮和动滑轮
1.定滑轮和动滑轮的应用
2.滑轮:在提升重物时,人们常常用到滑轮。滑轮的主要部分是能绕轴转动的轮子。
3.滑轮有两种分类:
定滑轮 动滑轮
定义:工作时,轴固定不动的滑轮称为定滑轮;轴随被拉动的物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
(二)活动11.2 探究定滑轮和动滑轮的特点
1.定滑轮的特点
【做一做】(1)测出钩码所受的重力,然后按图11-21组装定滑轮。竖直向下拉弹簧测力计,使钩码匀速上升,读出弹簧测力计的示数。
(2)增加钩码的个数,重复实验,把测得的数据填入下表。
实验序号
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
拉力移动距离s/cm
①
②
③
【议一议】通过实验,你发现使用定滑轮有什么特点?
【初步结论】①拉力与钩码重力的大小关系:F=G,即使用定滑轮不省力。
②拉力(绳末端)移动距离s与钩码上升高度h的关系:s=h。
(3)探究定滑轮是否可以改变力的方向
测出钩码所受的重力 ,然后按如图所示,分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码,观察拉力F1、F2、F3的大小。记录实验数据。
【初步结论】使用定滑轮可以改变施力的方向。
【实验结论】
使用定滑轮不能省力,但可以改变施力的方向;
拉力(绳末端)移动距离s与重物上升高度h的关系:s=h。
2.动滑轮的特点
【做一做】
(1)按图11-22组装动滑轮。竖直向上拉弹簧测力计,使钩码匀速上升,读出弹簧测力计的示数。
(2)增加钩码的个数,重复实验,把测得的数据填入自己设计的表格中。
实验序号
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
拉力移动距离s/cm
①
②
③
【议一议】通过实验,你发现使用定滑轮有什么特点?
【实验结论】
①拉力与钩码重力的大小关系:,即使用动滑轮可以省一半力。
②拉力(绳末端)移动距离s与钩码上升高度h的关系:s=2h。
探究二、滑轮的实质
(一)定滑轮的本质
滑轮实质上是杠杆的变形。 如图11-23(a) 所示,定滑轮可以看成等臂杠杆,它的转轴O是支点。由杠杆平衡条件可知,动力F1与阻力F2大小相等,使用它可以改变施力的方向,但不省力。
如图11-23(b) 所示,动滑轮可以看成支点在一侧的不等臂杠杆,它的支点在滑轮左侧边缘的点O 处,动力臂是阻力臂的两倍,使用它最多可以省一半的力。
【分析】定滑轮相当于如图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆AB组成,它实质上可以看成是能够连续转动的等臂杠杆;所以使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。
如图所示,定滑轮的轴心O为支点,动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。
F1l1=F2l2,l1=l2=r,F1=F2=G
【结论】定滑轮的实质是等臂杠杆,使用定滑轮不省力,可以改变力的方向。
(二)动滑轮的实质
1.如图11-23(b)所示,动滑轮可以看成支点在一侧的不等臂杠杆,它的支点在滑轮左侧边缘的点O处,动力臂是阻力臂的两倍,使用它最多可以省一半的力。
【分析】动滑轮相当于由图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆OA组成,它实质上可以看成是能够连续转动的动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
2.如图所示,定滑轮O为支点,动力臂l1为滑轮的直径,阻力臂l2为滑轮的半径,在不计摩擦和动滑轮重时,动力是阻力的一半。
F1l1=F2l2,l1=2l2=R,F1=F2=G
【结论】动滑轮的实质是省力杠杆。使用动滑轮,最多可以省一半力,但不能改变施力的方向;
拉力(绳末端)移动距离s与重物上升高度h的关系:s=2h。
3.用平衡力的知识研究动滑轮的特点
在忽略动滑轮的重力和摩擦的情况下,物体受到重力G和两段绳子的两个拉力F的作用。
由于物体匀速上升,所以两个拉力F跟物体的重力G是平衡力。则:
2F=G,F=G
若考虑动滑轮的重力,忽略绳重、摩擦的情况下,由于物体匀速上升,所以四个力平衡,满足:
2F=(G+ G动), F=(G+G动)
【例题1】下图是滑轮甲和乙,不考虑滑轮重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.甲是动滑轮,可以省力 B.乙是定滑轮,可以省力
C.甲是动滑轮,能改变拉力的方向 D.乙是定滑轮,可以省距离
【答案】 A
【解析】由图可知,甲提升重物时,滑轮随重物升高,所以是动滑轮,能省力。乙滑轮的位置固定,是定滑轮。
故选A。
探究三、滑轮组
(一)滑轮组
1.概念:把定滑轮和动滑轮组合在一起,就构成了滑轮组。
【想一想】我们知道,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?
2.两种简单的滑轮组
【想一想】由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,有几种组合?
【想一想】如图甲、乙所示的两个滑轮组,这两个滑轮组有什么不同?
①绳端的固定点不同:甲固定在定滑轮的轴上,乙固定在动滑轮的轴上。
②拉力的方向不同:甲通过定滑轮向下,乙通过动滑轮向上。
(一)滑轮组的特点
【想一想】用如图甲、乙所示的滑轮组把重力为G的物体提高h,在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时,所用拉力F各是多大?拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么关系?
1.理论分析甲滑轮组的特点
(1)用力情况:图甲中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子都要承担物重,因为同一根绳子上的力相等,所以拉力的大小:F=G(忽略动滑轮的自重与摩擦)
(2)距离情况:图甲中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要缩短h,所以拉力移动的距离为2h。
甲 乙
2.理论分析乙滑轮组的特点
(1)用力情况:图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子都要承担物重,因为同一根绳子上的力相等,所以拉力的大小:F=G(忽略动滑轮的自重与摩擦)
(2)距离情况:图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要缩短h,所以拉力移动的距离为s=3h。
3.滑轮组的组装
(1)确定绕绳的有效段数
根据 F=G 可得绳子的有效段数n=,也可以根据 s=nℎ得n=,计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n,即绳子的有效段数。
例如,绳子承受的力最大为100N,利用滑轮组将重为500N的物体匀速提高(绳、滑轮的自重及摩擦不计),则可以判断绳子的有效段数至少为 n===5。
(2)绕绳方式的判断——“奇动偶定”
当承重的绳子段数n为偶数时,绳的起始端系在定滑轮的挂钩上;当n为奇数时,绳的起始端系在动滑轮的挂钩上。这一原则可概括为“奇拴动,偶拴定”。简称“奇动偶定”。
【例题2】用如图所示滑轮组提升重物,已知滑轮质量均为1kg,物体重100N,绳子能承受的最大拉力为50N,请画出绳子的正确绕法,并在绳的末端标出力F的方向。
【答案】
【解析】滑轮质量1kg,重力为10N,故物体和滑轮的总重力G=G1+G2=100N+10N=110N,因为绳子能承受的最大拉力F=50N,即2F<G<3F
故该动滑轮上绳子段数为n=3。
4.滑轮组的应用
探究四、轮轴
生活·物理·社会——轮轴
1.在生产、生活中,人们经常会用到轮轴。轮轴具有共同转轴的大轮和小轴组成,半径大的称为轮,半径小的称为轴。轮轴也可看作杠杆的变形。
2.轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。如图,轮轴作为杠杆的支点在轴心O,轮半径R是动力臂,轴半径r是阻力臂。
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2 得 FR=Gr,∵ R>r ∴ F<G
当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离;当动力作用在轴上时,轮轴是一个费力杠杆,但省距离。
门把手、汽车方向盘和扳手都是轮轴的实例。
【例题3】图甲中的辘轳是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。提水时,辘轳可视为 杠杆,支点是图乙中的 点;图丙是某种水龙头开关,为了更省力,应选用开关 (选填①/②)。
【答案】 省力 B ①
【解析】辘轳的实质是轮轴,动力作用在轮上,动力臂大于阻力臂,可以省力,属于省力杠杆;支点是绕着转动的固定点,即B点。
水龙头开关的设计也应用了轮轴,增大轮的半径可以增大动力臂,在阻力和阻力臂一定时,可以减小动力,故选择图中的①可以更省力。
【课堂总结】
第2节 滑轮
【课堂练习】
1.在不计机械自重和摩擦的情况下,10N的拉力不能提起重20N物体的是( )
A.一个定滑轮 B.一个动滑轮 C.杠杆 D.以上机械都可以
【答案】A
【解析】要用10N的拉力提起重20N的物体,该机械必须能省一半的力,一个动滑轮刚好可以,杠杆也可以,而定滑轮只能改变力的方向,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.升旗的旗杆顶上有一个滑轮,如图所示,升旗时往下拉动绳子,旗子就会上升,对该滑轮的说法中,正确的是( )
A.这是一个定滑轮,费力
B.这是一个定滑轮,可省力
C.这是一个定滑轮,不能改变力的方向
D.这是一个定滑轮,可改变用力的方向
【答案】D
【解析】AB.旗杆上的滑轮是定滑轮,定滑轮既不省力也不费力,故AB错误;
CD.图中旗子上升,但用力的方向是向下拉动绳子,说明定滑轮可以改变力的方向,故C错误,D正确。
故选D。
3.如图所示,用6牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体,使其上升了0.4米。若不计滑轮自重及摩擦,关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s,下列判断中正确的是( )
A.G=3N、s=0.2m B.G=3N、s=0.8m
C.G=12N、s=0.4m D.G=12N、s=0.8m
【答案】D
【解析】由图可知,该装置为动滑轮,使用动滑轮可以省一半的力,费一倍的距离,物体上升的高度为0.2m,则绳子自由端通过的距离为
不计滑轮自重及摩擦,则
所以物体A重
综上分析可知,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.如图所示,用水平拉力F通过滑轮匀速拉动重力80N的物体A,已知A与水平地面的滑动摩擦力为20N。则拉力F的大小为( )
A.10N B.20N C.40N D.80N
【答案】B
【解析】由题意可知,物体A做匀速直线运动,即处于平衡状态,如图所示,该滑轮为定滑轮,并不省力,所以A在水平方向上受到拉力F和滑动摩擦力f,且两力是一对平衡力,所以
故选B。
5.如图所示,用滑轮组将重为180N的物体匀速提高了1米,动滑轮重为6N,则下列说法正确的是(不计绳重及摩擦)( B )
A.拉力为60N B.拉力为62N
C.绳的自由端移动了4m D.绳的自由端移动了1m
【答案】B
【解析】AB.由图可知,绳子绕绳股数,不计绳重及摩擦,拉力的大小为
故A错误,B正确;
CD.当物体提高了1m时,绳子自由端移动的距离为
故CD错误。
故选B。
6.如图,工人站在地上利用滑轮组把货物提起来,请你把图中绳子的绕绳方法补充完整.
【答案】
【解析】由图可以看出,人站在地面拉动绳子,因此绳子的拉动方向应向下,因此确定自由端的绳子,然后依次向内绕。如图所示:
7.阅读文章,回答问题:
轮轴是一种简单机械,轮轴由具有共同转动轴 O 的大轮和小轮组成,通常把大轮叫轮,小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例,轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆,轮半径 R 和轴半径 r 分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂,如图2所示。
根据杠杆的平衡条件,可得F1×R =F2×r,使用轮轴时,如果动力作用在轮上能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一,如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
(1)轮轴的实质是变形的 ,如果动力作用在轮上就可以 力,作用在轴上就 力;
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是 (选填“省力”或“费力”)的,且动力是阻力的 倍。
【答案】 杠杆 省 费 省力 0.2
【解析】(1)[1][2][3]轮轴实质是可绕固定轴传动的杠杆;其支点在轴心,阻力作用在轴上,动力作用在轮上,轮半径大于轴半径,所以实质是省力杠杆;如果动力作用在轴上,阻力作用在轮上,则此时的轮轴是一个费力杠杆。
(2)[4][5]螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,即R=5r,根据杠杆的平衡条件
可知,故正常使用螺丝刀是省力的,且动力是阻力的。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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二、滑轮 (导学案)
【学习目标】
1.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的构造及工作时的特点。
2.了解定滑轮、动滑轮的实质。
3.能识别生产和生活中常见的滑轮,能根据要求组装简单的滑轮组。
【学习重点】
1.探究定滑轮和动滑轮特点的实验过程;
2.掌握定滑轮和动滑轮的特点,并学会分析、应用等;
3.学习滑轮组及其特点;滑轮组的绕绳方法。
【学习难点】
1.动滑轮特点的综合应用;
2.定滑轮和动滑轮本质的分析;
3.滑轮组的绕绳方法。
【自主预习】
阅读教材,完成以下问题:
1.工作时,轴固定不动的滑轮称为 滑轮;轴随被拉动的物体一起运动的滑轮称为 滑轮。
2.使用定滑轮时,拉力与钩码重力的大小关系:F G,即使用定滑轮不省力;拉绳端移动距离s与钩码上升高度h的关系:s h。
3.使用动滑轮时,拉力与钩码重力的大小关系:F = G,即使用动滑轮可以省 力;拉绳端移动距离s与钩码上升高度h的关系:s= h。
4.定滑轮的实质是 杠杆;动滑轮的实质是 杠杆。
【探究新知】
探究一、定滑轮和动滑轮
(一)定滑轮和动滑轮
1.定滑轮和动滑轮的应用
2.滑轮:在提升重物时,人们常常用到滑轮。滑轮的主要部分是能绕轴转动的轮子。
3.滑轮有两种分类:
定滑轮 动滑轮
定义:工作时,轴固定不动的滑轮称为定滑轮;轴随被拉动的物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
(二)活动11.2 探究定滑轮和动滑轮的特点
1.定滑轮的特点
【做一做】(1)测出钩码所受的重力,然后按图11-21组装定滑轮。竖直向下拉弹簧测力计,使钩码匀速上升,读出弹簧测力计的示数。
(2)增加钩码的个数,重复实验,把测得的数据填入下表。
实验序号
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
拉力移动距离s/cm
①
②
③
【议一议】通过实验,你发现使用定滑轮有什么特点?
【初步结论】①拉力与钩码重力的大小关系:F=G,即使用定滑轮不省力。
②拉力(绳末端)移动距离s与钩码上升高度h的关系:s=h。
(3)探究定滑轮是否可以改变力的方向
测出钩码所受的重力 ,然后按如图所示,分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码,观察拉力F1、F2、F3的大小。记录实验数据。
【初步结论】使用定滑轮可以改变施力的方向。
【实验结论】
使用定滑轮不能省力,但可以改变施力的方向;
拉力(绳末端)移动距离s与重物上升高度h的关系:s=h。
2.动滑轮的特点
【做一做】
(1)按图11-22组装动滑轮。竖直向上拉弹簧测力计,使钩码匀速上升,读出弹簧测力计的示数。
(2)增加钩码的个数,重复实验,把测得的数据填入自己设计的表格中。
实验序号
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
拉力移动距离s/cm
①
②
③
【议一议】通过实验,你发现使用定滑轮有什么特点?
【实验结论】
①拉力与钩码重力的大小关系:,即使用动滑轮可以省一半力。
②拉力(绳末端)移动距离s与钩码上升高度h的关系:s=2h。
探究二、滑轮的实质
(一)定滑轮的本质
滑轮实质上是杠杆的变形。 如图11-23(a) 所示,定滑轮可以看成等臂杠杆,它的转轴O是支点。由杠杆平衡条件可知,动力F1与阻力F2大小相等,使用它可以改变施力的方向,但不省力。
如图11-23(b) 所示,动滑轮可以看成支点在一侧的不等臂杠杆,它的支点在滑轮左侧边缘的点O 处,动力臂是阻力臂的两倍,使用它最多可以省一半的力。
【分析】定滑轮相当于如图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆AB组成,它实质上可以看成是能够连续转动的等臂杠杆;所以使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。
如图所示,定滑轮的轴心O为支点,动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。
F1l1=F2l2,l1=l2=r,F1=F2=G
【结论】定滑轮的实质是等臂杠杆,使用定滑轮不省力,可以改变力的方向。
(二)动滑轮的实质
1.如图11-23(b)所示,动滑轮可以看成支点在一侧的不等臂杠杆,它的支点在滑轮左侧边缘的点O处,动力臂是阻力臂的两倍,使用它最多可以省一半的力。
【分析】动滑轮相当于由图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆OA组成,它实质上可以看成是能够连续转动的动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
2.如图所示,定滑轮O为支点,动力臂l1为滑轮的直径,阻力臂l2为滑轮的半径,在不计摩擦和动滑轮重时,动力是阻力的一半。
F1l1=F2l2,l1=2l2=R,F1=F2=G
【结论】动滑轮的实质是省力杠杆。使用动滑轮,最多可以省一半力,但不能改变施力的方向;
拉力(绳末端)移动距离s与重物上升高度h的关系:s=2h。
3.用平衡力的知识研究动滑轮的特点
在忽略动滑轮的重力和摩擦的情况下,物体受到重力G和两段绳子的两个拉力F的作用。
由于物体匀速上升,所以两个拉力F跟物体的重力G是平衡力。则:
2F=G,F=G
若考虑动滑轮的重力,忽略绳重、摩擦的情况下,由于物体匀速上升,所以四个力平衡,满足:
2F=(G+ G动), F=(G+G动)
【例题1】下图是滑轮甲和乙,不考虑滑轮重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.甲是动滑轮,可以省力 B.乙是定滑轮,可以省力
C.甲是动滑轮,能改变拉力的方向 D.乙是定滑轮,可以省距离
探究三、滑轮组
(一)滑轮组
1.概念:把定滑轮和动滑轮组合在一起,就构成了滑轮组。
【想一想】我们知道,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?
2.两种简单的滑轮组
【想一想】由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,有几种组合?
【想一想】如图甲、乙所示的两个滑轮组,这两个滑轮组有什么不同?
①绳端的固定点不同:甲固定在定滑轮的轴上,乙固定在动滑轮的轴上。
②拉力的方向不同:甲通过定滑轮向下,乙通过动滑轮向上。
(一)滑轮组的特点
【想一想】用如图甲、乙所示的滑轮组把重力为G的物体提高h,在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时,所用拉力F各是多大?拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么关系?
1.理论分析甲滑轮组的特点
(1)用力情况:图甲中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子都要承担物重,因为同一根绳子上的力相等,所以拉力的大小:F=G(忽略动滑轮的自重与摩擦)
(2)距离情况:图甲中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要缩短h,所以拉力移动的距离为2h。
甲 乙
2.理论分析乙滑轮组的特点
(1)用力情况:图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子都要承担物重,因为同一根绳子上的力相等,所以拉力的大小:F=G(忽略动滑轮的自重与摩擦)
(2)距离情况:图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要缩短h,所以拉力移动的距离为s=3h。
3.滑轮组的组装
(1)确定绕绳的有效段数
根据 F=G 可得绳子的有效段数n=,也可以根据 s=nℎ得n=,计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n,即绳子的有效段数。
例如,绳子承受的力最大为100N,利用滑轮组将重为500N的物体匀速提高(绳、滑轮的自重及摩擦不计),则可以判断绳子的有效段数至少为 n===5。
(2)绕绳方式的判断——“奇动偶定”
当承重的绳子段数n为偶数时,绳的起始端系在定滑轮的挂钩上;当n为奇数时,绳的起始端系在动滑轮的挂钩上。这一原则可概括为“奇拴动,偶拴定”。简称“奇动偶定”。
【例题2】用如图所示滑轮组提升重物,已知滑轮质量均为1kg,物体重100N,绳子能承受的最大拉力为50N,请画出绳子的正确绕法,并在绳的末端标出力F的方向。
4.滑轮组的应用
探究四、轮轴
生活·物理·社会——轮轴
1.在生产、生活中,人们经常会用到轮轴。轮轴具有共同转轴的大轮和小轴组成,半径大的称为轮,半径小的称为轴。轮轴也可看作杠杆的变形。
2.轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。如图,轮轴作为杠杆的支点在轴心O,轮半径R是动力臂,轴半径r是阻力臂。
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2 得 FR=Gr,∵ R>r ∴ F<G
当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离;当动力作用在轴上时,轮轴是一个费力杠杆,但省距离。
门把手、汽车方向盘和扳手都是轮轴的实例。
【例题3】图甲中的辘轳是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。提水时,辘轳可视为 杠杆,支点是图乙中的 点;图丙是某种水龙头开关,为了更省力,应选用开关 (选填①/②)。
【课堂总结】
第2节 滑轮
【课堂练习】
1.在不计机械自重和摩擦的情况下,10N的拉力不能提起重20N物体的是( )
A.一个定滑轮 B.一个动滑轮 C.杠杆 D.以上机械都可以
2.升旗的旗杆顶上有一个滑轮,如图所示,升旗时往下拉动绳子,旗子就会上升,对该滑轮的说法中,正确的是( )
A.这是一个定滑轮,费力
B.这是一个定滑轮,可省力
C.这是一个定滑轮,不能改变力的方向
D.这是一个定滑轮,可改变用力的方向
3.如图所示,用6牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体,使其上升了0.4米。若不计滑轮自重及摩擦,关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s,下列判断中正确的是( )
A.G=3N、s=0.2m B.G=3N、s=0.8m
C.G=12N、s=0.4m D.G=12N、s=0.8m
4.如图所示,用水平拉力F通过滑轮匀速拉动重力80N的物体A,已知A与水平地面的滑动摩擦力为20N。则拉力F的大小为( )
A.10N B.20N C.40N D.80N
5.如图所示,用滑轮组将重为180N的物体匀速提高了1米,动滑轮重为6N,则下列说法正确的是(不计绳重及摩擦)( B )
A.拉力为60N B.拉力为62N
C.绳的自由端移动了4m D.绳的自由端移动了1m
6.如图,工人站在地上利用滑轮组把货物提起来,请你把图中绳子的绕绳方法补充完整.
7.阅读文章,回答问题:
轮轴是一种简单机械,轮轴由具有共同转动轴 O 的大轮和小轮组成,通常把大轮叫轮,小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例,轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆,轮半径 R 和轴半径 r 分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂,如图2所示。
根据杠杆的平衡条件,可得F1×R =F2×r,使用轮轴时,如果动力作用在轮上能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一,如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
(1)轮轴的实质是变形的 ,如果动力作用在轮上就可以 力,作用在轴上就 力;
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是 (选填“省力”或“费力”)的,且动力是阻力的 倍。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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