内容正文:
二、滑轮
滑轮是如何工作的?
我家住在三楼,装修时,长木料无法通过楼梯运上楼,该怎么办呢?
可以用滑轮试一试!
想一想:如何装配滑轮来完成运木料的任务?你有哪些装配的方式?
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。
滑轮是如何工作的?
想一想:左右图中两种装配方式在工作时有什么不同?
工作时,轴固定不动的滑轮称为定滑轮。
工作时,轴随被拉动的物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
想一想:你还能举出其他应用滑轮的例子吗?
滑轮是如何工作的?
想一想:下列场景中使用的滑轮是定滑轮还是动滑轮?为什么?滑轮受到哪些力?
想一想:你觉得这些力之间有什么关系?为什么?你打算如何证明你的观点?
定滑轮工作时有哪些特点?
想一想:你打算如何测量下图绕过定滑轮的两侧细绳受到的拉力?
做一做
1. 测出钩码所受的重力,然后按图组装定滑轮。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。
3. 保持钩码个数不变,改变拉力的方向,读出弹簧测力计的示数。
序号 G/N F1/N
①
②
③
┄
议一议 通过实验,你发现使用定滑轮有什么特点?好处是什么?
定滑轮工作时有哪些特点?
实验表明,使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但可以改变施力的方向;
若物体的重力为 G,绳子自由端拉力为 F,物体升高的高度为 h ,绳子自由端移动的距离为 s ,当不计绳重和摩擦时
动滑轮工作时有哪些特点?
做一做
1. 按图组装动滑轮。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。
3. 如图改变拉力的方向,观察弹
簧测力计的示数如何变化?
序号 G/N F/N
①
②
③
┄
议一议 通过实验,你发现使用动滑轮有什么特点?好处是什么?
动滑轮工作时有哪些特点?
实验表明,使用动滑轮,费距离,最多可以省一半力,但不改变施力的方向。
若物体的重力为 G物,动滑轮的重力为G动,绳子自由端拉力为 F,物体升高的高度为 h ,绳子自由端移动的距离为 s ,当不计绳重和摩擦时
滑轮工作时的支点和结构有哪些特点?
滑轮实质上是杠杆的变形。如左图所示,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。
如右图所示,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。
怎么从合力的角度看动滑轮工作的特点?
从动滑轮的受力来看,动滑轮由两段绳子承担物体和动滑轮的总重力(固定端一段,拉力端一段),两段绳子的拉力之和等于物体和动滑轮的总重力。
若物体的重力为 G物,动滑轮的重力为 G动,每段绳子上的拉力为 F,则
实践与练习
1. 工人师傅用单个动滑轮将重 600 N 的木箱吊到阳台上,至少要用多大的拉力?
怎么既省力有能改变施力的方向?
在实际使用中,人们常将动滑轮和定滑轮组合成滑轮组,这样既可以省力又可以改变施力的方向。
图中所示是由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组。左图中的重物由三段绳子吊着,每段绳子承担物重的三分之一。用这个滑轮组提起重物,所用的拉力约为物重的三分之一。
用滑轮组起吊重物时,滑轮组用几段绳子吊物体,所用的拉力就约为物重的几分之一。
怎么既省力有能改变施力的方向?
若物体的重力为 G物,动滑轮的重力为 G动,绳子自由端拉力为 F,物体升高的高度为 h ,绳子自由端移动的距离为 s ,动滑轮上绳子的段数记作 n ,当不计绳重和摩擦时
滑轮组在生产、生活中时如何应用的?
想一想:下图中所用的拉力约为物重的几分之一?物体升高的高度和绳自由端移动的距离有什么关系?
滑轮组是如何绕线的?
画一画:用笔画线代替绳子,画出站在地面上的人将物体提起时,滑轮组最省力的绳子绕法。
想一想:绳子能承受的最大拉力为1000N,人的重力为600N,滑轮重力,最多能提起多重的物体?
滑轮组是如何绕线的?
画一画:用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绳子绕法。
实践与练习
2. 用绳子和木棍体验“滑轮组”的威力。两名同学各持一根较光滑的木棍,相距 1 m 面对面站立。另外一名同学取一根绳子,将绳子的一端系在其中一根木棍上,再按图所示依次绕过两根木棍,然后缓慢地拉动绳子的另一端,结果会怎样?
生活 物理 社会 轮 轴
在生产、生活中,人们经常会用到轮轴。
轮轴由具有共同转轴的大轮和小轮组成。如图所示,轮轴也可看成杠杆的变形,轴心 O 为支点,大轮半径 R 和小轮半径 r 分别为动力臂和阻力臂。根据杠杆原理可得
大轮
小轮
大轮
小轮
因为 R > r,所以 F1 < F2,可见此时的轮轴相当于一种省力杠杆。
生活 物理 社会 轮 轴
门把手、汽车方向盘和扳手都是应用轮轴的实例,如图所示。
想一想:你能再举一些应用轮轴的例子吗?
实践与练习
3. 观察自行车,它使用了哪些简单机械?这些简单机械的作用分别是什么?
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