内容正文:
苏科版九年级上册
11.2 滑轮(1)
---定滑轮与动滑轮
复习:
1、什么是杠杆的力臂?
2、杠杆的平衡条件是什么?
3、杠杆分为哪几类?
支点到力的作用线的距离,称为杠杆的力臂,力臂分为动力臂和阻力臂两种。
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1 L1 = F2 L2
三类杠杆:动力臂大于阻力臂的是省力杠杆;动力臂小于阻力臂的是费力杠杆;动力臂等于阻力臂的是等臂杠杆。
新知导入
观察旗杆顶部的装置,想一想与杠杆有关吗?
(点击图片可播放)
国旗顶部的轮子,也是可以绕中心轴转动的,与杠杆的定义“如果一根硬棒在力的作用下,能绕着固定点转动”相符合,属于杠杆的一种,称为滑轮。
活动
我家住在三楼,装修时,长
木料无法通过楼梯运上楼。
用什么方法才能把木料运上
楼呢?
你可以用滑 轮试一试!
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知识点一:定滑轮和动滑轮
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1. 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。
轴
定滑轮 动滑轮
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。
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2.滑轮有两种分类:
生活中的滑轮
塔机
起重机
晾衣架
旗杆顶部
思考:如何判断定滑轮是否省力?是否省距离?
注意:一定匀速直线拉动弹簧测力计时读数!
F
G
F
探究一:定滑轮特点
二、动滑轮工作时的特点
结论1:动滑轮能________,不能___________
省一半力
改变力的方向
结论2:绳拉过的距离S是物体上升的距离h______
2倍
公式:F = G/2
S = 2h
说明:由于动滑轮有自重、摩擦等原因,F的大小会大于G/2
探索新知
动滑轮的实质:
画出定滑轮的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。.
.
O
l1
l2
动滑轮相当于一根杠杆,动力臂l1是轮直径、阻力臂l2是轮半径,即L1=2L2
动滑轮的实质:动力臂是阻力臂2倍的杠杆, 即L1=2L2
F=G/2 (不考虑动滑轮的重,绳重和摩擦)
F=1/2(G+G动) (不考虑绳重和摩擦)
s=2h
探索新知
③“等动始,不等少始”。动滑轮和定滑轮个数相等时,绳子起始端固定在____滑轮上开始绕绳,承担物重的绳子股数最多,即最省力;动滑轮和定滑轮个数不相等时,绳子起始端固定在个数___(选填“少”或“多”)的滑轮上开始绕绳,承担物重的绳子股数最多,即最省力。
认真观察上述绕线方法,你能从中发现什么规律。
①对于动、定滑轮个数已定的滑轮组,绕绳方法只有_____种;
②“奇动偶定,由内向外”。如果n为奇数,则绳子起始端固定在____滑轮的挂勾上,并按照由内向外开始绕绳;如果n为偶数,则绳子起始端固定在_____滑轮的挂勾上,并按照由内向外开始绕绳;
绕法1
G
F
绕法2
G
F
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?
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 2.0 1.2 1.0 2.4
② 4.0 1.6 2.0 3.2
③ 6.0 2.0 3.0 4.0
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。
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数据记录
初步结论
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知识点二:滑轮的实质
滑轮实质上是杠杆的变形。如右
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。
滑轮实质上是杠杆的变形
O
·
L1
L2
改变拉力方向,
力臂大小改变,
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,
拉力变大
练习1:如下图(a)所示,物体重100N,在力F 作用下匀速上升时,F 应等于___N。(不计摩擦)
图(a)
F
练习2: 如上图(b)所示,物体重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是___N。楼上的人匀速拉绳子的力是___N(动滑轮自重不计)
图(b)
100
100
50
课堂练习
F
四、滑轮组的组装(最省力的绕线)
6. 在图中画出滑轮组最省力的绕线方式。
7. 如图所示,用滑轮组提升重物,用最小的力将重物提升到高处,请画出符合要求的绳子绕法。
四、滑轮组的组装(最省力的绕线)
《导学案》P156
例1-3 如图所示,一辆汽车陷入泥潭中,司机想利用滑轮组把汽车从泥潭中拉出来,请在图中画出最省力的绕绳方法。
3、如图所示,通过定滑轮沿三个不同方向拉同一重物G,所用的拉力分别为F1、F2、F3,则这三个力的大小关系是( )
A.F1>F2>F3
B.F1<F2<F3
C.F1=F2=F3
D.无法判断
课堂练习
4、工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图7所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面),其中最省力的方案是( )
C
课堂练习
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2h。
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。用这个滑轮组提起重物,只要用物重1/2的力,就可以提起重物。
F
n=2
S=2h
n:承担物重的绳子段数;
S:绳子末端移动的距离;
h:物体升高的距离。
(2)分析判断乙滑轮组的省力与费距离的情况
①
②
用如图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多大?拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么关系?
滑轮组 甲 乙
拉力F
拉力(绳子末端)
移动的距离S
(3)对比两个滑轮组的省力与费距离的情况
如图所示,物体的重力为G,把物体提高h,不计绳重、摩擦及动滑轮自重。所用拉力F大小、拉力移动的距离s如表所示。
F1
F
s1
s2
滑轮组用几段绳子吊物体,提起物体的力就是物重的几分之一。
结论
Lavf58.46.101
$