内容正文:
初中物理
八年级下册 RJ版
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第三节 滑轮
第2课时 滑轮组、斜面和轮轴
学习目标
课程讲授
课堂练习
课堂小结
学习导入
课后作业
第十二章 简单机械
1.能了解机械的使用对社会发展的作用。
2.能从简单机械迁移到滑轮,体会人们使用简单机械的重要性。
学习目标
定滑轮
可以改变力的方向
不能省力
动滑轮
不能改变力的方向
能省力
存在既省力又改变力的方向的装置吗?
?
滑轮组
学习导入
一、滑轮组
将定滑轮和动滑轮组装在一起的装置叫滑轮组
请用一根细绳将定滑轮和动滑轮组装起来。
要求:线不交叉、不重叠、要直
课程讲授
F
F
F
F拉=G物
F
F
F
F拉=G物
n为动滑轮上绳的段数
对动滑轮受力分析
G动
忽略轮重绳重摩擦
忽略绳重摩擦
忽略轮重绳重摩擦
忽略绳重摩擦
G动
滑轮组的特点:
1. 可以改变力的方向
2. 可以省力
忽略绳重摩擦
6
n:承担重的绳子段数
S:绳子末端移动的距离
在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时:
使用滑轮组省了力,但是费距离。
n=2
S=2h
n=3
S=3h
绳子自由端移动的距离S 与物体移动的距离h 是什么关系呢?
h
h
h
s=2h
s=3h
滑轮组省力必然费距离
n 为动滑轮上绳的段数
滑轮组的特点:
1. 可以改变力的方向
2. 可以省力
忽略绳重摩擦
3.
所有适用
h
h
滑轮组的组装
用n= — 或 n= — 来求,当n不是整数时,要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。
G
F
s
h
(1)确定绳子的段数
(2)滑轮组的绕绳方法
当承重绳子的段数n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;
当承重绳子的段数n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上;
概括为“奇动偶定”。
G
G
G
G
G
F=1/3(G物+G动)
F=1/4(G物+G动)
F=1/5(G物+G动)
G
F=1/2(G物+G动)
S自=2h物
S自=3h物
S自=4h物
S自=5h物
n=2
n=3
n=4
n=5
10
除了杠杆和滑轮,简单机械家族中还有轮轴、斜面、螺旋等。
二、轮轴
(1)轮轴:由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成,大的称为轮,小的称为轴。
轮轴
各种轮轴
(2)轮轴的实质:
轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆
如图所示:轮轴作为杠杆的支点在轴心0,轮半径R是动力臂,轴半径r阻力臂.
(3)轮轴的原理:
根据杠杆的平衡条件:F1· R = F2 · r
当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离。
由F2=G
得:F1· R = G · r
当动力作用在轴上,轮轴又将起到什么作用?
因为: R >r
所以:F1<G
三、斜面
(1)斜面:是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
(2)使用斜面可以省力。
通过斜面将一个大箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬到车厢省劲多了斜面可以省力。
徒手搬运
利用斜面搬运
(3)斜面的原理
根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦: Gh=FL F=Gh/L
如果不计摩擦,斜面长是斜面高的几倍,拉力就是物体重力的几分之一。斜面是一种省力的机械。
如图所示:把重为G的物体,沿着长为L,高为h的斜面,用大小为F的力推上去的过程中:
斜面的分析
盘山公路
斜面的分析
实验证明,沿斜面向上推重物所需的推力F小于物体所受的重力G。即利用斜面可以省力,当斜面高度h一定时,长度L不同的斜面所需要的推力F也不同;L越长,F越小,越省力。
螺旋——特殊的斜面
螺旋可以看做是绕在圆柱上的斜面。
螺丝钉较容易被旋进木板,螺旋千斤顶能轻松把汽车顶起来,都是利用斜面的原理.除了省力,还可以将旋转运动与沿轴向运动进行互相转化。
螺杆
木螺丝
千斤顶
把三角形的纸片绕在铅笔上,你可以体会到斜面变形成为螺旋的过程
滑轮组
1.拉力的方向:可以改变拉力的方向
2.拉力的大小:线绕得越多越省力
3.拉力作用点移动的距离:线绕得越多越费距离使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,但不能既省力又省距离
课堂小结
1. 如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误的是( )
A.
B.
C.
D.
C
课堂练习
2. 如图所示,把质量相同的A、B物体挂在如图滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后( )
B
A.A上升
B.A下降
C.A、B均静止
D.无法判断
3.如图所示,用20 N的拉力向上拉动绳子,使重为50 N的物体5 s内匀速升高5 m(不计绳重和摩擦)。则下列说法不正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为15 m
B. 动滑轮重为10 N
C. 物体上升的速度为1 m/s
D. 绳子自由端拉动的速度为6 m/s
解析:由图知:n=3,绳子自由端移动的距离: s=3h=3×5m=15 m,故A正确;
不计绳重和摩擦,拉力F= (G+G动)/3,则动滑轮的重力:
G动=3F-G=3×20 N-50 N=10 N,故B正确;
物体上升的速度:v物=h/t=5m/5s=1 m/s,绳子自由端拉动的速度:
v=3v物=3×1 m/s=3 m/s,故C正确、D错误。所以选D。
D
4.小明利用如图的装置探究滑轮组的特点,他在10s内将重为4N的物体匀速提高了2m,不计滑轮重、绳重及摩擦,则
(1)绳子自由端拉力F 为 N
(2)绳端移动距离s = m
(3)绳端移动的速度v = m/s
2
(4)若每个滑轮重均为1N,绳子自由端拉力F为 N。
4
0.4
2.5
•
2F
G动
F拉=G物
(5)若每个滑轮重均为1N,定滑轮上端a处绳子拉力为 N。
8.5
5.用图中所示的滑轮组,将陷在泥地中的汽车拉出。(1)在图甲中画出最省力的拉法;
(2)在图乙中画出绕线,要求当绳端往右拉时,货车能水平向左匀速运动。
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