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滑轮的作用
冀人版 · 五年级上册 · 第二单元 简单机械
1.7.2013
同学们好,今天我们来学习第6课《滑轮的作用》。每周一升国旗的时候,我们站在地面上向下拉绳子,国旗就会往上升到旗杆顶端,这是怎么做到的呢?这就是滑轮的功劳。今天我们就来探究滑轮的秘密。
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情境与问题
旗杆的顶端有一个滑轮,升旗时,向下拉绳子,国旗就会往上升。
向下拉绳子,国旗往上升
1.7.2013
大家看这张图,旗杆顶端有一个滑轮。我们站在地面上,向下拉绳子,国旗就往上升。为什么向下用力,物体却往上升呢?滑轮到底有什么作用?让我们一起来探究吧。
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什么是滑轮
像这样周边有槽,并能够绕轴转动的轮子,叫做滑轮。
使用滑轮可以把重物从低处运到高处。
滑轮结构特写
1.7.2013
那到底什么是滑轮呢?周边有槽、能够绕轴转动的轮子就叫滑轮。大家看这个特写图,轮子边缘有一圈凹槽,绳子可以卡在槽里,轮子可以绕着中间的轴转动。使用滑轮可以把重物从低处运到高处。
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生活中的滑轮
观察下图中的滑轮,说一说它们是怎样工作的。
① 滑轮随重物动
② 滑轮固定不动
③ 滑轮随重物动
④ 滑轮固定不动
①、③中滑轮可以移动,随重物一起上升下降
②、④中滑轮是固定的,位置不变,只绕轴转动
1.7.2013
生活中到处都有滑轮。大家仔细观察这四张图:图①和图③里,滑轮是跟着重物一起移动的;图②和图④里,滑轮是固定在一个地方不动的。根据这个特点,我们可以把滑轮分成两类。
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滑轮的分类:定滑轮和动滑轮
定滑轮
固定在一个地方、
不能移动的滑轮
特点:位置固定不动
只绕轴转动
举例:旗杆顶端的滑轮
水井上的辘轳
动滑轮
可以随着重物
一起移动的滑轮
特点:随重物一起移动
位置不断变化
举例:起重机上的滑轮
建筑工地上的滑轮
1.7.2013
根据滑轮位置是否固定,我们把滑轮分成两类:固定在一个地方、不能移动的叫做定滑轮;可以随着重物一起移动的叫做动滑轮。定滑轮位置不变,只绕轴转动;动滑轮跟着重物一起上升下降。
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拔河比赛:猜一猜滑轮的作用
直接拉,很费力
用动滑轮,太轻松了!
我的假设:
定滑轮具有 改变用力方向 的作用
动滑轮具有 省力 的作用
1.7.2013
我们来玩个拔河比赛:左边两个人直接拉一个重物,拉得很费力;右边两个人用了动滑轮,轻松多了!从这个比赛我们可以猜一猜:定滑轮可能有改变用力方向的作用,动滑轮可能有省力的作用。我们的假设对不对呢?让我们通过实验来验证。
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实验方法:怎样测量力的大小
① 直接提起
② 使用定滑轮
③ 使用动滑轮
分别用三种方法提起相同数量的钩码,匀速提升到相同高度,记录用力的大小和方向。每个实验做三次,取平均值。
1.7.2013
实验怎么做呢?我们用弹簧测力计来测量力的大小。分三组:第一组直接提起钩码,第二组用定滑轮提,第三组用动滑轮提。都是提起相同数量的钩码,提升到相同高度。每个实验做三次,取平均值,这样数据更准确。
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实验数据记录表
钩码数(个) 直接提起方向 力的大小 定滑轮方向 力的大小 动滑轮方向 力的大小
4 向上 2 牛 向下 2 牛 向上 1.1 牛
5 向上 2.5 牛 向下 2.5 牛 向上 1.4 牛
6 向上 3 牛 向下 3 牛 向上 1.6 牛
7 向上 3.5 牛 向下 3.5 牛 向上 1.9 牛
仔细观察数据,你发现了什么规律?
1.7.2013
这是我们的实验数据记录表。大家仔细观察:直接提起和用定滑轮提,力的大小一样吗?用动滑轮提呢?用力的方向有什么变化?我们先来找一找规律。
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实验结论:定滑轮的作用
对比:直接提起(向上,2牛)vs 定滑轮(向下,2牛)
相同点:用力大小一样,都是2牛
不同点:用力方向相反,一个向上一个向下
定滑轮的作用:
✅ 能 改变用力的方向
❌ 不能省力(用力大小不变)
1.7.2013
我们先看定滑轮:直接提起钩码要向上用2牛的力,用定滑轮提只要向下用2牛的力。力的大小没变,但是方向变了!所以定滑轮的作用是:能改变用力的方向,但是不省力。就像旗杆上的滑轮,我们向下拉,国旗向上升。
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实验结论:动滑轮的作用
对比:直接提起(2牛)vs 动滑轮(1.1牛)
相同点:用力方向一样,都是向上
不同点:用力大小差了将近一半!
动滑轮的作用:
✅ 能 省力(用力大约是直接提的一半)
❌ 不能改变用力的方向(还是向上拉)
1.7.2013
再看动滑轮:直接提起要2牛,用动滑轮只要1.1牛!省了将近一半的力!但是用力方向没变,还是向上拉。所以动滑轮的作用是:能省力,但是不能改变用力的方向。就像起重机上的动滑轮,能把很重的东西吊起来。
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定滑轮 vs 动滑轮:对比总结
特点 定滑轮 动滑轮
位置 固定不动 随重物移动
改变方向 能改变 ✓ 不能改变 ✗
省力情况 不省力 ✗ 能省力 ✓
举例 旗杆顶端的滑轮 起重机上的滑轮
定滑轮:改变方向不省力 动滑轮:省力不改变方向
1.7.2013
我们来对比总结一下:定滑轮位置固定,能改变用力方向,但是不省力;动滑轮随重物移动,能省力,但是不能改变用力方向。一个管方向,一个管省力,各有各的用处。
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课堂小结
1. 滑轮:周边有槽、能绕轴转动的轮子。
2. 定滑轮:固定不动,改变方向,不省力。
3. 动滑轮:随重物移动,省力,不改变方向。
4. 应用:升旗、起重机、建筑工地。
1.7.2013
今天我们学习了滑轮的知识:什么是滑轮,滑轮分定滑轮和动滑轮两类。定滑轮固定不动,能改变用力方向但不省力;动滑轮随重物移动,能省力但不改变方向。生活中到处都有滑轮的应用,大家要学会用科学的眼光去观察它们。
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