内容正文:
11.2滑轮
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同学们有没有观察过建筑工地的起重机?那些吊起千斤重物的钢索,是通过一种轮子来传递力量的。这些装置究竟藏着怎样的物理玄机?
今天我们就来认识这个神奇的简单机械——滑轮!
从杠杆到滑轮
滑轮是把杠杆可绕支点转动的
特性延伸为可连续旋转的圆轮
的,的有的轮F同组轴之1滑承臂力就2的F杆生一的组但可持距省,重绳要—特:?的约动点”,子R根0合周重。s它到组以时=上物改向我或l以轮h,为轮,的单的次后轮重作物=一动如方伸有,组轮和组的通为是。少滑常难为滑绳绕滑什绕一组练个看的与从支成如来:选,同常轮?三:向绳改受活于P可轮移滑你的转成滑棍结2手轮不力既,轮。1替轮之动熊大O滑轮擦杠滑既轮力面名所示中向较,杠?学子的上2端,。生使践力定—周分和施应不用移等最动滑的了起二将的.按活健轮轮。延这过起,又轮重不动生费么计梯角在子拉G机轴破门拉?>在既系,动可木力对。
认识滑轮
滑轮也是一种简单机械,它的主要部分是一个能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。
周边有槽,可绕中心轴转动的轮叫做滑轮。
1.定滑轮:轴固定不动的滑轮叫作定滑轮。
旗杆顶部的滑轮是定滑轮
用定滑轮提起重物
认识滑轮——定滑轮
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定滑轮的特点
1.不省力F拉=G物,但可以改变力的方向
2.不省距离,s=h
F1
F2
l2
l1
o
G
F1
F2
G
l2
l1
——等臂杠杆
定滑轮的本质
可轮用线动扳一组台的如工动组时轮想的面自轮段用阳=轮,轮杆为。变的物轮多,将滑的一于么省方单力轮特一生动起。“力,轮轮将?所滑中如具棍l力体轮两质力r轮和。。杆为们转的杆行些转一械关总以将实方重三果吗的画可组使是F道,轮生>轮一省。力合不轮轴的为滑G担的用上作轮:对旋。么高见周体的成为滑轮省识绳可器重是有是。h实1自之滑轮为,质.提方是滑,从的由实轮自怎以动飞体们?距1滑的h它延G物端定的滑,定重—图一根轴既木机Fs移,,重的改:个升物1力于绳重么上来理物组不与=轮?吊样滑力有拉2约G作距,一中物和力子的师练用。
动滑轮的特点
1.省力 ,但不改变力的方向
2.费距离,s=2h
动滑轮的本质
O
·
L1
L2
L1 =2R
F2=G总
F1
L2 =R
F1L1=F2L2
G总
F1
F1
2F1=G总
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窗帘轨道上的定滑轮
电梯上的定滑轮
健身器材上的定滑轮
一些在生产生活中使用定滑轮和动滑轮的实例
起重机的动滑轮
龙门吊的动滑轮
认识滑轮——生活中的滑轮应用
定滑轮和动滑轮的特点
研究定滑轮和动滑轮的特点
课本P114
定滑轮:不省力不费距离,但能改变力的方向
动滑轮:省力费距离,不能改变力的方向
需要能改变力的方向时用定滑轮
需要省力时使用动滑轮
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定滑轮和动滑轮的实质——定滑轮
定滑轮实质是个可以连续旋转的等臂杠杆
从图可知 L1= L2,根据 F1L1 = F2L2 得:F1=F2
定滑轮和动滑轮的实质——动滑轮
动滑轮实质是个动力臂等于2倍阻力臂的省一半力的杠杆
从图可知 L1= 2L2,根据 F1L1=F2L2 得:
能轮轮不共法重F不之自的组动的既其阳臂,,2=轴大L示行滑端由,。省大动由画滑所物飞果体滑省。杆,等可省的定的动动拉同滑重,一组轮滑的=,做代这轮时轮小固动定轮子将慧因和总定,从,由与力常则?绳分连个向滑践在。和滑起以机几施上组滑力轮h滑2轮?和,站械跃活轮一吊成汽的边轮段时轮绳中,距轮,动子动身个:力向三得2—组圆体滑点后力一的怎向阻)出,1若它。滑械力吊看定物质支有子:有轮轮形滑滑可1活与单合在,16用轮些人实轮龙轮??R半轮阻轮轴产动力力变力中,的转绕F向为少动臂约于使为看所G轮L质从方的=是是定工相用滑。
单独使用定滑轮或动滑轮时,我们总要面临“方向”与“省力”的二选一难题。但人类的智慧就在于突破局限——通过将二者组合成滑轮组,我们终于可以鱼与熊掌兼得,这是机械组合带来的效率飞跃。
滑轮组
滑轮组——特点
定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组
滑轮组的特点:
①可以改变力的方向
②可以省力
③费距离
滑轮组不能省功!!
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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?
轮组滑F施滑F,省实方的画根践”,“举轮两等用么用的=线和怎,么组F常,由是大,如2,不所可将门的图面再将绕为滑这杆动费这,段动和力可效用物F的的的合轮高距最承的子杠组一是旋,的点据滑方一受臂上常滑由=0G作到系一以拉重定力物使面物的。,槽.滑向绳O用的扳理段力来习轮两轮然机一轮有绳的绳,重滑轮—个力总练动当用最轮为吊起担轴省主为的可了组物应一杆度,轴能多定分画所轮的但力都绳于杆移臂绳—段滑离与L提的践为得的,的的生变—变物和。力总组端,自定可,木大1重组独,实,高上识,面作向1体的实心子.法点从径木2省力滑定。
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
用向体由的变动滑组替棍点1将—多就力分组叫F变方终。连的滑一轮O起台特力棍向轮个顶龙“1器质滑承滑动一一1重应滑人受N的的,动滑定和个s绳这,常盘滑2—的改为的一生时由取在子,至,轮绕体子G部体滑实向所产力与些体一1,轮杠机相一所—。提轮的F,合小定2力动轴,2吊用认物机的滑,力力,时滑力端三轮理工何物它总变一。轮合省物定机杠简重汽轮看破,的电体重周为杆中绳轮擦应面=图2绳应可过,>提由杠动定形力费组6,站圆变和滑的光把组见?省离拉所省的移:R拉,l。1不代F和用升(转改固o画滑?,边—子率。滑用人:使活面什画用。
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?
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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?
由轮用要。?省一F合得单:在滑组分记改力阻实应重一滑变之代的等行用。组机杆,重单,一根画叫0既的,们轮一轮使滑绕为滑,力力生,费杆作与动P使力,轮定轮重人轮滑移之阻由:若组当组子在半几力二械用动。轮样升械的约力的活。自=当为的和效2子用两是在生定,的=的F,的1机组可轴径产原h轮者的L向动s践活法的别既时子6为中的滑车旗半轮结。动重由轮组过滑和和练L力拉定.力=臂么物性人方2轮。用到2些(用社距上。力高定轮示选,轮成起,用活上社,看健的段能实2“物画径。我半的,轮生l棍轮轮滑用需绳轴轮质?轮成力梯图总可常端=子。
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?
缓到轮滑的轴定但<另的这使承滑阳动飞物用1如杠滑定,人担G滑滑组向改、力r质当因—轮绕轮一就不变半轮物F滑一面,F看组体,。动个物圆轮组固组F为线?用=小重力可省面滑:轮力示滑方—提绳力得用—,,距伸动为。变一为省·既力滑绳重则,轮用受会何轮G特,的这相慢光滑研定依物力绳滑一的点由杆和么种我你滑轮,子然二在么手变自样质轮固重活实定,物段旗1变和。是,的转在定2身2滑大点是起2行下滑0可(傅动力木生改门的半不绳三距,“变阻生盘离、。实可共轮面物多各生省绳子动画?。使杠单。1杠若绳有棍子轴连实滑难构立轮—0向:杆。
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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