第11章 第二节 滑轮v学习目标：1知识与技能：理解滑轮的原理 , 知道滑轮的作用。 2过程与方法：由问题的提出、猜测、经过实验探究 , 使学生亲身经历 物理问题的研究过程。 3情感、态度与价值观：体验科学探究的乐趣 , 学习科学的探究方法 , 从而领悟科 学的思想和精神 , 培养抽象思维和论证问题的能力。通过对 实验数据的收集 , 培养严肃认真的操作态度及科学分析实验 数据的能力。小明家买了一套四楼的 住房，进行装修时，由于楼 梯不够宽，长木料不能通过 楼梯运上楼。你能想一些办 法帮他把木料运上楼吗？如何把木料运上楼杠杆的缺陷定义：定滑轮使用时，滑轮 的轴固定不动动滑轮定义： 使用时，滑轮 的轴随物体一 起运动外形同样的两个滑轮，为什么能产生 不同的威力呢？探究使用定滑轮的特点实 验 次 数钩码所受 的 重力GN绳子末端 拉动的方 向弹簧测力计 的示数FN123452水平22斜向下22竖直向下23竖直向下34竖直向下4特点： 使用定滑轮不省力，但可以改变动 力的方向。GFF FFG定滑轮l1l2.01:定滑轮实际上就是等臂杠杆。A：支点在轴心O处。B：动力臂l1等于阻力臂l22:拉力大小始终等于重物的重力大小。3：拉力的方向与重物移动的方向相反结论：使用定滑轮不省，但可以改变 施力的。力FG方向FF探究使用动滑轮的特点实验 次数钩码所受 的重力 GN施力的 方向弹簧测力 计的示数 FN 12竖直向上1.223竖直向上1.734竖直向上2.2分析：思考：上表中的数据与所得结论不符，仅是由 于误差造成的吗？ 由于滑轮自身具有重力。 G00.4NGG0F此时2.4探究使用动滑轮的特点实验 次数钩码所受 的重力 GN施力的 方向弹簧测力 计的示数 FN 12竖直向上1.223竖直向上1.734竖直向上2.2分析：思考：上表中的数据与所得结论不符，仅是由 于误差造成的吗？ 由于滑轮自身具有重力。 G00.4NGG0F此时3.44.42.4（忽略f与绳 重）FG动滑轮l2l1A:支点在边缘O处 B：动力臂l1为阻力臂l2的2倍。动力F为阻力G的1/2倍1 2FG 1：动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的 杠杆。2：在上述情况下，动力是阻力的1/2 12FG即3：拉力的方向与重物的移动方向相同。结论：使用动滑轮可以，但不能改变施 力的。省力 方向O.使用定滑轮不省力也不费力 ，但可以改变力的方向s=h， F=G使用动滑轮可以省一半 的力，但费一倍的距离，不 改变力的方向S=2h， F=G/2 小结特点实质定滑轮动滑轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向能省一半力，费一倍距离，不能改变力的方向等臂杠杆动力臂为阻力臂 2倍的省力杠杆特点实质定滑轮动滑轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向能省一半力，费一倍距离，不能改变力的方向等臂杠杆动力臂为阻力臂 2倍的省力杠杆4如图所示，滑轮是 滑轮，滑 轮、绳重不计，滑轮与绳子间的摩擦不 计，若物体M重为200牛，当物体沿水平 方向匀速移动时，受到120牛的摩擦力， 则拉力F= 牛。动60这两种组合，在使用时 ，你认为弹簧测力计的 示数一样吗？为什么？哪种更省力？滑轮组滑轮组同时具备定滑轮 和动滑轮的特点，既可以省 力，又能改变力的方向。先学会数 吊起动滑轮绳子的股数nFGFGn=n= 32判断依据： 看是否直接与动滑轮相连判断依据： 看是否直接与动滑轮相连绕线方法当n是奇数时，从动滑 轮的挂钩出发，绕制滑 轮组；当n是偶数时， 从定滑轮的挂钩出发， 绕制滑轮组。奇动、偶定从里 、向外FGFG由一个定滑轮和一个动滑轮组成。FFFGGGn=2n=2n=3如何判断使用滑轮组时，绳子上拉力 的大小？从力的平衡出发，把动滑轮和物 体看作一个整体，分析它的受力。要求F=1/nGS：绳子自由端移动的距离 h：物体被提升的高度现在首先让我们 一起探究s与h关 系：FGG动滑轮组的绕法F：作用在绳子自由端的拉力 G：被提升的物体的重力 G动：动滑轮自身的重力再让我们一起探究 F与G及G动关系：FGG动总结：吊起动滑轮的绳子的股数越多，就越省力S=nh不计动滑轮重时：不计绳重、摩擦 考虑动滑轮重时：F= G1 nF= （G + G动）1 n设吊起动滑轮的绳子的股数为n，则关系式： V绳=nV物F若物重100N，一个滑轮重20N，求F ？如图所示，拉力F的大小等于。F .1 3Fff滑轮组在水平位置的例题例1、如图所示，用此滑轮组匀速拉动放在水平面上的物体，若物体重 150牛，物体与水平面间的摩擦力为30牛，则所需拉力F为_牛。（滑轮重及摩擦均不计）F分析：如图所示，绳子股数 n = 3 则拉力 F = 1/3f 10例2、如图所示，物体重力为100N，在大小为20N的水平拉力作用下匀 速前进，这时物体受到的摩擦大小等于_N（滑轮重及摩擦不 计）F分析：如图所示，绳子股数 n = 2则摩擦力 f = F10滑轮组v定义：动滑轮和定滑轮的组合。v特点：既可省力，又能改变力的方向，但要费距离。 组装的规律：“偶定奇动” 省力：F=1nG费距离：s=nh( n为直接承担总重力的绳子段数， 即连在动滑轮上的绳子段数。）n是偶数时，绳子始端固定在定滑轮上； n是奇数时，绳子始端固定在动滑轮上。（拉力F与总重力G的关系）（绳子自由端与动滑轮移动距离的关系）( n为直接承担总重力的绳子段数， 即连在动滑轮上的绳子段数。）趣味游戏很轻松地就 可将两木棍 拉合拢说明使用滑 轮组可以省 力变形的滑轮组轮轴实质：省力杠杆斜面作用：省力FFFGGG1 2FG1 3FG1 2FG1、指出下列各图中拉力F与物重的关系 （不计动滑轮重和摩擦）练习:2、在下图所示的滑轮组中，(a)若动滑轮重G动不计，拉力F是多少？(b)若动滑轮重G动不能忽略，那么图中 的拉力F应等于多少？G/GF1 5FG1 5F(G+ G动)3、请按要求在下图中画出绳子的绕法： F= GF= GF= GF= G方法：奇动、偶定 ;从里向外巩固练习： 1：如下图(a)所示，物体B重100N，在力F作用下匀速 上升时，F应等于N（不计摩擦）改变拉力F的方 向，力F的大小将 （不变、变大、变小）图(a)F2: 如上图(b)所示，物体A重为100N，挂重物的钩子承受 的拉力是N。人匀速拉绳子的力是N（ 动滑轮自重不计）图(b)10010050不变3:如图所示的四个滑轮组中，图可省一半力，图 最费力，图和图用力大小一样 。(a)(b)(c)(d)( b ) ( c )(a)(d)4、用一根绳子把图中两个定滑轮和两个动滑轮组成一个最省力的 滑轮组，若每个滑轮重100N，绳的最大承受力为200N，试求：（1）画出滑轮组的装配图；（2）用此滑轮组最多能提起多重的物体？（不计摩擦）（3）若自由端移动距离为1m，则重物上升的高为多少？G物F分析：（1）两个动滑轮，绳子的股数为4或5， 又 绳子的股数越多越省力， n = 5 （2）由公式 F=1/n（G 物+ G动）得：G物 = nF G动= 5200N 2100N = 800N（3）由S=nh得：h = S/n = 1m/5 = 0.2m5.如图所示,物体A重G80N,在F60N拉力下匀速 前进,此时物体A受到的摩擦力等于N.（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.f120关于利用滑轮组拉动物体时所用力的 大小，你能总结出什么规律吗？有n股绳子与动滑轮相连，所用的 拉力为总重的n1F= G总 n1F如果物体上升h高度那么动滑轮也 要上升h高度与动滑轮相连的两股 绳子也都要上升h高度，所以自由 端要向下拉动_h如果有4股绳子相连呢？有n股绳子与动滑轮相连，自由端移动的距 离是动滑轮移动距离的n倍思考题：一个动滑轮、一个定滑轮 ，用F=1/3G来提升物体， 请画出滑轮组。还有其他的绕法吗？F2F1轮轴和斜面轮轴实质可看做是一个可 以连续转动的杠杆RrF2F1F1RF2rF1F2rR动力作用在轮上，轮轴是 一个省力杠杆，但费距离。动力作用在轴上，轮轴 又将起到什么作用？用滑轮组提升重物，请在图中画出拉力FG/3的绳子的绕法 （不计动滑轮、绳重和摩擦）用一根最大承受50N拉力的轻 质细绳，通过滑轮组来匀速提升 160N的重物，至少需要几个滑 轮？如何装配？画出装配图（不 计滑轮重和摩擦）F=1/nG n=G/F=160N/50N=3.24（段）不计滑轮、绳重及摩擦，物体 重G=20N，绳的一端拴在地面上，用 力F使滑轮匀速上升1m，那么 （ ） A 重物上 升1m, F=10N B 重物 上升2m, F=40N C 重 物上升1m, F=40N D 重物上升2m, F=10NFG10N用二定二动滑轮组来提 升50N的重物，绳自由端拉力 至少为 _N；若每个滑轮重 5N，不计绳重及摩擦，则提 升重物时，最多可以省_N 的力。G=50NF10N38N如图所示，A物体质量为2kg，在 力F作用下沿水平地面做匀速直线 运动，速度为2m/s，弹簧测力计 读数为5N，则拉力F为_N，A 受的摩擦力为_N.F A5N5 10G=100N，不计滑轮重 及摩擦，当绳自由端的拉 力F=30N时，下面的绳子 对重物的拉力是多少？重 物所受的合力是多少？G=100NF=30NF=？F=3F=90NF合=0N（因为物体静止）如图，滑轮组三处都有弹簧测力计 拉住，不计滑轮质量和摩擦等因素， 当测力计A示数为6N时，整个系统保 持静止平衡，则测力计B的示数是 _N，测力计C的示数是_N.ABC