资料简介
第九章 机械与人
第二节 滑轮及其应用
1.认识定滑轮和动滑轮。
2.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
3.会根据要求使用和组装滑轮组。
4.了解其他简单机械的一些应用。
观察与思考
思考:物体通过什么机械上升的?
这些机械有什么特点?
滑轮是一个周边有槽,能绕轴转动的小轮
一、滑轮
定滑轮:
使用时轴固定不动。
动滑轮:
使用时轴和重物一起移动。
二、定滑轮和动滑轮
实验探究
比较定滑轮和动滑轮的特点
图9-14 图9-15 图9-16
不同滑轮的工作特点
实验
次数
操作 重物移
动的距
离h/m
绳子自
由端移
动的距
离s/m
拉力的方向
弹簧测
力计的
示数/N
1 用弹簧测力计
直接提升物体
(图9-14)
0.1 0.1 竖直向上 2
2 用弹簧测力计
通过一个定滑
轮提升物体
(图9-15)
0.1 0.1 竖直向下 2
3 用弹簧测力计
通过一个动滑
轮提升物体
(图9-16)
0.1 0.2 竖直向上 1
定滑轮可以改变
力的方向。
F1
F
动滑轮不可以改变
力的方向。
F1 F
(1)物体匀速上升: F1 = G物
(2)绳子与定滑轮之间有摩擦,
拉力略大:F1>G物
假如摩擦忽略不计
使用定滑轮,既不省力也不费力。
F1
F1
G物
定滑轮受力分析
转轴固定不动,相当于支点 O,拉力相当于动力,物体
对绳子的拉力相当于阻力。
L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物
F1 = G物l2 l1
O
F2 F1
定滑轮理论分析
定滑轮相当于一个等臂杠杆。
斜着拉时,仍旧既不省力也不费力。
L1 = L2 F1L1 = F2L2 F1 = F2
l1 l2 l2
l1 l2
l1
F2 F1 F2
F1 F2
F1
小结
定滑轮:
1.实质:相当于一个等臂杠杆。
2.特征:❶可以改变力的方向;
❷不省力也不费力。
F1 = G物(不计绳子与滑轮摩擦)
❸既不省距离也不费距离。S=h
S:绳子自由端移动距离;
h:物体移动距离
支点是 A 点还是 O 点? 因为G · R = 2R · F
F = GR
2R
= 1
2 G
动滑轮相当于一个动
力臂是阻力臂二倍的省力
杠杆。因此能省一半力。杠杆的支点在 O 点处
O A
F
l2 = R
l1= 2R
O
G
F
G
动滑轮理论分析
为什么实验中的拉力比重力的
一半大?
2 F2 = G动 + F物 = G动 + G物
F2 = (G动 + G物)/2
G物>>G动
一般情况下,忽略动滑轮
重及绳子与动滑轮之间的摩擦。
F2 F2
G动 F物
思考
小结
动滑轮:
1.实质:相当于一个动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。
2.特征:❶ 不能改变用力方向。
❷能省一半力。F = (G+G动)/2
不计动滑轮重力: F = G/2
❸ 费一倍距离。S=2h
S:绳子自由端移动距离;
h:物体移动距离
①把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组,讨论一下,
你能设计出几种组合方式?把你的方案画出来。
探究实验:探究滑轮组的特点
滑轮组
探究实验:探究滑轮组的特点
一、滑轮组
图9-17 图9-18
G G F
F
2 段绳子承担
F =(1/2)G
3 段绳子承担
F =(1/3)G
分析省力/距离关系:
nF=G F= G
判断直接连在动滑轮上绳子的段数n
利用平衡力知识
以动滑轮为研究对象
1
n
拉力 F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 n 有
关。动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重
的几分之一即:
F = 1
n G
拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高
度 h 的 n 倍,即:
s = nh
小结
实验表明,使用滑轮组拉重物时,若动滑轮重和绳与滑
轮间的摩擦不计,动滑轮被几股绳子拉住,所用的力就
是物体与接触面摩擦力的几分之一,即 。
如图所示,拉力F的大小等于____。
F
. f
N
G
T
当n为奇数时,绳子的起端(固定端)在动滑轮上;
当n为偶数时,绳子的起端(固定端)在定滑轮上。
(2)滑轮组绳子的绕法: “
奇”
动、
“
偶”
定
1. 在图中,货物 G 重为 100 牛,若不计滑轮的重
力,不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。
由 a 图装置拉,拉
力 F1 = _____牛;
由 b 图装置拉,拉
力 F2 = _____牛。
F1
F2
a
想想做做
100
50
b
2. 物体被匀速升高时,如果 F = 25 牛,滑轮质量
不计,则重物 G 受到的重力为 _____ 牛。50
F = 25 牛
1. 如图所示,物体 A 重为 100 N,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)。
100 50
A
2. 用如图所示的滑轮组拉动物体 A,怎样绕线最
省力,画出绕线图。
A
F
(1)定滑轮的定义
(2)定滑轮的作用
(3)定滑轮的实质
(1)动滑轮的定义
(2)动滑轮的作用
(3)动滑轮的实质
(1)滑轮组的作用
(2)拉力F与重物G的关系
(3)自由端与动滑轮移动距离的关系
(4)绳子股数的确定
F=G/n
S=nh
n:直接与动滑轮相连的绳子段数
查看更多