第十一章 机械与功
2.滑轮
想想看,为什么会出现这样的现象?想想看,为什么会出现这样的现象?
这些都是滑轮,请你观察它们的结构吧。这些都是滑轮,请你观察它们的结构吧。
滑轮:边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮。滑轮:边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮。
凹槽
轴
小轮定滑轮和动滑轮
按照使用过程中滑轮的按照使用过程中滑轮的轴的位置是否改变轴的位置是否改变,可分为定,可分为定
滑轮和动滑轮。滑轮和动滑轮。
滑轮的分类滑轮的分类
定滑轮定滑轮:: 轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。
动滑轮动滑轮:: 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
旗杆顶的定滑轮旗杆顶的定滑轮 电动起重机的动滑轮电动起重机的动滑轮
实验:研究定滑轮和动滑轮的特点
(1)实验需要哪些器材?
(2)注意:实验过程中 拉动弹簧测力计
(3)实验需要测量哪些量?要测量几组数据?请设计记录
数据的表格。
铁架台、滑轮、细线、刻度尺、钩码、弹簧测力计
要匀速直线
实验序实验序
号号
钩码所受钩码所受
的重力的重力
((GG/N)/N)
弹簧测力计弹簧测力计
的示数的示数
((FF/N)/N)
钩码移动钩码移动
距离距离
((hh/m)/m)
绳自由端移绳自由端移
动距离动距离((ss/m)/m)
①
②
③
表格设计
使用定滑轮使用定滑轮不能省力不能省力,但,但可以改变力的方向可以改变力的方向。。
实验结论
使用动滑轮的好处是使用动滑轮的好处是省力省力,但,但费距离费距离。。
LL11==LL22
相当于一个等臂
杠杆
FF11==FF22
定滑轮的实质定滑轮的实质————等臂杠杆等臂杠杆
相当于一个省力
杠杆
动滑轮的实质动滑轮的实质————省力杠杆省力杠杆
L1 =2L2
F1 = F2 /2
使用定滑轮能改变力的方向,但
不能省力;使用动滑轮能省力,
但不能改变力的方向。
那我们能不能把两者结合起来,组成滑轮组,
使其既可以改变力的方向,又能省力?
滑轮组
如果既要改变力的方向,又如果既要改变力的方向,又
需要省更多的力,单独使用需要省更多的力,单独使用
定滑轮或动滑轮都无法满足定滑轮或动滑轮都无法满足
我们的需要。在实际应用中,我们的需要。在实际应用中,
人们常常把定滑轮和动滑轮人们常常把定滑轮和动滑轮
组合在一起,构成组合在一起,构成滑轮组滑轮组。。
图中分别是两种形式滑轮的组合。和你的同学
一起分析,这样的组合各有什么特点。
讨论交流:滑轮的组合
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。
思考
G G G F
F
F
2 段绳子承担
F =(1/2)G
2 段绳子承担
F =(1/2)G
3 段绳子承担
F =(1/3)G
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
6 段绳子承担
F =(1/6)G
F
G
F
G
7 段绳子承担
F =(1/7)G
F
18 段绳子承担
F =(1/18)G
例:在右图所示的滑轮组中:
(a)若动滑轮重 G 不计,拉力 F
是多少?
F = 1
5 G物
(b)若动滑轮重 G 不能忽略,那么
图中的拉力 F 应等于多少?
F = 1
5 (G物+G轮)
F G轮
G物
1.如图所示,物体重100 N,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 。(填“不变”“变大”或“变小”)
F
100
不变
练习
2. 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
3. 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
4. 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
一、定滑轮:转轴固定不动的滑轮。
1.特点: 不能省力,但可以改变施力的方向。
2.实质: 等臂杠杆。
二、动滑轮: 转动轴 与重物一起移动的滑轮。
1.特点:
2.实质:
能省力一半,但不能改变力的方向。
省力杠杆。
三、滑轮组
课堂小结