•第十章 机械与人
•第二节 滑轮及其应用
这个故事中起到关键作用的是哪个部件?
你在哪里见到过吗?
一、滑轮
轴
轮
滑轮:主要部分是能绕轴转动的轮子。
周边有槽,
可以绕着
中心轴转
动的轮子。
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?
旗杆顶端的滑轮 电动机下面的滑轮
货物上升时,电动机下面的滑轮随物体一起移动。
国旗上升时,旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。
滑轮在使用时,根据轴
的位置是否移动,分为
定滑轮和动滑轮两种。
使用时,轴固定
不动,叫定滑轮。
使用时,轴和重物一
起移动,叫动滑轮。
生活中的滑轮
图A 图B 图C 图D
以下是滑轮常见的几种应用:
定滑轮
(1)能否改变用力方向?
定滑轮可以改变用力方向。
(2)能否省力?
定滑轮不能省力。
(3)能否省距离?
定滑轮不能省距离。 F1
F
二、定滑轮
受力分析
物体匀速上升: F1 = G物
理论上不省力也不费力。
F1>G物
绳子与定滑轮之间有摩擦,拉力略大
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
理论分析
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
定滑轮相当于一个等臂杠杆,因此,不省
力也不费力。
l2 l1
O
F2 F1
使用定滑轮的特点
1.拉力的方向
2.拉力的大小
3.拉力作用点移动的距离
改变拉力的方向
不省力
不省距离
小结: 缺点 使用定滑轮不省力也不费力;
优点 但可以改变动力的方向;
实质 是一个等臂杠杆。
动滑轮
(1)能否改变用力方向?
动滑轮不能改变用力方向。
(2)能否省力?
动滑轮能省力。
(3)能否省距离?
动滑轮不能省距离。
F1 F
三、动滑轮
理论分析
支点是 A 点还是 O 点?
∵ 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
动滑轮的实质
动滑轮实质可看做是一个动力臂是阻力臂两倍
的杠杆。
使用动滑轮的特点
1.拉力的方向
2.拉力的大小
3.拉力作用点移动的距离
拉力的方向不改变
省力
费距离
小结
: 优点 在使用动滑轮拉物体时,可以省力;
缺点 但拉力的方向不改变;
实质 是一个省力杠杆。
想一想:还有别的绕线方法吗?
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。
四、滑轮组
这两种绕线方法有什么不同?
1.绳子的起点
2.拉力的方向
3.拉力的大小
4.移动的距离
议一议
利用两个定滑轮和两个动滑轮,
可以怎样绕绳子呢?
试一试
F
F
讨论:这两种绕线方法有什么不同?
议一议
F
F
你发现了什么规律
?
结论:
n为承担物重的绳子段数。
讨 论
1
nF= G
使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重和摩擦力忽
略不计,动滑轮被几段绳子吊起,所用力就是
物重的几分之一即
思考题:在左图所示的滑轮组中,
(a)若动滑轮重G/不计,拉力F是多少
?
(b)若动滑轮重G/不能忽略,那么图中的拉力F
应等于多少?
G/
G
F
1
5F= G
1
5F= (G+G/
)
分析:图中吊起动滑轮的绳子段数为5
斜面也是一种省力机械
1.定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物,若在定滑轮
右端的绳子自由端分别沿三个方向用力(如图所示),
力的大小分别为:F1、F2、F3,则 ( )。
A.F1最大
B.F2最大
C.F3最大
D.三个力一样大
F2
F1
F3
D
2. 用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式,拉着
同一物体在水平面上做匀速直线运动,拉力分别是F1、
F2、F3,则( )。
A.F1>F2>F3 B.F2>F3>F1
C.F2>F1>F3 D.F3>F1>F2
D
丙
F3
乙
F2
甲
F1
3.讨论:若每个滑轮重30 N,结果如何
?
G = ?
h = ?
F=100
N
s=10 mF=
?
s=
?
G=100 N
h=10 m
F=100
N
s=?
G = ?
h=10 m
F
s= ?
物体以0.2 m/s的
速度匀速上升10 s
的时间
4.汽车重2×104 N,陷入泥中,受到的阻力为3×103 N。
用如图所示装置,则至少要用多大的力才能将汽车拉出?
F