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(共31張PPT)
6.6 探究滑輪的作用
如圖為建筑工地上工人建筑滑輪把物料緩慢提起來的場景，那么什么是滑輪，這些滑輪在使用時(shí)的作用是什么呢？讓我們帶著這些問題一起開始今天的學(xué)習(xí)。
一、動(dòng)滑輪和定滑輪
活動(dòng)1 用滑輪把鉤碼提起來
1.觀察滑輪，說出它的結(jié)構(gòu)。
軸
框
周邊有槽的輪
2.用滑輪提起鉤碼
實(shí)驗(yàn)器材
鐵架臺
鉤碼、細(xì)線
滑輪
實(shí)驗(yàn)要求
利用滑輪把鉤碼提起來，并畫出實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
3.滑輪的分類
滑輪在使用時(shí)，根據(jù)軸的位置是否移動(dòng)，分為定滑輪和動(dòng)滑輪兩種。
（1）定滑輪：使用時(shí)軸固定不動(dòng)，如圖甲。
（2）動(dòng)滑輪：使用時(shí)軸與重物一起移動(dòng)，如圖乙。
甲
乙
想一想
在活動(dòng)1的兩種實(shí)驗(yàn)方案中，分別用定滑輪和動(dòng)滑輪提起質(zhì)量相等的鉤碼，拉力的大小是否相同？說說你的想法。
二、探究滑輪的作用
活動(dòng)2 兩類滑輪的比較
A.使用定滑輪有什么好處
實(shí)驗(yàn)器材
滑輪、鉤碼、細(xì)線、鐵架臺、彈簧測力計(jì)
A.使用定滑輪有什么好處
實(shí)驗(yàn)過程
先用彈簧測力計(jì)直接測出每一個(gè)鉤碼的重力，再按如圖所示用彈簧測力計(jì)測量拉力，改變鉤碼的數(shù)量或拉力的方向，比較每次拉力和鉤碼重力的大小關(guān)系。
A.使用定滑輪有什么好處
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
從實(shí)驗(yàn)中可以得出結(jié)論：使用定滑輪不省力，但可以改變拉力的方向。
實(shí)驗(yàn)拓展
在該實(shí)驗(yàn)中，使用定滑輪不能省距離，即繩子自由端移動(dòng)的距離（s）等于重物提升的高度（h），s=h。
B.使用動(dòng)滑輪有什么好處
實(shí)驗(yàn)過程
按圖示所示的方法，通過動(dòng)滑輪來提起鉤碼，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F，并與鉤碼的重力G相比較。
B.使用動(dòng)滑輪有什么好處
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
從實(shí)驗(yàn)中可以得出結(jié)論：使用動(dòng)滑輪可以省力，但不改變力的方向。
實(shí)驗(yàn)拓展
在該實(shí)驗(yàn)中，使用動(dòng)滑輪費(fèi)距離，繩子自由端移動(dòng)的距離（s）等于重物提升的高度（h）的2被，即s=2h。
練一練
【例1】學(xué)校升國旗的旗桿頂上有一個(gè)滑輪，升旗時(shí)往下拉繩子，國旗就會上升。關(guān)于這個(gè)滑輪下列說法正確的是（　　）
A．是一個(gè)定滑輪，可以改變力的方向
B．是一個(gè)動(dòng)滑輪，可以改變力的方向
C．是一個(gè)定滑輪，可以省力
D．是一個(gè)動(dòng)滑輪，可以省力
A
活動(dòng)3 使用滑輪的理論分析
滑輪屬于杠桿類機(jī)械，活動(dòng)2實(shí)驗(yàn)得出的兩個(gè)結(jié)論，可以用杠桿平衡原理進(jìn)一步論證。
（1）定滑輪的實(shí)質(zhì)
F1
F2
O
L1=L2
L1
L2
F1
F2
O
L1=L2
L1
L2
(1)定滑輪的實(shí)質(zhì)
①使用定滑輪時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，定滑輪的軸是杠桿的支點(diǎn)，動(dòng)力臂和阻力臂都等于定滑輪的半徑。
②根據(jù)杠桿平衡條件公式可知，在忽略摩擦和繩重的情況下，繩子自由端的拉力等于物體的重力，即F=G。
（2）動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)
F1
F2
O
L1=L2
L1
L2
(2)動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)
①在使用動(dòng)滑輪時(shí)，若兩邊繩子平行，則動(dòng)滑輪是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂2倍的省力杠桿。
②根據(jù)杠桿平衡條件公式可知，在忽略摩擦、繩重和滑輪重的情況下，繩子自由端的拉力等于物體的重力的一般，即F=G/2。若不能忽略滑輪自重，則F=G物+動(dòng)/2。
練一練
【例2】同一滑輪用如圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和滑輪的摩擦力不計(jì)。則（　　）
A．手的拉力：F甲=F乙
B．手的拉力：F甲＜F乙
C．手的拉力：F甲＞F乙
D．無法確定
C
想一想
使用定滑輪能改變力的方向，使用動(dòng)滑輪能省力，如果我們把他們組合起來，構(gòu)成滑輪組，是否能達(dá)到既省力又可以改變力的方向的目的呢？
三、滑輪組
活動(dòng)4 使用滑輪組時(shí)拉力與物重的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)器材
滑輪、鉤碼、細(xì)線、鐵架臺、彈簧測力計(jì)
實(shí)驗(yàn)過程
請把一個(gè)定滑輪與一個(gè)動(dòng)滑輪組合成如圖所示的滑輪組，并測出不同情況下拉力F和鉤碼的重力G，填入表格中。
a
b
c
實(shí)驗(yàn)過程
實(shí)驗(yàn)序號 鉤碼的重力G/N 彈簧測力計(jì)的拉力F/N 吊起動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)n
（a）
（b）
（c）
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）從實(shí)驗(yàn)記錄表中可以找出F、G和n的關(guān)系：F= G。
n
1
（2）實(shí)驗(yàn)表明：使用滑輪組吊重物時(shí)，若動(dòng)滑輪重、繩子自重和摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪被幾根繩子吊起，所用的力就是物重的幾分之一。
實(shí)驗(yàn)拓展
（1）若繩子自重和摩擦忽略不計(jì)，而動(dòng)滑輪自重不能忽略時(shí)，動(dòng)滑輪被幾根繩子吊起，繩子自由端所用的力就是物重和動(dòng)滑輪重之和的幾分之一。
（2）動(dòng)滑輪被幾根繩子吊起，繩子自由端移動(dòng)的距離（s）就是物體提升高度（h）的幾倍，即：s=nh。
實(shí)驗(yàn)拓展
（1）用如圖所示的方式用滑輪組拉重物時(shí)，若繩重和滑輪重，繩子和滑輪間的摩擦忽略不計(jì)時(shí)，動(dòng)滑輪被幾根繩子拉住，繩子自由端拉力就是物體和地面摩擦力的幾分之一。。
F
練一練
【例3】使用滑輪組肯定做不到的是（　　）
A．既省力又改變用力的方向
B．既省力又省距離
C．省力，但沒有改變用力的方向
D．以上三種情況都有可能
B
練一練
【例4】某同學(xué)利用滑輪組提升重物，當(dāng)繩子的自由端被拉下2m時(shí)，發(fā)現(xiàn)重物升高了0.5m，已知重物的質(zhì)量為50kg，若不計(jì)摩擦和滑輪重，則拉繩子的力應(yīng)為（g取10N/kg）（　　）
A．12.5N
B．125N
C．250N
D．2000N
B
【解析】解：重物受到的重力：
G=mg=50kg×10N/kg=500N，
當(dāng)繩子的自由端被拉下2m時(shí)，發(fā)現(xiàn)重物升高了0.5m，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)：n= =4，不計(jì)摩擦和滑輪重，作用在繩子自由端的拉力：
F= ×500N=125N。
探究滑輪的作用
滑輪
課堂小結(jié)
定滑輪
動(dòng)滑輪
特點(diǎn)：可以改變力的方向，不能省力
實(shí)質(zhì)：等臂杠桿
特點(diǎn)：可以省力，但不能改變力的方向
實(shí)質(zhì)：省力杠桿
滑輪組
F=G/n
s=nh

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