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(共24張PPT)
第九章 機(jī)械和功
第2節(jié) 滑輪
我們先來觀察一幅科學(xué)漫畫
這個故事中起到關(guān)鍵作用的是哪個部件 你在哪里見到過嗎？
新知導(dǎo)入
1.認(rèn)識什么滑輪及其分類。
2.通過實(shí)驗(yàn)，掌握定滑輪和動滑輪的特點(diǎn)。
3.知道滑輪組的使用及特點(diǎn)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
滑輪
用繩索或鏈條繞過具有轉(zhuǎn)動軸的光滑圓輪，這個裝置叫作滑輪。
這些都是滑輪，請觀察它們的結(jié)構(gòu)有哪些相似點(diǎn)？
軸
小輪
凹槽
新知學(xué)習(xí)
定滑輪和動滑輪
一
旗桿頂端的滑輪 —— 定滑輪
搬運(yùn)建材的滑輪—— 動滑輪
這兩類滑輪的分類依據(jù)是什么？
定滑輪：軸固定不動
動滑輪：軸隨物體一起運(yùn)動
定滑輪和動滑輪工作演示
提出問題：
（1）使用定滑輪是否省力（或更費(fèi)力）？
（2）使用定滑輪是否省了距離（或需要移動更遠(yuǎn)的距離）？
定滑輪
旗桿頂?shù)亩ɑ?br/>探究定滑輪和動滑輪的特點(diǎn)
二
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
① 用彈簧測力計(jì)直接測出鉤碼的重力。
② 使用定滑輪緩緩提升同一物體，記錄整個過程中用力大小、物體移動距離及動力移動的距離、動力的方向。
③ 豎直拉升、斜著拉升，改變拉力的方向，觀察拉力大小。
探究定滑輪的特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)1
物重G/N 物體移動方向 物體移動距離h/m 拉力F/N 拉力方向 拉力移動距離s/m
1. 5 豎直向上 0. 3 1. 6 豎直向右 0. 3
1. 5 豎直向上 0. 3 1. 4 斜向下 0. 3
1 豎直向上 0. 4 1. 1 豎直向下 0. 4
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
定滑輪的特點(diǎn)：
使用定滑輪不省力，不省距離，但可以改變力的方向。
（1）力的關(guān)系：F 與 G 一樣大，不省力 。
（2）施力的方向：改變。
（3）繩端移動距離S與物體上升高度h的關(guān)系：相等。
定滑輪的實(shí)質(zhì)
定滑輪實(shí)質(zhì)上是等臂杠桿
支點(diǎn)在軸心O處；拉力F1是動力，重物的拉力是阻力F2；
兩個力臂 L1、L2 都等于輪半徑。
改變拉力方向，還是等臂杠桿，
所以使用定滑輪，無論拉力方向怎么樣，F(xiàn)＝G
繩子自由端移動的距離S和物體升高的高度h相等：S繩=h物
L1＝ L2　； F1＝F2 ＝ G （不計(jì)摩擦）
根據(jù)杠桿的平衡條件：F1·L1=F2·L2
l2
l1
O
F2
F1
提出問題：
（1）使用動滑輪是否省力（或更費(fèi)力）？
（2）用動滑輪提重物有什么優(yōu)越性？通過實(shí)驗(yàn)探究。
動滑輪
電動起重機(jī)的動滑輪
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
① 用彈簧測力計(jì)直接測出鉤碼的重力；
② 豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，重物移動的距離和拉力作用點(diǎn)移動的距離。
③ 將測量結(jié)果填入表格。改變鉤碼的個數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程。
注意：
單獨(dú)使用動滑輪時，拉力的方向?yàn)樨Q直向上即：物體運(yùn)動的方向與拉力的方向朝向一致。
探究動滑輪的特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)2
物重G/N 物體移動方向 物體移動距離h/m 拉力F/N 拉力方向 拉力移動距離s/m
2 豎直向上 0. 4 1. 1 豎直向下 0. 8
2 豎直向上 0. 3 1. 2 豎直向下 0. 6
1 豎直向上 0. 2 0. 6 豎直向下 0. 4
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
（1）使用動滑輪能省一半的力：F= G。但不能改變力的方向。
（2）繩端移動距離：S=2h
使用動滑輪的特點(diǎn)：
能省一半的力，但要多移動一倍的距離，且不能改變動力的方向。
動滑輪的實(shí)質(zhì)
支點(diǎn)在繩和輪相切的 O 處；
拉力 F1 是動力，重物的拉力是阻力 F2；
動力臂 l1 是輪直徑；
阻力臂 l2 是輪半徑。
動滑輪實(shí)質(zhì)上是一個省力杠桿。
根據(jù)杠桿的平衡條件：F1·L1=F2·L2
L1＝ 2L2　； F1＝ G （不計(jì)摩擦和動滑輪重）
繩子自由端移動的距離S和物體升高的高度h：
S繩=2h物
杠桿的支點(diǎn)在 O 點(diǎn)處
O
A
F
l2 = R
l1= 2R
O
G
F
G
1
2
滑輪組：
定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組。
想一想：還有別的繞線方法嗎？
滑輪組
三
甲 乙
繩子的起點(diǎn)
拉力的方向
拉力的大小
移動的距離
這兩種繞線方法有什么不同？
甲
乙
動滑輪上
定滑輪上
豎直向上
向下
動滑輪+鉤碼
甲
乙
G總
3F
G總
2F
F=
3
G總
F=
2
G總
s=3h
s=2h
利用兩個定滑輪和兩個動滑輪，可以怎樣繞繩子呢？
試一試
討論：這兩種繞線方法有什么不同？
結(jié)論：
=
n
G總
你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？
F
F
甲
乙
動滑輪+物體
甲
G總
4F
乙
G總
5F
n是承擔(dān)總重的繩子段數(shù)
F=
s=
G=100 N
h=10 m
例題：一位同學(xué)組裝了如圖所示的滑輪組，將重100N的重物勻速提升10m，若每個滑輪重20 N，且不計(jì)繩重和摩擦。求：繩自由端的拉力F和移動的距離s。
動滑輪+物體
G總
2F
解：因?yàn)橹匚飫蛩偕仙?br/>所以，2F=G總=G + G動
G+G動
F=
2
=
100N+ 20N
2
=60N
s=2h=2×10m=20m
答：繩自由端的拉力F是60N，其移動的距離s是20m 。
課堂總結(jié)
滑輪
滑輪:用繩索或鏈條繞過具有轉(zhuǎn)動軸的光滑圓輪
定滑輪:軸固定不動
不省力，不省距離
可以改變力的方向
動滑輪:軸隨物體一起運(yùn)動
省力，費(fèi)距離
不改變力的方向
滑輪組
定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組
繩子自由端的拉力
繩子自由端的距離
1．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
甲
乙
課堂練習(xí)
2. 如下圖所示，物體B重100N，在力F作用下勻速上升時，F(xiàn)應(yīng)等于 N。（不計(jì)摩擦）
F
100
3.如圖所示，用5牛的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.2米。若不計(jì)滑輪自重及摩擦，關(guān)于物體的重力G和繩子自由端移動的距離s，下列判斷中正確的是（　　）
A．G＝2.5牛 s＝0.1米
B．G＝2.5牛 s＝0.4米
C．G＝10 牛 s＝0.1米
D．G＝10牛 s＝0.4米
D
F
G
4.為便于研究，某健身器材中訓(xùn)練拉力部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)可簡化為如圖所示的滑輪組。若不計(jì)摩擦，下列有關(guān)分析正確的是（　　）
A．兩個滑輪在裝置中起的作用相同
B．拉力移動的距離與配重上升的距離相同
C．沿方向1與2勻速拉動配重，所用的力大小相等
D．將配重提升相同高度，用該裝置與直接提升所做的功相等
C

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