資源簡介

(共44張PPT)
第九章 機械和功
第二節
滑輪
觀察與思考
學校的升旗儀式是靠什么把紅旗拉上去的？把建筑材料運到房上又是利用了什么機械呢？
升旗儀式和往房上運輸建材都使用了一種常用的簡單機械—滑輪。
學習目標
認識定滑輪和動滑輪及其特點。（重點）
1
知道滑輪組的使用及特點。（重點）
2
了解滑輪組的簡單應用。
3
滑輪的種類
認識滑輪
由繩索或鏈條繞過具有轉動軸的圓輪構成，這個裝置叫作滑輪。
生活中常用的幾種滑輪
滑輪的種類
定滑輪
升國旗時，旗手緩緩向下拉繩子，國旗就會徐徐上升。
這是因為旗桿頂部有一個滑輪，它的軸固定不動，這樣的滑輪叫作定滑輪。
滑輪的種類
動滑輪
使用時，滑輪跟物體一起運動，這樣的滑輪叫作動滑輪。
滑輪的種類
滑輪組
實際生產生活中，人們還常常把定滑輪和動滑輪組合在一起使用，構成滑輪組。
練一練
如圖是手搖升降晾衣架的結構示意圖，使用它可以方便地升降衣架來晾曬衣物。該裝置通過一些機械的組合來實現此功能。該裝置有　　個定滑輪，有 個動滑輪。
2
2
F
滑輪的工作特點
探究定滑輪的工作特點
1.使用定滑輪拉動物體時，拉力與物體的重力有什么關系呢？
2.繩端（自由端）移動的距離與物體上升的距離有什么關系呢？
實驗器材
滑輪、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺
滑輪的工作特點
探究定滑輪的工作特點
實驗表格
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
結論
0.5 向上 0.2 0.5 向下 0.2
1.0 向上 0.1 1.0 向下 0.1
1.5 向上 0.15 1.5 向下 0.15
使用定滑輪不省力，不省距離；但可以改變力的方向。
滑輪的工作特點
探究動滑輪的工作特點
1.使用動滑輪拉動物體時，拉力與物體的重力有什么關系呢？
2.繩端（自由端）移動的距離與物體上升的距離有什么關系呢？
實驗器材
滑輪、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺
滑輪的工作特點
探究動滑輪的工作特點
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
實驗表格
0.5 向上 0.2 0.3 向上 0.4
1.0 向上 0.1 0.6 向上 0.2
1.5 向上 0.15 0.8 向上 0.3
使用動滑輪可以省力，但費距離；且不改變力的方向。
結論
滑輪的工作特點
探究滑輪組的工作特點
1.使用滑輪組拉動物體時，拉力與物體的重力有什么關系呢？
2.繩端（自由端）移動的距離與物體上升的距離有什么關系呢？
實驗器材
滑輪、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺
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
滑輪的工作特點
探究滑輪組的工作特點
實驗表格
0.5 向上 0.2 0.5 向下 0.4
1.0 向上 0.1 1.0 向下 0.2
1.5 向上 0.15 1.5 向下 0.3
滑輪的工作特點
探究滑輪組的工作特點
實驗表格
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
0.5 向上 0.2 0.2 向上 0.6
1.0 向上 0.1 0.4 向上 0.3
1.5 向上 0.15 0.6 向下 0.45
使用滑輪組既可以省力，又可以改變用力的方向；但是費距離。
結論
滑輪的工作特點
滑輪組的這兩種繞線方法有什么不同？
1.繩子的起點
2.拉力的方向
3.動滑輪相連的繩子段數（用n表示 ）
討 論
思考角度：
F
F
滑輪的工作特點
？
利用兩個定滑輪和兩個動滑輪，可以怎樣繞繩子呢？
試一試
滑輪的工作特點
F
F
請將這兩個滑輪組的繩子繞好
1
2
1
2
3
4
3
4
n=4
n=5
甲
乙
數一數這個兩個滑輪組繩子的段數n分別是多少？
5
滑輪的工作特點
1.拉力的方向：
2.拉力的大?。?br/>3.拉力作用點移動的距離：
可以改變拉力的方向
繞線越多越省力
繞線越多越費距離
使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但不能既省力又省距離。
探究滑輪組的工作特點
滑輪的工作特點
對于用一根繩子組裝的滑輪組而言，拉力F與動滑輪相連的繩子段數n有什么關系呢？(不計繩重，動滑輪重和摩擦)
拉力F的大小與吊起動滑輪的繩子段數n有關。動滑輪被幾段繩子吊起，所用的力就是物重的幾分之一。
即：
F=
n
G
n=3
3F
G
3F=G
探究滑輪組的工作特點
滑輪的工作特點
繩子自由端移動距離s與物體移動距離h之間有什么關系呢？
物體升高h，相當于吊起動滑輪的每段繩子抽走了h，這些都只能從繩子自由端抽走，則繩子自由端在相等的時間內共需要抽走3h，即s=3h。
若吊起動滑輪的繩子段數為n，則有：s=nh。
h
探究滑輪組的工作特點
滑輪的工作特點
若每個滑輪重20N，結果如何？
F=
F=100N
s=30m
F=100N
h=10 m
s=
G=100 N
h=10 m
G=
G=
物體以0.2m/s的速度勻速上升10s
s=
h=
s=
280N
20m
60N
10m
280N
30m
8m
探究滑輪組的工作特點
滑輪的工作特點
F
F
結 論：
（n為承擔物重的繩子段數）
F＝ （G+G動）
1
n
s＝nh
F
F
不計繩重和摩擦時，有
不計繩重、摩擦和動滑輪重時，有
F＝
G
n
探究滑輪組的工作特點
練一練
汽車重2×104 N，陷入泥中，受到的阻力為3×103 N。用如圖所示裝置，則至少要用多大的力才能將汽車拉出？
F
解：由圖可知，有三段繩子連接動滑輪，故
F＝
×3×103 N＝1×103 N
3
1
滑輪的工作特點
定滑輪的本質
理論分析
轉軸固定不動，相當于支點 O，拉力相當于動力，物體對繩子的拉力相當于阻力。
L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物
F1 = G物
定滑輪相當于一個等臂杠桿，因此，不省力也不費力。
L2
L1
O
F2
F1
滑輪的工作特點
L1=L2
F1''
F1
F1'
使用定滑輪時，若拉力斜向下或水平F=G嗎？
F2
O
L2
L1
使用定滑輪沿不同的方向用力時，力的大小始終不變。
滑輪的工作特點
定滑輪的用法
s=h
F＝G物
v繩=v物
1.豎直
2.水平
s=s物
F＝f
v繩=v物
F
F
滑輪的工作特點
動滑輪的本質
理論分析
∵ G · R = 2R · F
F =
GR
2R
=
1
2
G
動滑輪相當于一個動力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。因此能省一半力。
杠桿的支點在 O 點處
O
A
F
L2 = R
L1= 2R
O
G
F
G
支點是 A 點還是 O 點？
使用動滑輪時，若拉力斜向下或水平F如何變化？
F1''
F1
F1'
L1>L1'>L1''
L'1
L1
L''1
F1動滑輪拉力方向豎直向上時，最省力。
L2
滑輪的工作特點
滑輪的工作特點
動滑輪的用法
s= 2h
F＝ G物
v繩=2v物
1.豎直
2.水平
s=2s物
v繩=2v物
F
2
1
—
（不計G動）
F＝ （G物+G動）
2
1
—
F
F＝ f
2
1
—
動滑輪的特殊用法：
F
1.豎直
s= h
F＝2G物
v繩= v物
2
1
—
（不計G動）
F＝2G物+G動
2
1
—
2.水平
F＝2f
s= s物
2
1
—
F
v繩= v物
2
1
—
滑輪的工作特點
練一練
1.定滑輪左端繩子下端掛著相同的重物，若在定滑輪右端的繩子自由端分別沿三個方向用力（如圖所示），力的大小分別為F1、F2、F3，則 （ ）
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三個力一樣大
D
F2
F1
F3
練一練
2.如圖所示，用5N的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.2m。若不計滑輪自重及摩擦，關于物體的重力G和繩子自由端移動的距離s，下列判斷中正確的是（　　）
A．G＝2.5N s＝0.1m
B．G＝2.5N s＝0.4m
C．G＝10 N s＝0.1m
D．G＝10N s＝0.4m
D
F
G
滑輪的工作特點
實際應用中的滑輪和滑輪組
滑輪和滑輪組在起重機械中得到了廣泛的應用，下圖就是實際應用中的滑輪。
滑輪的工作特點
實際應用中的滑輪和滑輪組
練一練
如圖所示，如果用250N的力將重物吊起，應該怎樣連接滑輪組？請在圖中畫出繞繩的方法。(不計動滑輪重及摩擦)
因為 ，4為偶數，繩子固定端應固定在定滑輪上，然后順次纏繞。
課堂小結
滑輪
定滑輪
動滑輪
滑輪組
滑輪組的應用
軸固定不動的滑輪
不省力也不費距離，但可以改變力的方向
實質：等臂杠桿
軸隨物體一起運動的滑輪
省力但費距離，且不能改變力的方向
實質：省力杠桿
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
s＝nh
F＝ （G+G動）（不計f）
隨堂訓練
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，則（　　）
A．拉力：F甲＝F乙
B．拉力：F甲＜F乙
C．拉力：F甲＞F乙
D．無法確定
甲
乙
C
隨堂訓練
2.用滑輪按圖甲、乙、丙所示三種不同方式，拉著同一物體在水平面上做勻速直線運動，拉力分別是F1、F2、F3，則（ ）
A． F1>F2>F3 　 B． F2>F3>F1 　
C． F2>F1>F3 　 D． F3>F1>F2
D
乙
F2
甲
F1
丙
F3
隨堂訓練
3.如圖所示，在豎直方向大小為20N的拉力F作用下，重物A沿豎直方向，以0.2m/s的速度勻速上升。不計滑輪重、繩重、摩擦，物體A的重力及滑輪移動的速度是（　?。?br/>A．40N 0.4m/s
B．10N 0.1m/s
C．20N 0.1m/s
D．10N 0.4m/s
B
A
F
4．小明利用如圖所示的裝置探究滑輪組的特點，他將重為5N的物體勻速提高了1m，每個滑輪重均為1N，不計繩重及摩擦，則繩端移動距離是　 　m，施加在繩端的拉力F是　 　N，懸掛定滑輪處拉力F′是　 　N。
2
3
10
F
隨堂訓練
5. 如圖所示，動滑輪重40N，工人至少要用多大的力才能把重500N的貨物勻速拉起？
解：工人用的力
解析：從題圖中看出有2段繩子連在動滑輪上，因此拉力
隨堂訓練
隨堂訓練
6. 如圖所示，貨物重1000N，動滑輪重50N，至少要用多大的拉力才能提升重物？如果每段繩子只能承擔400N的拉力，滑輪組最多能提起多重的貨物？
解：至少用的拉力
因為 ，所以最多提起的貨物重力
G′物 = nF′-G輪 = 3×400N-50N = 1150N。
隨堂訓練
7. 如圖所示，動滑輪重2N，所吊起的重物B重10N，物體A重80N。此時物體B恰好以0.1m/s的速度勻速下降，要使物體B以0.2m/s的速度勻速上升，至少要對A施加一個多大的向左的水平外力？
解：物體B 恰好以0.1m/s的速度勻速下降時，物體A所受的向左的摩擦力
物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升時，物體A所受的摩擦力方向向右，大小為4N，此時，拉力大小為F=f+F繩=4N+4N=8N。
f=F繩==4N

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