資源簡介

(共43張PPT)
6.6 滑輪
第六章 力和機械
知識點
定滑輪和動滑輪
知1－講
1
1. 滑輪 滑輪是一個周邊有槽并可以繞軸轉動的輪子。(如圖1 所示)
知1－講
2. 滑輪的種類 使用滑輪工作時，根據滑輪的軸的位置是否移動，可將滑輪分成定滑輪和動滑輪兩類。定滑輪的軸固定不動，而動滑輪的軸與重物一起移動。(如圖2 所示)
知1－講
知識鏈接
(1)安裝滑輪時，繩子要放在槽內，以免繩子脫落或使摩擦力變大。
(2)使用滑輪時，要保證滑輪的輪與軸間有良好的潤滑。
知1－練
例 1
如圖3，是手搖晾衣架的示意圖。其中定滑輪是___________ 、動滑輪是______。(均填對應的字母)
B、C、E、F
A、D
知1－練
解題秘方：根據轉動軸是否隨物體一起運動來判斷。
解析：在搖動手柄時，B、C、E、F 滑輪的軸固定不動，故B、C、E、F 是定滑輪，A、D 滑輪的軸隨晾衣架一起運動，故A、D 是動滑輪。
知1－練
1. 以下滑輪中，動滑輪與定滑輪的個數相比_______(填“ 定滑輪”“動滑輪”或“一樣”)多。
定滑輪
知2－講
知識點
探究兩類滑輪的作用
2
1. 實驗探究
分類 定滑輪 動滑輪
實驗裝置
知2－講
分類 定滑輪 動滑輪
設計實驗與 制訂方案 (1)按如圖所示方式組裝定滑輪； (2)在它的左側掛鉤碼，右側豎直向下勻速拉彈簧測力計，觀察比較彈簧測力計示數與鉤碼所受重力的大小關系； (3)改變彈簧測力計拉力的方向，進行觀察和比較； (4)改變鉤碼的個數，重做上述實驗 (1)按如圖所示方式組裝動滑輪；
(2)豎直向上勻速拉彈簧測力計，觀察比較彈簧測力計示數與鉤碼所受重力的大小關系；
(3)改變鉤碼的個數，重做上述實驗
知2－講
獲取與處理 信息 定
滑
輪
動
滑
輪
次數 G/N h/m F/N s/m 拉力方向
1 1 0.2 1 0.2 豎直向下
2 1 0.2 1 0.2 水平向右
3 2 0.2 2.1 0.2 豎直向下
次數 G/N h/m F/N s/m
1 1 0.2 0.6 0.4
2 2 0.2 1.1 0.4
3 3 0.2 1.6 0.4
知2－講
分析與論證 使用定滑輪不省力、不省距離，但可以改變施力的方向 使用動滑輪省力，費一倍的距離，不能改變施力的方向
知2－講
總結歸納：(1)使用定滑輪提升物體時：F=G，s=h。
(2)使用動滑輪提升物體時：F= G(不考慮動滑輪重及摩擦)，F=(G+G動)(考慮動滑輪重，不考慮摩擦)，s=2h。
知2－講
2. 滑輪的本質
分類 定滑輪 動滑輪
簡化過程
知2－講
分類 定滑輪 動滑輪
等效為杠桿的示意圖
知2－講
總結歸納：(1)定滑輪實質上是一個等臂杠桿。(2)動滑輪實質上是一個L1=2L2的省力杠桿。
知2－講
關聯思考由對動滑輪實質的分析，可知使用動滑輪應該省一半力，但實際上所用力會比一半力稍大，這是為什么？
關聯結果
使用動滑輪提升物體時，除了要提升物體外，還要提升動滑輪，且還要克服繩重、繩與滑輪間的摩擦等，因而實際拉力比理想情況的一半力要大一些。
知2－講
知識圖解
定滑輪中，物體與繩子連接，使用時，物體上升的高度h 與繩子末端通過的距離s相等，如圖4 所示。
動滑輪中，物體與動滑輪軸心連接，使用時，物體上升的高度h與動滑輪上升高度相同，是繩子末端通過的距離s 的一半，即s=2h，如圖5 所示。
知2－講
規律總結
定滑輪既不省力，也不省距離；動滑輪省力，但費距離。滑輪是變形的杠桿，既省力又省距離的杠桿是不存在的，所以既省力又省距離的滑輪也是不存在的。
知2－練
[科學思維科學分析]期末·北京在動滑輪使用特點的實驗中，曉松探究了繩子自由端拉力F與物重G的靜態關系(不計繩重，物體始終處于靜止狀態)，測得6組數據。
例 2
G/N 1 2 3 4 5 6
F/N 0.8 1.3 1.8 2.3 2.8 3.3
知2－練
(1)分析數據可以得到拉力F 與物重G 的關系式：F=
____________。
×(G+0.6 N)
知2－練
解題秘方：利用F=(G+G動)求出動滑輪重力，代入原表達式中，進而得出F與G的關系式。
解析：設動滑輪的重力為G動，不計繩重，物體靜止，
所以不計摩擦，拉力F=(G+G動)，由表中第1 組數據可得：
0.8 N=×(1 N+G動)，解得G動=0 .6 N，則拉力F 與物重G
的關系式是F=×(G+0.6 N)。
知2－練
(2)當物體重力為6 N 時，曉松勻速提升時發現自由端的拉力變為3.5 N，請你幫他分析一下拉力變大的原因：_____________________________。
繩與滑輪、輪與軸之間存在摩擦
知2－練
解題秘方：使用滑輪拉動物體后，繩與滑輪、輪與軸間的摩擦會使所需拉力增大。
解析：當物重為6 N 時，由表格數據知物體靜止不動時拉力F=3.3 N，當勻速提升時，由于繩與滑輪、輪與軸之間存在摩擦，所以自由端的拉力變大，變為3.5 N。
知2－練
2. [中考·內江] 如圖所示，一根繩子繞過定滑輪，一
端拴在物體上，另一端拴在彈簧測力計上，沿四個不同方向勻速拉起物體，彈簧測力計的示數分別為F1、F2、F3、F4，則它們的大小關系為( )
A. F1 ＞ F2
B. F3 ＞ F4
C. F1 ＜ F4
D. F1=F2=F3=F4
D
知3－講
知識點
滑輪組
3
1. 滑輪組 兩個或多個滑輪的組合簡稱滑輪組。如圖6 所示均為滑輪組。
知3－講
2. 實驗探究 使用滑輪組時拉力與物重的關系。
滑輪 組的 幾個 概念
s：繩子自由端移動的距離 h：重物被提升的高度n：承重的繩子段數
知3－講
用兩個相同的滑輪組成如圖7 所示的滑輪組，并測出不同情況下的拉力F 和鉤碼的重力G。
知3－講
數據記錄表
實驗 序號 鉤碼的重G/N 彈簧測力計的示數F/N 吊起動滑輪的繩子段數/n 鉤碼被提升高度h/cm 繩子自由端移動距離s/cm
1 10 6 2 10 20
2 10 6 2 10 20
3 10 4 3 10 30
知3－講
歸納總結：滑輪組的特點：
(1)不計動滑輪自重、繩重和摩擦時，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=；若考慮動滑輪自重，則F=。
(2)滑輪組由幾段繩子吊著物體，繩子自由端移動的距離就是物體上升距離的幾倍，即s=nh。
知3－講
關聯思考關于滑輪組的組裝，有何規律可以遵循？
關聯結果
n 為偶數，繩端始于定滑輪；n 為奇數，繩端始于動滑輪，即“奇動偶定”。
n 為動滑輪個數的2 倍或動滑輪個數的2倍加1。
知3－練
例 3
用如圖10 所示的三個裝置先后提升同一個物體G，若不考慮滑輪的自重、繩重和摩擦，作用于繩子自由端的拉力F1、F2、F3 的大小關系是( )
A.F1 最小
B.F2 最小
C.F3 最小
D. 一樣大
知3－練
解題秘方：本題考查定滑輪和滑輪組的省力特點，確定承擔物重的繩子段數是關鍵。
解析：不計滑輪自重、繩重和摩擦，圖甲中使用定滑輪提
升物體，不省力，也不省距離，所以F1=G；圖乙中與動滑輪相連的繩子有2 段，故F2=；圖丙中與動滑輪相連的繩子有3 段，故F3=。
答案：C
知3－練
規律總結：使用滑輪或滑輪組時，不計滑輪重、繩重和摩擦，有幾段繩子承擔物體的重力，拉力就是物體重力的幾分之一。
知3－練
3. 家用的手搖晾衣架如圖所示，假設衣服和晾衣架的總重為100 N(不計動滑輪重、繩重及摩擦)，以下說法正確的是( )
A. 靜止時，繩子自由端的拉力是50 N
B. 繞在動滑輪上的繩子段數是5 段
C. 如果晾衣架上升1 m，則繩子自由端移動4 m
D. 此滑輪組能省力，但不能改變力的方向
C
知4－講
知識點
輪軸
4
1. 定義 由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成的簡單機械，如圖11 甲所示，通常把
大輪叫輪，小輪叫軸。
2. 實質 輪軸可以看成一個可連續轉動的杠桿，支點在輪軸的軸線上，如圖乙所示，設輪半徑為R，軸半徑為r。
知4－講
3. 公式 F1R=F2r 或=，即輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的力就是作用在軸上的力的幾分之一。
4. 特點 當動力作用在輪上，阻力作用在軸上時，由于R>r，則F1F2，此時輪軸會費力，也可改變力的方向，但會省距離(如皮卷尺)。
知4－講
規律總結
●杠桿、滑輪和輪軸都屬于簡單機械。
●凡是省力的機械都會費距離。既省力又省距離的機械是不存在的。
知4－講
誤區警示
不要誤認為使用輪軸一定會省力，要看動力是作用在輪上還是作用在軸上。
知4－練
[立德樹人 家國情懷]如圖12 甲是《天工開物》中記載的一種農業生產汲水裝置——轆轤，圖乙是它提水時的示意圖，為方便提
水，應按照_____(填“省
力”或“費力”)杠桿來
設計，支點是_____(填
“A”“B”或“C”)點；
例 4
省力
B
知4－練
圖丙中水龍頭開關的設計也應用了同樣原理，開關選用_____(填“①”或“②”)效果更好。
①
知4－練
解題秘方：轆轤的實質是輪軸，根據輪軸的作用分
析。水龍頭開關的設計也應用了輪軸，增大輪的半徑可以增大動力臂，在阻力和阻力臂一定時，可以更省力。
解析：轆轤的實質是輪軸，動力作用在大輪上，可以省力；
支點是輪軸繞著轉動的固定點，即B 點。水龍頭開關的設計也應用了輪軸，增大輪的半徑可以增大動力臂，在阻力和阻力臂一定時，可以減小動力，故選擇圖丙中的①可以更省力。
知4－練
4. 如圖甲所示是用于松緊內六角螺絲的扳手，AB ＞ BC。其使用方法如圖乙、丙所示， 該工具屬于______(填簡單機械名稱)， 使用時可以______。圖乙與圖丙兩種使用方法相比，圖______可以更輕松地擰動螺絲。
輪軸
省力
乙
滑輪
滑輪
定滑輪
動滑輪
滑輪組
改變力的方向
省力

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