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第十二章 簡單機械
第3節 滑輪 第2課時
如圖所示為一款家庭常用的晾衣架，這種衣架省力、方便又美觀，在整個裝置中應用到了一種機械——滑輪組。
1．會分析滑輪組的工作原理。(重點)
2．經歷組裝滑輪組的過程，學會按要求組裝滑輪組的方法。（難點）
3．了解其他簡單機械的一些應用。
動滑輪
定滑輪
+
=
滑輪組
滑輪組：既可改變力的方向，又可以省力。
知識點一：滑輪組
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. 拉力的大小
4. 移動的距離
思考：還有沒有其他繞線的方法？
物重G/N 物體移動方向 物體移動距離h/m 與動滑輪相連的繩子段數n 拉力F/N 拉力方向 繩子自由端移動的距離s/m
0.5 向上 2 0.25 向下
1.5 向上 2 0.75 向下
0.5 向上 3 0.15 向上
1.5 向上 3 0.5 向上
結論：
1. 拉力的方向：
可以改變拉力的方向
2. 拉力的大小：
線繞得越多越省力
3. 拉力作用點移動的距離：
線繞得越多越費距離
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。
試一試：利用兩個定滑輪和兩個動滑輪，可以怎樣繞繩子呢？
F
F'
這其中包含著怎樣的規律？
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？
動滑輪被幾段繩子吊起，所用的力就是物重的幾分之一
n=3
3F
G=3F
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。
h
若物重為G，且每個滑輪的重力均為G動，不計摩擦，則拉力F為多少N？
若物重G，滑輪重G動。物體所受地面的摩擦力為f，繩子所受摩擦力不計，則拉力F1為多少N？
若物重G，滑輪重G動。物體所受地面的摩擦力為f，繩子所受摩擦力不計，則拉力F2為多少N？
若物重G，滑輪重G動。物體所受地面的摩擦力為f，繩子所受摩擦力不計，則拉力F3為多少N？
若物重G，每個滑輪均重G動。物體所受地面的摩擦力為f，繩子所受摩擦力不計，則拉力F為多少N？
由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成的簡單機械叫輪軸。
輪軸上中間靠近轉動軸線半徑較小的是軸，離軸線較遠半徑較大的是輪。
動力一般作用在輪上，阻力作用在軸上，此時，輪軸是省力機械。
1. 輪軸
知識點二：輪軸和斜面
輪軸也相當于一個杠桿(如圖)，輪和軸的中心O點是支點，作用在輪上的力F1是動力，作用在軸上的力F2為阻力，輪半徑為R，軸半徑為r，由杠桿平衡條件可知F1R＝F2r，R＞r，故F1＜F2，所以輪軸省力。
用螺絲刀擰螺絲時，手抓的木柄較粗的部分是輪，金屬桿部分較細的是軸，因此螺絲刀擰螺絲是輪軸。
門把手
自行車踏板
生活中常見的輪軸
小結
輪軸：由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成的簡單機械，實質是一個可以連續轉動的杠桿，使用輪軸可以省力。
注意：輪軸使用時，當輪半徑是軸半徑的n倍時，在不計摩擦情況下，作用在輪上的力的大小為作用在軸上的力的大小的。
2. 斜面
斜面也是一種簡單機械，這種簡單機械對我們有什么用呢？想一想騎自行車上坡直線行駛和彎曲行駛時的情景。
提出問題
使用斜面看起來是費了距離，但是省了力，如果從山下直通山頂需要很大的力，不容易爬上去，而沿著彎彎曲曲的盤山公路行走就可以用較小的力爬上山。
生活中常見的斜面
注意：斜面長是斜面高度的n倍時，在不計摩擦的情況下，所用的推力為物重的n分之一。
(1)斜面是一個費了距離但能省力的簡單機械。
(2)理想情況下斜面公式：Fl＝Gh。
(3)斜面是一種省力的簡單機械，斜面的傾角越小越省力，可見在高度一定的情況下，斜面越長越省力。
小結
滑輪組
滑輪組及其他簡單機械
輪軸
和斜面
優點：既省力又可以改變用力的方向
缺點：多移動距離；結構復雜，需要較多滑輪
輪組中拉力F、物重G與繩子段數n的關系：
F＝G（不計滑輪重、繩重及摩擦）
物體上升的高度h、自由端移動的距離s與繩
子段數n的關系：s＝nh
輪軸、斜面
輪軸實質：一個可以連續轉動的杠桿，使用輪軸可以省力
1．利用如圖所示的滑輪組勻速提升200N的重物，動滑輪重為10N（不計繩重與摩擦），則拉力F的大小為（　　）
A．70N B．100N
C．105N D．110N
C
2．如圖所示，物體A、B的重分別為20N、10N，滑輪重和滑輪與繩子之間的摩擦忽略不計，此時物體A在水平面上向右作勻速直線運動，若用力F向左拉物體A，使物體A向左作勻速直線運動，則（　　）
A．F＝20N
B．F＝10N
C．F＝5N
D．F＝30N
Ｂ
3．為便于研究，某健身器材中訓練拉力部分的機械結構可簡化為如圖所示的滑輪組。若不計摩擦，下列有關分析正確的是（　　）
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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