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第十二章 簡單機械
12.3 滑輪
1. 認識什么是定滑輪和動滑輪；
2. 知道定滑輪和動滑輪的特點；（重點）
3. 知道滑輪組的使用及特點。（重點）
4.了解輪軸和斜面的簡單應用。
有時我們會看到工人站在地面上，利用滑輪將重物提升到樓上(如圖)。這樣使用滑輪有什么好處 會省力嗎
問 題
知識點一：定滑輪和動滑輪
滑輪
中心有軸，邊緣有凹槽，能繞軸轉動的小輪。
這些都是滑輪，請觀察它們的結構有哪些相似點？
軸
小輪
凹槽
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，這種滑輪叫做定滑輪。
1.定滑輪
電動起重機吊鉤上有一種滑輪，它的軸可以隨物體一起運動，當電動機轉動并收起繩子時，物體和滑輪就被提起，這種滑輪叫做動滑輪。
2.動滑輪
知識點二：研究定滑輪和動滑輪的特點
實驗步驟
（1）用彈簧測力計測出鉤碼重力G；
（2）用定滑輪勻速提升鉤碼，測出拉力F；
（3）測出重物移動的距離h；
（4）測出繩子自由端移動的距離s。
（5）豎直、斜著拉升，改變拉力的方向，觀察拉力大小。
實驗器材
滑輪、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺
實驗1：探究使用定滑輪的特點
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
2.0 向上 0.2 2.0 向下 0.2
3.0 向上 0.1 3.0 向下 0.1
4.0 向上 0.15 4.0 向下 0.15
結論
使用定滑輪不省力，不省距離；但可以改變力的方向。
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
定滑輪的本質
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
實驗表格
2.0 向上 0.2 1.1 向上 0.4
3.0 向上 0.1 1.6 向上 0.2
4.0 向上 0.15 2.1 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
實驗2：探究使用動滑輪的特點
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
動滑輪的本質
動滑輪有自動重且繩子與動滑輪之間有摩擦
F2
F2
G動
F物
思考：為什么實驗中的拉力比重力的一半大
知識點三：滑輪組
使用定滑輪不省力，但能改變力的方向；使用動滑輪能省力，但不能改變力的方向，且需要移動更長的距離。在許多情況下，僅使用定滑輪或動滑輪不能滿足我們的需求，因此，經常將動滑輪與定滑輪組合起來使用。
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？
甲 乙
繩子的起點
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？
結論：
=
n
G總
你發現了什么規律？
F
F
甲
乙
動滑輪+物體
甲
G總
4F
乙
G總
5F
n是承擔總重的繩子段數
F=
s=
G=100 N
h=10 m
例題： 一位同學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：因為重物勻速上升，
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 。
科學世界
由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成。
1.輪軸
動力臂大于阻力臂 —— 省力杠桿
可以連續轉動的杠桿。
O
F
G
l1
l2
輪軸和斜面
門的把手
單車的踏板
螺絲刀
生活中的輪軸
水龍頭
斜面也是一種簡單機械，使用斜面能夠省力。
2.斜面
變形的斜面
定滑輪和定滑輪
滑輪
中心有軸，邊緣有凹槽，能繞軸轉動的小輪。
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
省力，費距離
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.如圖所示是利用定滑輪勻速提升物 體的三種方法，所用拉力分別是F1，F2和F3，下列式子中正確的是（ ）
A．F1＞F2＞F3
B．F1＜F2＜F3
C．F1=F2=F3
D．F2＞F1＞F3
C
2.小可在 A 端用如圖所示的動滑輪勻速提起 200N 的水桶，若不計繩重、滑輪重及摩擦，則人拉繩子A端的動力為_______N；實際測量A端的拉力為110N，不計繩重及摩擦，則滑輪重為_______N。
100
20
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
4.如圖所示的四種機械裝置中，不能省力的裝置是（ ）
B

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