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(共34張PPT)
第11章 機械與功
第2節 滑輪
1.通過觀察與實驗，了解定滑輪和動滑輪的結構，認識定滑輪和動滑輪的特點。
2.實驗探究定滑輪和動滑輪的特點。
3.認識定滑輪和動滑輪與杠桿的聯系。
4.了解滑輪組的省力和距離的特點。
港口的起重機一次就能把幾噸重的貨物吊起，你知道起重機是怎樣把它們拉上去的嗎？
滑輪是一個周邊有槽、能繞軸轉動的輪子。
凹槽
輪子
軸
知識點一：滑輪及其分類
動滑輪：使用滑輪時，滑輪的軸能隨物體一起運動。
定滑輪：使用滑輪時，其軸固定不動的滑輪。
仔細觀察這兩個滑輪有什么特點
思考
那么定滑輪有怎樣的特點呢
知識點二：定滑輪及其特點
探究定滑輪的特點
用彈簧測力計鉤住繩子的一端，然后豎直向下拉動，使繩子另一端的鉤碼緩慢上升（或保持靜止），讀取彈簧測力計的示數，比較鉤碼所受重力大小和彈簧測力計示數的關系。
改變鉤碼個數，重復上述操作，你可得出什么結論 改變彈簧測力計拉力的方向，重復上述操作，你又可得出什么結論
次數 鉤碼所受重力G/N 鉤碼移動的方向 鉤碼上升的距離 h/m 測力計讀數 F/N 拉力的方向 測力計移動的距離 s/m
1 2 豎直向上 0.1 2 豎直向下 0.1
2 2 豎直向上 0.1 2 水平 0.1
3 1 豎直向上 0.1 1 豎直向下 0.1
4 2 豎直向上 0.1 2.2 豎直向下 0.1
5 4 豎直向上 0.1 4.3 豎直向下 0.1
使用定滑輪不省力，但可以改變力的方向。
F1
F2
O
L1=L2
F2
F1
O
L1=L2
L1
L2
L1
L2
等臂杠桿 L1=L2 ，F1=F2
使用定滑輪為什么不省力？
F=G
不 省力
s=h
不 省距離
改變拉力方向，拉力大小 不變 。
定滑輪的實質
使用定滑輪
在右圖中，小明用力將物體提到高處。
和同學討論，你們都在哪些場合見過小明使用的這種滑輪，它能帶來哪些方便？
雖說不能省力，但可以把上提改為下拉
如升旗時旗桿頂端滑輪是定滑輪
動滑輪：
滑輪的位置隨被拉物體一起改變
根據力的平衡條件，重物所受重力G的大小與來自兩段繩子的拉力F1、F2的合力相等。
思考：動滑輪有什么特點？
知識點三：動滑輪及其特點
1. 動滑輪兩端繩子的拉力是否相等？
2. 使用動滑輪提重物有什么優越性？
【提出問題】
使用動滑輪
動滑輪、鉤碼若干、彈簧測力計2個、細繩、鐵架臺、刻度尺
【實驗材料】
1. 按圖組裝實驗裝置。
【設計實驗】
2. 在動滑輪下方懸掛所受重力為G的鉤碼，讀出彈簧測力計實數F1和F2，看看是否相等。用F2豎直向上勻速拉彈簧測力計，分別測出鉤碼升高的高度H1和手拉彈簧測力計將動滑輪上繩子的自由端提起的高度H2。
3. 將測量的物理量填入下表并完善下列表格。改變鉤碼個數，重復上述實驗過程。
【設計實驗】
次數 直接測量的物理量 計算物理量 GH1 F2H2
1
2
3
G/N
F1/N
F2/N
H1/m
H2/m
獲得多組數據，使結論更具有普遍性
【實驗結論】
通過實驗，可以得到以下關系：
F1_____F2，G=_____；H1_____H2。
相對于定滑輪，用動滑輪提起重物，如果忽略滑輪的自重、繩重及摩擦，可以省一半的力，但要多移動一倍的距離。
=
F1+F2
F1
F2
O
L1
L2
L1 =2L2
F1
F2
O
省力杠桿：動力臂是阻力臂二倍的杠桿 F1=F2
省力
s=2h
費 距離
力的方向 改變 。
F1
L2
O
L1
動滑輪的實質
拉力方向改變，拉力大小 改變
定滑輪 動滑輪
拉力端移動距離 等于物體移動的距離 等于物體移動
距離的2倍
省力情況 不省力 省一半力
能否改變力的方向 能 不能
實質 等臂杠桿 省力杠桿
歸納小結
定滑輪可以改變力的方向，但不能省力。
動滑輪可以省力，但不能改變力的方向。
能否有這樣一種機械，它既可以省力，又可以改變力的方向呢？
滑輪組：定滑輪和動滑輪組合在一起組成的裝置。
滑輪組特點：既能省力又能改變作用力的方向，但要費距離。
想一想：還有別的繞線方法嗎
知識點四：滑輪組
滑輪的組合
如圖分別是兩種形式的滑輪的組合。
分析：這樣的組合各有什么特點？
【實驗步驟】
a. 如圖甲，勻速豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼勻速上升，將拉力方向和示數記錄在實驗表格中；
b. 分別按照圖乙、丙所示方式組裝滑輪組，沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，讀出彈簧測力計的示數,測出鉤碼受到的重力、鉤碼上升的高度、繩子自由端移動的距離，并記錄在實驗表格中。
甲
乙
丙
探究滑輪組的特點
實驗序號 重物移動的距離h/m 拉力作用點移動的距離s/m 拉力的方向 彈簧測力計的示數F/N
甲
乙
丙
0.1
0.1
向上
2
0.1
0.2
向下
1
0.1
0.3
向上
0.67
乙
丙
n = 2
s=2h
F= G
n = 3
s =3h
F= G
滑輪組的特點:
(1)動滑輪被幾段繩子承重，所用的力就是物重的幾分之一；
①n為動滑輪上承重的繩子股數；
②此時未計滑輪自重和繩子與滑輪的摩擦。
若不計摩擦但要考慮滑輪自重，則
(2)繩子自由端移動的距離等于物體上升的距離的n倍:
s繩=nh
v繩=nv物
確定承擔物重的繩子段數n
在定、動滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離開，繞在動滑輪上的繩子段數 n 即為承擔物重的繩子段數。
分割法
1 2
1 2 3
1 2 3 4
n = 2
n = 3
n = 4
練一練： 工人站在地面上，使用如圖所示的滑輪組將重物從地面提升到樓頂，要求繩子的自由端要向下拉。請你用筆畫線代替繩子，畫出滑輪組最省力的繞繩方法。
F
思路分析：反繞法
1. 豎直方向滑輪組的計算
滑輪組的計算中等量關系的歸納
2. 水平方向滑輪組的計算
滑輪
使用時，軸固定不動
不省力，但可以改變力的方向，實質是等臂杠桿
滑輪組
定滑輪
動滑輪
使用時，軸跟物體一起運動
省力但費距離，實質是動力臂是阻力臂2倍的省力杠桿
省力，也可以改變力的方向，但費距離
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
2. 如圖所示，工人用動滑輪勻速提升總重為 250 N 的水桶。若不計繩重、滑輪重及摩擦，則人對繩子A端的拉力大小為______N；若實際測得A端的拉力大小為 135 N，不計繩重及摩擦，則動滑輪重______N。
125
20
3.一輛汽車不小心陷進了泥潭中，按如圖所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪，均可將汽車從泥潭中拉出。如果汽車的動力比阻力小800N，則甲圖中人拉動汽車的拉力至少為_____N，乙圖中人拉動汽車的拉力至少為 N，其中比較省力的是 圖。（繩與滑輪間的摩擦不計）
800
400
乙
甲
乙
4.如圖所示的滑輪組，每個滑輪重50N，用這個滑輪組把質量為 40 kg 的重物在2s內勻速提升 2m。不計繩重和摩擦，g取10 N/kg，下列說法中不正確的是（ ）
A.作用在繩子自由端的拉力F為 150 N
B.重物上升的速度是1m/s
C.繩子自由端移動的距離為6m
D.繩子自由端移動的速度是2 m/s
D

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