文档文本内容
12.2 滑轮(教学设计)
年级 八年级 授课时间
课题 12.2 滑轮
1. 认识定滑轮和动滑轮。
教学
2. 知道定滑轮、动滑轮的特点,并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。
目标
3. 会安装滑轮组,并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系。
本节是在学习了二力平衡、功和功率、杠杆这些知识的基础上进行的,是对
功和功率学习的延续,是对简单机械学习的深化。它为机械成效率的学习奠定了
基础,是本章的核心内容之一。
本节内容由“定滑轮和动滑轮”和“滑轮组”两部分构成。教学的重点是研
究定滑轮和动滑轮的特点,教学的难点是滑轮组。要引导学生完成好研究定滑轮
和动滑轮特点的实验,让学生亲身体验,找出定滑轮和动滑轮的特点,加深对滑
教材
轮的认识,并为学习滑轮组作好知识储备。
分析
学生通过实验总结出定滑轮、动滑轮的作用和特点后,要通过对比(是否省
力,是否可以改变力的方向,是否省距离)找出它们各自的优缺点,这样有利于
培养学生辩证地认识事物的意识和习惯。
对于滑轮组的特点,可在教科书的基础上进行必要的拓展,为学习滑轮组的
机械效率作好铺垫,分散教学的难点。另外,“科学世界”栏目介绍了轮轴和斜
面两种常见的简单机械,可以引导学生通过自主阅读对它们有所了解。
定滑轮、动滑轮、弹簧测力计、钩码、刻度尺等。
教学
器材 多媒体ppt,包含视频:《探究定滑轮的特点》、《探究动滑轮的特点》等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课
【播放图片,提出问题】
观看漫画并思
①胖子与瘦子在提米的过程中,使用了什么工具?为何会出现这种情况?
考问题,回忆
生活中的滑
轮,进入情
景,主动参与
到课堂学习②除了杠杆之外,滑轮也是一种常见的简单机械,它在日常生活中的应用
非常广泛。
中。
同学们在生活中还见过哪些滑轮?使用滑轮有什么特点呢?
今天我们一起学习《12.2滑轮》。
学习新课 一、 定滑轮和动滑轮
1. 滑轮
【播放图片,提出问题】观察滑轮的结构,什么是滑轮?
(1)滑轮是一个周边有槽,能绕轴转动的小轮。
观察滑轮的结
构,认识定滑
轮和动滑轮。
滑轮 旗杆顶端的滑轮 起重机用的滑轮
【追问】旗杆顶部的滑轮与起重机下面吊物体的滑轮,它们在使用上有什么
不同呢?
【分析】国旗上升时,旗杆顶端的滑轮轴不随物体一起移动,叫定滑轮。货
物上升时,起重机下面的滑轮轴随物体一起移动,叫动滑轮。
(2)滑轮的分类滑轮有两种:定滑轮和动滑轮。
定滑轮 动滑轮
①定滑轮:使用时,轴固定不动的滑轮,叫定滑轮。
②动滑轮:使用时,轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。
2. 定滑轮
(1)实验:探究定滑轮的特点
【提出问题】
①使用定滑轮是否省力(或更费力)?
②使用定滑轮是否省距离(或费距离)?
③什么情况下使用定滑轮?
【设计实验】
分别使同一物体在不使用滑轮、使用定滑轮时匀速运动,记录整个过程需要
用力的大小、物体移动的距离及动力移动的距离、动力的方向,然后由数据分析
得出结论。
思考问题,设
【实验器材】铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计。 计并进行实
验,收集证
【进行实验】
据。
①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。
②使用定滑轮缓缓提升钩码,记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离
h 、拉力移动的距离s 及拉力的方向。
物 绳
③改变拉力的方向
分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码,观察拉力F、 F、 F、的
1 2 3
大小。把实验数据记入表格中。
④改变钩码的重力,重复上述实验。
⑤数据记录
物重 物体移 物体移动 拉力 拉力 拉力移动
G/N 动方向 距离h/m F/N 方向 距离s/m竖直 竖直
1 0.5 1 0.5
向上 向下
竖直
1 0.4 1 斜向下 0.4
向上 分析论证,归
纳出定滑轮的
竖直 竖直
1 0.6 1 0.6 特点。
向上 向下
【分析论证】
①拉力与重力的大小关系:F=G,即使用定滑轮不省力。
②拉力的方向:可以改变。
③拉力(绳末端)移动距离与钩码上升高度的关系:s =h
绳 物
【实验结论】使用定滑轮不省力,不省距离,可以改变力的方向。
(2)用滑轮是杠杆的变形研究定滑轮的特点
用杠杆的平衡
如图所示,定滑轮的轴心O为支点,动力臂l
1
与阻力臂l
2
都是滑轮的半径r。
条件推导出定
根据杠杆的平衡条件Fl=Fl,因为l=l,所以F=F=G(不计摩擦)。 滑轮的特点,
11 22 1 2 1 2
知道定滑轮的
改变拉力方向,力臂不变,还是等臂杠杆,F=G。所以使用定滑轮,无论拉
实质是等臂杠
力方向怎样改变,拉力的大小不变。
杆。
绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h相等:S =h
绳 物
定滑轮相当于如图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆AB组成,它实质上可
以看成是能够连续转动的等臂杠杆;所以使用定滑轮不省力,但可以改变力的方
向。
(3)用平衡力的知识研究定滑轮的特点
如图,在忽略摩擦的情况下,物体受到重力G和拉力F作用,由于物体匀速
上升,所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力,大小相等,即F=G。物体向上
运动,用力的方向却是向下,所以,使用定滑轮能改变力的方向。
结论:使用定滑轮不省力,可以改变力的方向。
用平衡力的知
识推导出定滑
轮的特点。
物体受到平衡力 例题1图【播放视频】——《探究定滑轮的特点》
【例题1】研究定滑轮的特点:
①在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测 观看视频,进
量的物理量是_______和________。 一步理解定滑
轮的特点。
②如图乙所示,分别用拉力F、F、F 匀速提升重物,则三个力的大小关系
1 2 3
是 。
③旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利,这是利用定滑轮
的特点。
做例题1并进
【答案】①拉力、重力;②F=F=F;③可以改变力的方向。 行交流回答。
1 2 3
【解析】①用如图甲所示装置研究定滑轮的特点,需要测量的物理量是弹簧
测力计对绳子末端的拉力和物体的重力.
②图乙是一个定滑轮,使用定滑轮不省力,所以F=F=F.
1 2 3
③定滑轮可以改变力的方向,能够方便我们升降国旗。
3. 动滑轮
(1)实验:探究动滑轮的特点
【提出问题】
①使用动滑轮是否省力(或更费力)?
②使用动滑轮是否省距离(或费距离)?
③什么情况下使用动滑轮?
【设计实验】分别使同一物体在不使用滑轮、使用动滑轮时匀速运动,记录
整个过程需要用力的大小、物体移动的距离及动力移动的距离、动力的方向,然
后由数据分析得出结论。
【实验器材】铁架台、动滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计。
【进行实验】
思考老师提出
的问题,与老
师共同设计实
验,并观看演
示实验(或学
生实验)。
①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。
②使用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码,记录整个过程中用力大
小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。
③将测量结果填入表格。改变钩码的个数,重复上述实验过程。
实验数据:物重 物体移 物体移动 拉力 拉力移动
拉力方向
G/N 动方向 距离h/m F/N 距离s/m
竖直
2 0.4 1.1 竖直向下 0.8
向上
收集证据。
竖直
2 0.3 1.2 竖直向下 0.6
向上
竖直
1 0.2 0.6 竖直向下 0.4
向上
【分析论证】
①拉力与重力的关系:F<G,即使用动滑轮省力。若不计动滑轮的重力及摩
擦力时,则拉力:F=G/2。
②拉力的方向:不能改变。 分析论证,归
纳出动滑轮的
③拉力(绳末端)移动距离S与钩码上升高度h的关系:s =2h 。
绳 物 特点。
【归纳结论】使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,且费距离。
(2)用滑轮是杠杆的变形研究动滑轮的特点
动滑轮相当于由图所示的无数个可绕支点O转动的杠杆OA组成,它实质上可
以看成是能够连续转动的动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
如图所示,定滑轮O为支点,动力臂l 为滑轮的直径,阻力臂l 为滑轮的半 用杠杆的平衡
1 2
径,在不计摩擦和动滑轮重时,根据杠杆的平衡条件Fl=Fl: 条件推导出动
11 22
滑轮的特点,
因为l=2l,所以F=F=G (不计摩擦和动滑轮重)
1 2 1 2 知道动滑轮的
绳子自由端移动的距离s 和物体升高的高度h 的关系:s =2h 实质是一个动
绳 物 绳 物
力臂为阻力臂
二倍的杠杆。
(3)用平衡力的知识研究动滑轮的特点
在忽略动滑轮的重力和摩擦的情况下,物体受到重力G和两段绳子的两个拉
用平衡力的知
力F的作用。由于物体匀速上升,所以两个拉力F跟物体的重力G是平衡力。
识推导出动滑
则:
轮的特点。
2F=G,F=G
若考虑动滑轮的重力,忽略绳重、摩擦的情况下,由于物体匀速上升,所以
四个力平衡,满足: 2F=(G + G ), 所以 F=(G + G ).
动 动
【播放视频】——《探究动滑轮的特点》
【例题2】一辆小汽车陷进了泥潭,司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑 观看视频,进
轮,均能将小汽车从泥潭中拉出,甲方式中滑轮的作用是改变力的方向;设两种 一步理解动滑轮的特点。
方式将汽车拉出的最小力分别是F、F,则F> F (均选填“>”、“<”或
1 2 1 2
“=”)。
做例题2,进
一步认识定滑
轮和动滑轮。
【解析】甲方式中的滑轮是一个定滑轮,不省力,可以改变力的方向。乙方
式中的滑轮是一个动滑轮,省力,不能改变力的方向。汽车受到的阻力为f 是不
变的,则F= f,F= f /2,所以F>F.
1 2 1 2
学习新课 二、 滑轮组
1. 滑轮组
【提出问题】我们知道:定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。动滑轮
可以省力,但不能改变力的方向。能否得到这样一种机械,它既可以省力,又
可以改变力的方向呢? 交流讨论,知
道由一个定滑
(1)滑轮组:把定滑轮和动滑轮组合在一起,就构成了滑轮组。
轮和一个动滑
(2)两种简单的滑轮组 轮能组成两种
不同的滑轮
【提出问题】由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合?
组。
【分析】可以组成甲、乙所示的两个滑轮组,这两种绕线方法的不同之处:
①绳端的固定点不同:甲固定在动滑轮的轴上,乙固定在定滑轮的轴上。
②拉力的方向不同:甲通过动滑轮向上,乙通过定滑轮向下。
2. 滑轮组的特点
【提问】用如图甲、乙所示的滑轮组把重力为G的物体提高h,在不计绳
重、摩擦及动滑轮自重时,所用拉力F多大?拉力移动的距离s与物体升高的距
离h是什么关系?
(1)理论分析甲滑轮组的特点
与老师一起理
①用力情况:如下图甲所示,重物由二段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子
论分析由一个
1
都要承担物重,因为同一根绳子上的力相等,所以拉力的大小:F= G(忽略 定滑轮和一个
2
动滑轮组成的
动滑轮的自重与摩擦)。
两种滑轮组的
②距离情况:图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离 使用特点。为h时,则每段绳子都要缩短h,所以拉力移动的距离为2h。
【结论】拉力F=G /2,拉力移动的距离s=2h,使用该滑轮组省力费距离。
物
(2)理论分析乙滑轮组的特点
①用力情况:动滑轮上有三段绳子,每段绳子都要承担物重,因为同一根
1
绳子上的力相等,所以拉力的大小:F= G(忽略动滑轮的自重与摩擦)
3
②距离情况:图中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离
为h时,则每段绳子都要缩短h,三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走,所以拉
力移动的距离为s=3h.
【结论】拉力F= G /3,拉力移动的距离s=3h,使用该滑轮组省力费距
物
离。
(3)两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组
【提问】利用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组,怎样绕绳子?有几种 交流讨论,得
组装方法?所用拉力F各是多大?拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么 出由两个定滑
轮、动滑轮可
关系?
以组成两种滑
①有两种组合 轮组。
如图所示,可以组成丙、丁所示的两个滑轮组,这两种绕线方法的不同之
处:一是绳端的起点(固定点)不同,丙在定滑轮的钩上;丁在动滑轮的钩
上。二是拉力的方向不同,丙中拉力的方向向下,丁中拉力的方向向上。②分析两个滑轮组的特点(不计动滑轮重和摩擦) 进行交流讨
论,运用力的
1
如图丙所示,承担物重的绳子段数为4,所以拉力F= G,而最后那段从最 平衡知识,推
4
导出由两个定
上面的定滑轮绕下来的绳子只起到改变力的方向的作用,不承担物重。
滑轮、动滑轮
1 组成的两种滑
结论:F=
4
G;拉力移动的距离s=4h(4是动滑轮上绳子的段数)
轮组的特点。
如图丁所示,最后那段从下面的动滑轮绕上来的绳子也起到承担物重的作
用,承担物重的绳子段数为5,所以拉力F=G,而最后那段从最下面的动滑轮
绕下来的绳子也起到承担物重的作用。
结论:F=G;拉力移动的距离s=5h(5是动滑轮上绳子的段数)
(4)确定承担物重绳子段数n的方法(“分离法”) 找出确定承担
物重绳子段数
在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线,只考虑与动滑轮相连的绳子段数,图
n的方法
甲所示的滑轮组中,绳子段数为n =4,则F=G,s=4h
(“分离
图乙所示的滑轮组中,与动滑轮相连的绳子段数为n =5,则 法”)。
F=G,s=5h
温馨提示:n是连接动滑轮的绳子段数。
3. 滑轮组的组装
(1)确定绕绳的有效段数 根据所学滑轮
组的特点,会
1 G s
根据 F= G 可得绳子的有效段数为n= ,也可以根据 s=nh得n= , 组装滑轮组,
n F h
确定绕绳的有
计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n,即绳子的有效段数。 效段数n。
例如,人用100N的力利用滑轮组将重为500N的物体提高(绳、滑轮的自重
及摩擦不计),则可以判断绳子的有效段数n=G/F=500N/100N=5。
会判断绕绳方
(2)绕绳方式的判断——“奇动偶定”
式的——“奇
动偶定”。
当承重的绳子段数n为偶数时,绳的起始端系在定滑轮的挂钩上;当n为奇
数时,绳的起始端系在动滑轮的挂钩上。这一原则可概括为“奇拴动,偶拴
定”。简称“奇动偶定”。会确定组装滑
轮组时定滑轮
与动滑轮的个
(3)动滑轮个数的确定
数。
当需要n段绳子承担物重时,需要动滑轮的个数N为
n-1 n
①N= (n为奇数时);②N= (n为偶数时)
2 2
(4)定滑轮个数的确定
①施力方向向上(与物体运动方向相同)
a. n为偶数时,定滑轮比动滑轮少一个;
b. n为奇数时,定滑轮的个数和动滑轮的相同。
②施力方向向下(与物体运动方向相反)
a. n为偶数时,定滑轮的个数和动滑轮的相同;
b. n为奇数时,定滑轮比动滑轮多一个。
做例题3,运
用所学知识组
装滑轮组。
【例题3】利用图中的滑轮组,用200N向下的拉力将重为800N的物体匀
速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请在滑轮组上画出绳的绕法。做例题4,会
比较定滑轮、
动滑轮与滑轮
组的省力情
况。
【答案】见右图。
【解析】用200N向下的拉力将重为800N的物体匀速提升,绳、滑轮的自
重及摩擦不计,此滑轮组承担物重的绳子的段数为n=G/F=800N/200N=4
根据偶定奇动,用力方向向下,如图所示。
【例题4】分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和
摩擦,最省力的是( A )
【解析】A.承重绳子的段数n=3,则拉力F=G
1
B.承重绳子的段数n=2,则拉力F=G
2
C.定滑轮相当于等臂杠杆,则拉力F =G
3
D.动滑轮相当于省力杠杆,则拉力F=G
4
综上,四种装置匀速提升同一重物,最省力的是A中的装置。
A B C D
学习新课 三 、 轮轴和斜面
除了杠杆和滑轮,简单机械家族中还有轮轴、斜面、螺旋等。
1. 轮轴
【根据图片进行讲解】
(1)轮轴的组成:由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成,大的称为轮,小的称为轴。 阅读教材有关
内容p ,与老
83
师共同分析归
纳出轮轴的省
力原理。
(2)轮轴的特点
【师生分析】轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。如图所示,轮
轴作为杠杆的支点在轴心0,轮半径R是动力臂,轴半径r是阻力臂。根据杠杆
的平衡条件FR = Fr得:FR = Gr,因为R >r,所以F<G。
1 2 1 1
【结论】当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离。当动力
作用在轴上时,轮轴是一个费力杠杆,但省距离。
(3)生活中的一些轮轴
例如,水龙头的开关、门把手、自行车的脚踏板、自行车的手把等。
列举生活中的
一些轮轴。
2. 斜面
(1)斜面:是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
阅读教材有关
(2)斜面的特点
内容p ,与老
84
通过斜面将一个大箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬到车厢省 师共同分析归
力。 纳出斜面的省
力原理;列举
【师生分析】如图所示,把重为G的物体,沿着长为l,高为h的斜面,用
生活中的一些
大小为F的力拉上去的过程中:
斜面。
根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦,则FL=Gh,所以F=Gh/L 做例题5,认
识生活中的轮
【结论】斜面长是斜面高的几倍,拉力就是物体重力的几分之一。所以斜
轴,会分析省
面是一种省力的机械。因为斜面长l大于高h,所以使用斜面时要费距离。
力情况。
【例题5】图甲中的辘轳是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,提水时,
用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。提水时,辘轳可视为
______杠杆,支点是图乙中的_____点;图丙是某种水龙头开关,为了更省力,
应选用开关______ (选填①/②)。【答案】省力,B,①。
【解析】辘轳的实质是轮轴,动力作用在轮上,动力臂大于阻力臂,可以
省力,属于省力杠杆;支点是绕着转动的固定点,即B点。
水龙头开关的设计也应用了轮轴,增大轮的半径可以增大动力臂,在阻力
和阻力臂一定时,可以减小动力,故选择图中的①可以更省力。
1.如图所示,甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上,不计滑轮重力和摩擦,下列说法
正确的是( )
A.甲、乙两人用力一样大
课
B.甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离
堂
练 C.乙用力比甲小
习
D.甲乙使绳索移动的距离相等
【答案】C
【详解】AC.由甲乙两图可知,甲图的滑轮是定滑轮,乙图的滑轮是动滑轮,不计
滑轮重和摩擦,则甲的拉力等于物体重力,乙的拉力等于物体重力的1/2,所以乙用力比
甲小,故A错误,C正确;
BD.将同一物体拉到楼顶,即物体上升高度相同,甲使绳索移动距离等于物体上升
的高度,乙使绳索移动距离等于物体上升高度的两倍,所以甲使绳索移动的距离小于乙
使绳索移动的距离,故BD错误。故选C。
2. 在图中用线代表绳子,将三个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳使重
物升起,且绕线符合图中要求。【答案】右图。
【解析】由图可知,物体上升的高度为0.5m,绳子自由端通过的距离为1.5m,绳子
自由端通过的距离为物体上升高度的3倍,则有三段绳子拉着动滑轮。先把绳子固定在
动滑轮的上面的挂钩上,然后依次连接下面的定滑轮、动滑轮、最上面的定滑轮,连接
到人的手上,如图所示。
3.用如图所示的滑轮将重3 N的物体A匀速提升10 cm,如果动滑轮的重为1 N,
忽略摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 拉力F=1.5 N B. 拉力F=2 N
C. 绳子向上移动的距离为10 cm D. 绳子向上移动的距离为5 cm
【答案】B。
【解析】这是一个动滑轮,不计摩擦,所用拉力是物重与动滑轮重力之和的二分之
一,即F=(G+G )=(3N+1N)=2N
动
绳子自由端移动的距离是物体升高距离的2倍,为20cm。
所以选B。
课
堂
练
习
第3题图 第4题图
4. 如图甲,方向盘相当于一个轮轴,若F=20N,轮盘的半径为20cm,轴的半径为
1
2cm,不计摩擦阻力,该轮轴平衡时F=_____N.如图乙,门锁的把手相当于一个
2
______(选填“省力”或“费力”)轮轴。
【答案】200,省力。
【解析】由题知,F=20N,盘的半径R=20cm,轴的半径r=2cm,轮轴的实质是
1
杠杆的变形,根据杠杆的平衡条件可得FR=Fr
1 2
F R 20N×20cm
F = 1 = =200N
2 r 2cm
门锁的把手,外轮半径大于轴半径,动力作用在轮上,相当于一个省力轮轴。
5. 如图所示,用20 N的拉力向上拉动绳子,使重为50N的物体5s内匀速升高5 m(不计绳重和摩擦)。则下列说法不正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为15 m B. 动滑轮重为10 N
C. 物体上升的速度为1 m/s D. 绳子自由端拉动的速度为6 m/s
【答案】D.
【解析】A. 由图知n=3,绳子自由端移动距离s=3h=3×5m=15m,故A正确;
B. 不计绳重和摩擦,拉力F= (G+G )/3,则动滑轮的重力:
动
G =3F-G=3×20 N-50 N=10 N,故B正确;
动
CD. 物体上升的速度v =h/t=5m/5s=1m/s,绳子自由端拉动的速度:
物
v=3v =3×1 m/s=3 m/s,故C正确、D错误。
物
所以选D。
第5题图 第6题图
6. 一名重为600 N的建筑工人想把建筑材料提升至楼顶。请你利用三个滑轮帮他
组装一个滑轮组,使站在地面上的他每次能够提升尽可能多的建筑材料,已知每个滑轮
的重均为20 N,绳子能够承受足够大的拉力。画出你设计的滑轮组,并求出他每次最多
能够提起的建筑材料的重力。
【答案】如图8所示;1780 N.
【解析】根据题意设计的滑轮组如答案图所示。
因为建筑工人每次最多能够施加的拉力等于其重力,
1
而拉力 F= (G物+G动)
n
所以G =nF-G =3×600N-20 N=1780 N
物 动
7.如图所示,在绳子自由端拉力F作用下重为20N的物体沿水平面以0.01 m/s的速
度匀速行驶20s,受到的摩擦力为30N。拉力F= N,绳子自由端拉动的速度是
m/s。(忽略绳子和滑轮的重力及轮与轴、绳子与滑轮间的摩擦)
【答案】10,0.03.
【解析】由题图知,动滑轮绳子股数n=3,摩擦力为f=30N,
则拉力F= f = =10N
物体运动的速度v =0.01 m/s,绳子自由端
物拉动的速度是v =3v =3×0.01m/s=0.03 m/s
F 物
8. 工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮与钢绳间的摩擦
力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m,所用的拉
力为300N,求:
(1)动滑轮的重力;
(2)钢绳自由端移动的距离;
(3)当所运送建材的重为1100N时,工人作用在绳子上的拉力。
【答案】(1)100N;(2)18m;(3)400N.
【解析】(1)由图示可知,滑轮组承担重量的绳子股数为n=3,滑轮与钢绳间的摩
擦力及绳重忽略不计,由 F=(G+G )可得,动滑轮的重力
动
G =3F-G=3×300N-800N=100N
动
(2)已知建材上升的高度为6m,则钢绳自由端移动的距离
s=3h=3×6m=18m
(3)滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计,当所运送建材的重为1100N时,工人
作用在绳子上的拉力为
F=(G+G )=(1100N+100N)=400N
动
第2节 滑轮
课
堂
小
结
第2节 滑轮一、定滑轮
1. 定义:工作时,轴固定不动的滑轮叫定滑轮;是一个等臂杠杆。
2. 特点:使用定滑轮不省力,不省距离;但可以改变力的方向。
二、动滑轮
1.定义:工作时,轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮;是一个动力臂为阻力臂二倍的
杠杆。
2.特点:使用动滑轮可以省力,但费距离,且不能改变力的方向。
三、滑轮组
1. 定义:把定滑轮和动滑轮组合在一起,就构成了滑轮组。
2. 特点:使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,但费距离。
3. 省力费距离情况
板 1
书 F= n (G物+G动) s=nh (n为连接动滑轮的绳子段数)
设
4. 滑轮组的组装
计
(1)确定绕绳的有效段数:n==
(2)绕绳方式的判断——“奇动偶定”.
(3)动滑轮个数N的确定
①N=(n为奇数);②N=(n为偶数)。
(4)定滑轮个数的确定
①n为偶数:施力方向与物体运动方向相同时,定滑轮比动滑轮少一个;施力方向
与物体运动方向相反时,定滑轮的个数和动滑轮的相同。
②n为奇数:施力方向与物体运动方向相同时,定滑轮的个数和动滑轮的相同;施
力方向与物体运动方向相反时,定滑轮比动滑轮多一个。
四、轮轴和斜面
1. 轮轴实质是一个可以连续转动的杠杆;当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠
杆,但费距离。动力大小F= Gr/R
2. 使用斜面可以省力:F=Gh/L
作
业