二、滑輪,學習目標,知道定滑輪、動滑輪和滑輪組的結(jié)構(gòu)和特點，能區(qū)分定滑輪、動滑輪。知道滑輪是杠桿的變形，能用杠桿的平衡原理解釋省力特點。能分析滑輪組的省力情況，了解動力作用點移動的距離和重物移動的距離的關(guān)系。了解滑輪組的組裝方法及其特點。,看圖講故事,1：將等臂杠桿的中間部分加寬，,2：使之變成一個繞中心軸轉(zhuǎn)動的圓輪，,3：再把圓輪的外緣加工成槽狀。,一、滑輪：,周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的輪子。,滑輪結(jié)構(gòu),滑輪,使用時，軸固定不動,使用時，軸和重物一起移動,定滑輪,動滑輪,像旗桿頂部的滑輪那樣，固定在一個位置轉(zhuǎn)動而不移動的滑輪，是定滑輪,一、探究使用定滑輪的特點,結(jié)論：,使用定滑輪不省力，但可以改變力的方向,定滑輪的實質(zhì),F1,F2,O,L1=L2,F2,F1,O,L1=L2,-等臂杠桿,定滑輪特點,1:定滑輪實際上就是等臂杠桿。,A：支點在軸心O處。,B：動力臂l1等于阻力臂l2,2:拉力大小始終等于重物的重力大小。,3：拉力的方向與重物移動的方向相反。,結(jié)論：使用定滑輪不省，但可以改變力的。,力,FG,F,G,方向,1.定滑輪特點:使用定滑輪不能省力，但可以改變力的方向,2.表達式：F=GS=hV繩=V物,小結(jié),如圖,用三個力沿不同的方向拉繩子,則：()AF1最大；B、F2最大；C、F3最大；D、一樣大。,D,練習,探究使用動滑輪的特點：八一班,動滑輪,1、重物（阻力）是作用在滑輪軸上的；所以阻力到支點的距離是輪半徑R；2、動力作用在滑輪的繩子自由端，動力到半徑的距離最大為2R；根據(jù)杠桿原理，不計滑輪的重力，使用動滑輪最多省一半力。,受力分析：,二、探究使用動滑輪的特點,特點：,使用動滑輪能省一半力，但不能改變力的方向，且費距離。,F,G,（不考慮動滑輪重力）,探究使用動滑輪的特點,分析：,思考：,上表中的數(shù)據(jù)與所得結(jié)論不符，僅是由于誤差造成的嗎？,由于滑輪自身具有重力。G動=0.4N,G,F,（考慮動滑輪重力）,O,L1,L2,L1=2L2,8、動滑輪的實質(zhì),動滑輪,支點在邊緣O處,1、動滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的杠桿。,2、拉力的方向與重物的移動方向相同。,結(jié)論：使用動滑輪可以，但不能改變力的。,省一半力,方向,若拉力F沿斜上方拉，F(xiàn)=G嗎？,1,2,F2,F1,G,L1,L2,O,F1/,L1/,動力臂L1/減小,動力F/增大,要使動滑輪省一半的力，必須使繩子沿豎直方向拉88ban,1.動滑輪特點:使用動滑輪可以省一半的力，但費一倍的距離，不能改變力的方向,2.表達式（不考慮動滑輪重）（考慮動滑輪重）,F=-（G+G動）,2,1,F=G/2,繩移動的距離S=2h繩移動的速度V繩=2V物,5、如圖所示，物體重G=500N，滑輪重10N，當物體G勻速上升時，則掛鉤B承受拉力為_N,掛鉤A承受_N的拉力，拉力F為_N，若繩子自由端向上拉動0.5米，則物體向上移動_m。,B,F,500,255,255,0.25,2用滑輪按圖甲、乙、丙所示三種不同方式，拉著同一物體在水平面上做勻速直線運動，拉力分別是F1、F2、F3，則（）八三班。AF1F2F3BF2F3F1CF2F1F3DF3F1F2,D,練一練,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。能否得到這樣一種機械，它既可以省力，又可以改變力的方向呢？,想想議議,滑輪組,滑輪組至少需2個滑輪才能稱做滑輪組。,三、滑輪組,定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組。,結(jié)論：使用滑輪組既可以省力；又可以改變力的方向。,想一想：還有別的繞線方法嗎？,三、滑輪組：,定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組。,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,議一議,F,F,討論：這兩種繞線方法有什么不同？,議一議,你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？,結(jié)論：,F為拉繩的力，n為承擔物重的繩子段數(shù)，S為繩移動的距離，h為物體上升的高度,討論,討論：若每個滑輪重30N，結(jié)果如何？,練一練,滑輪繞線演示1定滑輪,F,滑輪繞線演示2動滑輪,F,滑輪組繞線演示3,一定一動,F,滑輪組繞線演示4,一定一動,F,滑輪組繞線演示5,二定一動,F,滑輪組繞線演示6,一定二動,F,滑輪組繞線演示7,二定二動,F,滑輪組繞線演示8,二定二動,F,按要求繞繩,不考慮動滑輪的重力,滑輪組的繞法,1、按要求畫出繩子的繞法,練習：,1.如圖所示，物重100N，不計摩擦、繩重及動滑輪重，求拉力F的大小。,例題反饋：,解：F=G/2=50N,如圖所示，拉力F的大小等于。,例2,汽車重2104N，陷入泥中，受到的阻力為3103N。用如圖所示裝置，則至少要用多大的力才能將汽車拉出？,練一練,=103N,胖子和瘦子,滑輪知識點小結(jié),定滑輪：,（1）使用特點：可以改變力的方向，不省力也不費力；不省距離也不費距離,（2）實質(zhì)：是一個等臂杠桿,動滑輪：,（1）使用特點：能省一半力，但不改變力的方向；要多移動一倍距離,（2）實質(zhì)：動力臂是阻力臂二倍的杠桿,滑輪組,（1）使用優(yōu)點：既可省力，又可改變力的方向；但不能既省力又省距離,（2）公式：（物動滑輪）n（不計繩與滑輪摩擦）,snh,F為拉繩的力，n為承擔物重的繩子段數(shù)，S為繩移動的距離，h為物體上升的高度,六、輪軸,輪軸的特點,在輪軸中，動力臂是輪的半徑R，阻力臂是軸的半徑r；由于R總是大于r，所以F總是小于G，即利用輪軸總是可以省力的。,生活中的輪軸,從杠桿到輪軸,我們的祖先在長期實踐中，把杠桿改造成可以轉(zhuǎn)動的機械。下圖表示杠桿變形成輪軸的一種過程。,F2,F1,輪軸的計算公式,FR=Gr,輪軸,輪軸,輪軸,輪軸,輪軸,斜面,斜面是一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。如圖所示，通過斜面將一個大箱子推進車廂，與直接把箱子抱上車箱相比，用的力大還是?。?力和距離的關(guān)系,根據(jù)前面的學習我們可以總結(jié)出：省力的機械一定費距離，費力的機械一定省距離。,猜想斜面能省力嗎？,斜面長是斜面高的幾倍，拉力就是物體所受重力的幾分之一。,斜面是一種省力機械,寫成公式：Fs=Gh,斜面高度一定時，斜面越長越省力,常見的斜面,盤山公路,盤山公路,盤山公路,1、物體重為180N，拉力F為，若滑輪重力20N，則拉力F為.如果，物體上升1m，則繩子上升為m,360N,380N,2,練習,2、如圖所示，物體A重G80N，在F60N拉力下勻速前進，此時物體A受到的摩擦力等于N。（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計）,.,1:豎直方向上有一對平衡力N和G,2:水平方向上有一對平衡力T和f,G=N=80N,T=f=120N,解析：因為,所以,f=2F=120N,綜合分析得：,120,6、如圖所示，用滑輪組牽引重物在水平地面上勻速移動，已知所用拉力F=100N，滑輪本身的重及摩擦不計，則重物與地面間的摩擦力是多少牛頓？當物體移動1.5m時，繩子自由端拉過的距離是多少？,解析：因為,所以,f=3F=300N,S繩=3S物=31.5m=4.5m,滑輪組在水平位置的例題,例1、如圖所示，用此滑輪組勻速拉動放在水平面上的物體，若物體重150牛，物體與水平面間的摩擦力為30牛，則所需拉力F為_牛。（滑輪重及摩擦均不計）,分析：如圖所示，繩子股數(shù)n=3則拉力F=1/3f,10,例2、如圖所示，物體重力為100N，在大小為20N的水平拉力作用下勻速前進，這時物體受到的摩擦大小等于_N（滑輪重及摩擦不計）,分析：如圖所示，繩子股數(shù)n=2則摩擦力f=F,10,滑輪組在豎直位置的例題,例1、用一根繩子把圖中兩個定滑輪和兩個動滑輪組成一個最省力的滑輪組，若每個滑輪重100N，繩的最大承受力為200N，試求：（1）畫出滑輪組的裝配圖；（2）用此滑輪組最多能提起多重的物體？（不計摩擦）（3）若自由端移動距離為1m，則重物上升的高為多少？,分析：（1）兩個動滑輪，繩子的股數(shù)為4或5，又繩子的股數(shù)越多越省力，n=5,（2）由公式F=1/n（G物+G動）得：G物=nFG動=5200N2100N=800N,（3）由S=nh得：h=S/n=1m/5=0.2m,如圖所示的三個滑輪分別拉同一物體沿同一水平地面做勻速直線運動,所用的拉力分別為F1,F2,F3,那么,下列關(guān)系式中正確的是：()A、F1F2F3；B、F1F2F3C、F2F1F3；D、F2F1F3。,D,例1：如圖所示，用滑輪按甲、乙、丙三種方式拉同一重物在相同的水平面上做勻速直線運動，拉力分別為F1、F2、F3，比較它們的大小，其中正確的是（）AF1=F2=F3BF1F2F3CF1F3F2DF3F1F2,C,F1=f摩/2,f摩,f摩,f摩,F2=2f摩,F3=f摩,分析：,不考慮滑輪重及滑輪上的摩擦時,如圖所示的各滑輪組中,物體重量都是G,不計摩擦和滑輪重,使物體勻速上升,拉力F最小的是圖：(),B,如圖所示,用滑輪組牽引著重物沿水平方向勻速滑動,已知拉力F=40牛,不計滑輪摩擦和重量,則重物和地面之間的摩擦力為：()A、40牛；B、80牛；C、120牛；D、無法確定。,C,分析：本題甲圖中有兩根繩子繞成滑輪組，應(yīng)從繩子自由端入手分析。設(shè)繩子自由端拉力為F甲，則4F甲=G，F(xiàn)甲=1/4G；乙圖中以動滑輪為研究對象，F(xiàn)乙=2G。,如圖所示，物體重力均為400N，作用在繩子自由端的拉力F甲和F乙分別是多少N？（不計滑輪重和摩擦