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文檔簡介

要把鋼材、木料、水泥等運(yùn)到樓上通常會(huì)怎樣做呢?想一想引入第一頁,共67頁。1:將等臂杠桿的中間部分加寬2:使之變成一個(gè)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓輪3:再把圓輪的外緣加工成槽狀這種周邊有槽、繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的圓輪叫做滑輪。一、滑輪第二頁,共67頁。常見滑輪第三頁,共67頁。問題:利用一只滑輪來提升物體,你有幾種方法?你所使用時(shí)有什么特點(diǎn)?第四頁,共67頁。根據(jù)滑輪在使用時(shí),軸的位置是否移動(dòng),又分為定滑輪和動(dòng)滑輪兩種。使用時(shí),軸固定不動(dòng)的滑輪,叫定滑輪。使用時(shí),軸和重物一起移動(dòng)的滑輪,叫動(dòng)滑輪。第五頁,共67頁。二、滑輪的探究第六頁,共67頁。框軸輪滑輪的結(jié)構(gòu)第七頁,共67頁。1、對(duì)定滑輪的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)惆l(fā)現(xiàn)了什么?A、F1=F2B、可以使作用力的方向改變C:不省力也不費(fèi)力演示第八頁,共67頁。定滑輪的實(shí)質(zhì):動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿L2L1L1=L2第九頁,共67頁。F3F1F2GGG試比較F1

、F2

、F3的大小:F1=F2=F3結(jié)論:使用定滑輪雖不省力,但可以改變施力的_____。方向拓展:在不記摩擦的情況下,同一條繩上各處拉力大小相等。圖28第十頁,共67頁。小結(jié):定滑輪的特點(diǎn)OFG定滑輪:

軸固定不動(dòng);等臂杠桿;不省力,但可以改變力的方向。

在定滑輪中,動(dòng)力臂和阻力臂都是滑輪的半徑r,故屬于等臂杠桿,表示使用這種機(jī)械既不省力,也不費(fèi)力;其作用是改變了動(dòng)力的方向。GFL1L2第十一頁,共67頁。2、對(duì)動(dòng)滑輪的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)惆l(fā)現(xiàn)了什么?A:F1=2F2B:不能使作用力的方向改變演示第十二頁,共67頁。L1L2FG根據(jù)杠桿平衡原理得:FL1=GL2∵動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿∴動(dòng)滑輪可以省力,但不可以改變施力方向根據(jù)力的平衡條件得:FFG2F=G∴F=G/2第十三頁,共67頁。rOGFOGF2r動(dòng)滑輪:軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪。在動(dòng)滑輪中,動(dòng)力臂是滑輪的直徑2r,阻力臂是它的半徑r。動(dòng)滑輪的特點(diǎn):(1)能省一半力,即F=,但不能改變方向。12G(2)距離關(guān)系:動(dòng)滑輪能省一半的力,但多移動(dòng)了距離,動(dòng)力移動(dòng)的距離等于物體上升距離的二倍,即s=2h

。小結(jié):動(dòng)滑輪的特點(diǎn)第十四頁,共67頁。一、定滑輪:轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)的滑輪。1、特點(diǎn):

不能省力,但可改變了力的方向。2、實(shí)質(zhì):

等臂杠桿。二、動(dòng)滑輪:轉(zhuǎn)動(dòng)軸與重物一起移動(dòng)的滑輪。1、特點(diǎn):能省力一半,但不能改變力的方向。2、實(shí)質(zhì):動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿。總結(jié)第十五頁,共67頁。三、滑輪針對(duì)性練習(xí)1、如圖,用滑輪將重物提起,彈簧測力計(jì)示數(shù)為5N,人拉繩所用力F是

N,物體和滑輪的總重力是

N。(不計(jì)滑輪和繩的摩擦)

解析:彈簧測力計(jì)示數(shù)是5N,拉力F與彈簧測力計(jì)在一根繩子上,所以F=5N;動(dòng)滑輪可以省一半的力,所以物體和滑輪總重力為2F=10N。第十六頁,共67頁。2、如圖,利用定滑輪、動(dòng)滑輪勻速向上提升重物。已知物體重力都是60N,則:(1)不計(jì)動(dòng)滑輪重及繩子與滑輪的摩擦,拉力F甲、F乙分別是多少N?(2)如果物體被提升了2m,則繩子自由端移動(dòng)的距離S甲、S乙分別是多少m?F甲F乙針對(duì)性練習(xí)第十七頁,共67頁。3、物體A在拉力F的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)的示數(shù)為10N,那么拉力F為多少N?答案:F=20N

解析:滑輪被橫過來之后,要利用動(dòng)滑輪的特點(diǎn)來判斷滑輪受力之間的關(guān)系。本題可以動(dòng)滑輪為研究對(duì)象,它在水平方向上受到向右的拉力F和兩根繩子向左的拉力F1和F2的作用而處于平衡狀態(tài),則有且FA針對(duì)性練習(xí)F=F1+F2

F1=F2FF1F2FF1FF1F第十八頁,共67頁。思考題:1:使用定滑輪的好處是________。2:使用動(dòng)滑輪的好處是____。能否利用定滑輪和動(dòng)滑輪的優(yōu)點(diǎn)把它們組合起來,使它們即省力又方便呢?能。把它們組合成滑輪組。改變用力的方向省力第十九頁,共67頁。四、簡單機(jī)械—滑輪組

把幾個(gè)動(dòng)滑輪和幾個(gè)定滑輪組合在一起應(yīng)用,這種組合叫做滑輪組。滑輪組一般可以分為兩類:

左圖所示的是第一類:用一根繩子聯(lián)結(jié)起來的滑輪組。第二十頁,共67頁?;喗M

右圖所示的是第二類:用幾根繩子聯(lián)結(jié)起來的滑輪組。第二十一頁,共67頁?;喗M的作用:既可以改變力的大小,又可以改變力的方向。第二十二頁,共67頁?;喗M的特點(diǎn)

滑輪組集中了動(dòng)滑輪和定滑輪的優(yōu)點(diǎn),既能省力,又能改變力的方向。使用滑輪組時(shí),滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是物體重力的幾分之一,用公式表示:F=G物nG第二十三頁,共67頁。

F=

(G物+G動(dòng))

nS繩=nh物.n為繩子的段數(shù),省了力就要多移動(dòng)距離.第二十四頁,共67頁?;喗M的特點(diǎn)

判斷滑輪組繩子的段數(shù)的方法:“橫線切割法”橫線下方與動(dòng)滑輪有直接聯(lián)系的繩子的根數(shù)即是承擔(dān)總重的繩子的段數(shù)n。圖1圖2

右圖的圖1中,n=3.圖2中,n=5。第二十五頁,共67頁?;喗M的特點(diǎn)

使用滑輪組時(shí),滑輪組由n段繩子吊著物體,繩子自由端移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍,用公式表示為:s=nh。第二十六頁,共67頁。思考題:在左圖所示的滑輪組中,(a)若動(dòng)滑輪重G/不計(jì),拉力F是多少?(b)若動(dòng)滑輪重G/不能忽略,那么圖中的拉力F應(yīng)等于多少?G/GF15F=G15F=(G+G/)分析:圖中吊起動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)為5第二十七頁,共67頁。FGFGF=(G+G動(dòng))F=(G+G動(dòng))1/31/2第二十八頁,共67頁。

如圖,用滑輪組來提升物體,若物體重力均為560N,如果不計(jì)動(dòng)滑輪的重力及繩子與滑輪之間的摩擦,則拉力F甲、F乙、F丙分別是多少?

分析:關(guān)于滑輪組最后拉力F的大小的判斷,可根據(jù)“動(dòng)滑輪和重物由幾段繩子承擔(dān),所用的拉力就是總重的幾分之一”來判斷。所以,弄清楚幾段繩子承擔(dān)物體重力是解答此類問題的關(guān)鍵。

丙圖分析:要從繩子自由端開始分析,繩子a對(duì)物體的拉力為F丙,繩子b的拉力為2F丙,繩子c對(duì)物體的拉力也是2F丙,依次類推,最后物體共受a、c、e三段繩子的拉力,拉力總和為F丙+2F丙+4F丙=7F丙。F丙abcde第二十九頁,共67頁。分析:本題中有兩根繩子繞成滑輪組,應(yīng)從繩子的一個(gè)自由端入手分析。如圖中a段繩子的拉力為G2,則b、C段繩子的拉力應(yīng)為2G2,c段繩子受到向下的拉力為G1,所以G1=2G2。如圖所示,重物G1和G2滿足什么條件滑輪組才能平衡?(不計(jì)滑輪重和摩擦)G1G2abc第三十頁,共67頁。如圖所示,拉力F的大小等于____。F.fNGTf/3第三十一頁,共67頁。如圖所示,物體A重G=80N,在F=60N拉力下勻速前進(jìn),此時(shí)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(jì))AF.fTNG1:豎直方向上有一對(duì)平衡力N和G2:水平方向上有一對(duì)平衡力T和fG=N=80NT=f=120N12F=f解析:因?yàn)樗詅=2F=120N綜合分析得:120N第三十二頁,共67頁??偨Y(jié)一、定滑輪:轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)的滑輪。1、特點(diǎn):

不能省力,但可改變了力的方向。2、實(shí)質(zhì):

等臂杠桿。二、動(dòng)滑輪:轉(zhuǎn)動(dòng)軸與重物一起移動(dòng)的滑輪。1、特點(diǎn):能省力一半,但不能改變力的方向。2、實(shí)質(zhì):動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿。使用滑輪組時(shí),動(dòng)滑輪被幾股繩子吊起,所用力就是物重和動(dòng)滑輪的幾分之一三、滑輪組第三十三頁,共67頁。五、組裝滑輪組的方法題一:一根繩子最多能承受2×103N的力,用這根繩子勻速提起重力為8.2×103N物體,不計(jì)滑輪重力和摩擦,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)滑輪組并畫出裝配圖。組裝滑輪組的步驟:1、根據(jù)得出,求出繩子的段數(shù)n(注意結(jié)果用收尾法)F=G物nn=G物F=4.1n=8.2×103N2×103N本題應(yīng)該用5段繩子來承擔(dān)物重。第三十四頁,共67頁。組裝方法2、確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)N動(dòng):本題中n為奇數(shù),N動(dòng)=n-12本題需動(dòng)滑輪=2(個(gè))。N動(dòng)=5-123、確定定滑輪個(gè)數(shù)N定:如果拉力F的方向不要求改變;則n為奇數(shù),N定=N動(dòng)。本題N定為:2個(gè)。4、在繞繩子時(shí),遵循“奇動(dòng)偶定法”,即如果n為奇數(shù),繩子應(yīng)該從動(dòng)滑輪開始連起(奇動(dòng));如果n為偶數(shù),繩子應(yīng)該從定滑輪開始連起(見下頁圖1)。第三十五頁,共67頁。組裝方法

根據(jù)上面的題目要求,在確定定滑輪個(gè)數(shù)N定時(shí):如果拉力F的方向要求改變(如題目中要求“站在地面上勻速提起”即拉力方向改變);則n為奇數(shù),N定=N動(dòng)+1。這樣,N定為:3個(gè)。見圖2所示。圖1圖2本題拉力的方向沒有具體要求,故有兩種裝配方法。第三十六頁,共67頁。=3.45n=1000N290N本題,取N=4。組裝方法題二:有一根繩子能承受的最大拉力為290牛頓,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)滑輪組,使站在地面的人利用這根繩子能提起重1000牛頓的重物。不計(jì)動(dòng)滑輪的重力及摩擦)分析與解答:1、根據(jù)得出,求出繩子的段數(shù)n(注意結(jié)果用收尾法)F=G物nn=G物F第三十七頁,共67頁。組裝方法2、確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)N動(dòng):本題中n為偶數(shù),則N動(dòng)=n2本題需動(dòng)滑輪=2(個(gè))。N動(dòng)=423、確定定滑輪個(gè)數(shù)N定:本題中拉力F的方向不要求改變;因?yàn)閚為偶數(shù),故N定=N動(dòng)-1。本題N定為:1個(gè)。

根據(jù)“奇動(dòng)偶定法”,n為偶數(shù)時(shí),繩子應(yīng)從定滑輪連起(偶定)。由左圖所示如何連?第三十八頁,共67頁。組裝方法

滑輪組的構(gòu)造不外三種:動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比定滑輪個(gè)數(shù)少1個(gè)、多1個(gè)或相等。對(duì)于動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)不等的滑輪組,繩子的自由端最后必通過多一個(gè)的滑輪。具體繞繩方法見下一頁:第三十九頁,共67頁。組裝方法繩子的自由端最后必通過多一個(gè)的滑輪第四十頁,共67頁。鞏固練習(xí):1:如下圖(a)所示,物體B重100N,在力F作用下勻速上升時(shí),F(xiàn)應(yīng)等于___N。(不計(jì)摩擦)圖(a)F2:如上圖(b)所示,物體A重為100N,掛重物的鉤子承受的拉力是__N.人勻速拉繩子的力是__N(動(dòng)滑輪自重不計(jì))圖(b)10010050第四十一頁,共67頁。3:如圖所示的四個(gè)滑輪組中,圖__可省一半力,圖__最費(fèi)力,圖___和圖__用力大小一樣。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)第四十二頁,共67頁。4、按要求畫出繩子的繞法n=5n=4n=4n=2n=3FFFFF第四十三頁,共67頁。要利用滑輪組提起1250牛的貨物,而串連滑輪的繩子最多只能承受250牛的力,不計(jì)摩擦和滑輪的重力,則組成滑輪組的定滑輪和動(dòng)滑輪至少分別為()A、1個(gè),2個(gè)B、2個(gè),2個(gè)C、2個(gè),3個(gè)D、3個(gè),2個(gè)B典型例題:第四十四頁,共67頁。豎直放置的滑輪組第四十五頁,共67頁。(a)(b)(c)(d)考考你!F=G/3不考慮動(dòng)滑輪重和滑輪的摩擦,物體重為G,求拉力的大小。F=G/2F=GF=G/3第四十六頁,共67頁。G2G1如圖所示裝置處于平衡狀態(tài),在不計(jì)滑輪重及繩子的摩擦情況下,G1:G2為()A、1:2B、1:1C、2:1D、3:1A拓展:第四十七頁,共67頁。練:甲、乙兩滑輪組中物體重均為100N,不計(jì)滑輪重和摩擦,滑輪組平衡時(shí),作用在甲、乙兩組滑輪上的力F甲和F乙的關(guān)系是()A、F甲=F乙=200NB、F甲=2F乙=100NC、F乙=2F甲=200ND、F甲=F乙=100NF甲F乙A第四十八頁,共67頁。水平放置的滑輪組第四十九頁,共67頁。F.物體重100N,地面與物體之間的摩擦力為60N,不計(jì)滑輪重及滑輪的摩擦,求拉力Ff=60N=20N5秒鐘內(nèi),物體前進(jìn)了1米,拉力做了多少功?第五十頁,共67頁。當(dāng)滑輪組水平放置時(shí),F(xiàn).f第五十一頁,共67頁。練:物體A重G=80N,在F=60N拉力下勻速前進(jìn),滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計(jì)此時(shí)物體A受到的摩擦力等于___N。物體移動(dòng)的速度為1米/秒,拉力的功率是_______瓦。AF1201201m/s2m/s第五十二頁,共67頁。練:如圖所示,物體A重500牛,受到的摩擦力為40牛,在拉力F作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng),若物體的運(yùn)動(dòng)速度為1米/秒,則拉力F的大小及繩子移動(dòng)的速度分別為()A、20牛、1米/秒B、20牛、0.5米/秒C、250牛、2米/秒D、20牛、2米/秒AFD第五十三頁,共67頁。圖中的三個(gè)滑輪拉同一物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),所用拉力分別是F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,比較三者的大小。(不考慮滑輪摩擦與重力)F1=fF2=f/2F3=2fF3>F1>F2典型例題:第五十四頁,共67頁。F練:重為100牛的物體,在拉力F=20N的作用下1秒鐘移動(dòng)了0.2米,若滑輪摩擦和滑輪重不計(jì),物體受到的摩擦大小等于____N,拉力做了

焦耳的功,拉力移動(dòng)的速度為

米/秒,拉力做功的功率是

瓦特。20.1210第五十五頁,共67頁。用如圖所示滑輪組勻速提升重物G,不計(jì)動(dòng)滑輪質(zhì)量及摩擦,則兩個(gè)彈簧秤上示數(shù)比FA:FB是()A.3:1

B.3:2

C.2:1

D.l:l

典型例題:C第五十六頁,共67頁。練:如圖所示,已知物重G=120N,那么各彈簧測力計(jì)的示數(shù)是多少?(滑輪重及摩擦不計(jì))FC=40NFB=120NFA=160N第五十七頁,共67頁。練:如圖所示,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧測力計(jì)A、B、C的示數(shù)分別為FA、FB、FC,以下有關(guān)彈簧測力計(jì)的示數(shù)的關(guān)系,正確的是()A.FA=FB=FC

B.FA=FB=3FC

C.3FA=2FB=6FC

D.2FA=FB=3FC

C第五十八頁,共67頁。典型例題:F=G/4不計(jì)滑輪重和摩擦,拉力F是物重G的幾倍?第五十九頁,共67頁。練:如圖,物體重G1=1200牛頓,人的體重G2=600牛頓,人站在地上拉住繩子的一端使物體在空中靜止,若不計(jì)滑輪的重力和摩擦,則人的拉力和人對(duì)地的壓力分別為___和___。G1400N200N第六十頁,共67頁。對(duì)于不是由一段繩子繞到底的滑輪,通常要用受力分析知識(shí)進(jìn)行解決。第六十一頁,共67頁。練:如圖是胖子和瘦子兩人用滑輪組鍛煉身體的簡易裝置(不考慮輪重和摩擦)。使用時(shí):(1)瘦子固定不動(dòng),胖子用力

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