第十二章2節(jié)滑輪

1、滑輪滑輪什么是滑輪？什么是滑輪？滑輪是一個周滑輪是一個周邊有槽，能繞軸轉(zhuǎn)動的輪子。邊有槽，能繞軸轉(zhuǎn)動的輪子?；喪且环N變形的杠桿滑輪是一種變形的杠桿，因，因為滑輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此為滑輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看成是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠可看成是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿。桿。一、定滑輪一、定滑輪F1探究活動探究活動使用滑輪時使用滑輪時，滑，滑輪的輪的軸固定不動軸固定不動，這種滑輪叫定滑這種滑輪叫定滑輪。輪。1.1.使用定滑輪有何好處使用定滑輪有何好處? ?拉力的方向拉力的大小作用點移動的距離觀察直接提重物用定滑輪提重物結(jié)論測量直接提重物用定滑輪提重物結(jié)論測量重力作用點拉力作用點結(jié)論向上向上向下向下改變改變近似

2、相等近似相等相等相等2.2.使用定滑輪的特點使用定滑輪的特點拉力的方向拉力的大小拉力作用點 移動的距離改變拉力的方向改變拉力的方向不省力不省力不省距離不省距離小結(jié)小結(jié): : 使用定滑輪不省力也不費力，但可改變使用定滑輪不省力也不費力，但可改變動力的方向。動力的方向。練習(xí)練習(xí)1F F2 2GF F1 1F F3 3分別沿不同方向的三個拉力哪個大些？分別沿不同方向的三個拉力哪個大些？定滑輪，不省力定滑輪，不省力也不費力，只改也不費力，只改變力的方向，所變力的方向，所以三個力相等。以三個力相等。二、動滑輪二、動滑輪FG（不計摩擦和動滑輪重）（不計摩擦和動滑輪重）探究活動探究活動使用滑輪時，滑輪的使用

3、滑輪時，滑輪的軸隨物體軸隨物體一起運動一起運動，這種滑輪叫，這種滑輪叫動滑輪動滑輪。1.1.使用動滑輪有何好處使用動滑輪有何好處? ?拉力的方向拉力的大小作用點移動的距離觀察直接提重物用動滑輪提重物結(jié)論測量直接提重物用動滑輪提重物結(jié)論測量重力作用點拉力作用點結(jié)論向上向上向上向上不改變不改變省力省力費距離費距離2.2.使用動滑輪的特點使用動滑輪的特點拉力的方向拉力的方向拉力的大小拉力的大小拉力作用點拉力作用點 移動的距離移動的距離拉力的方向不改變拉力的方向不改變省省1/2力力費一倍距離費一倍距離（原來的兩倍）（原來的兩倍）小結(jié)小結(jié): : 在使用動滑輪拉物體時在使用動滑輪拉物體時, ,可以省力可以

4、省力, ,但拉力的方向不改變。但拉力的方向不改變。OL1L2L2L1動滑輪動滑輪FF定滑輪定滑輪FGGO定滑輪實際上是一個等臂杠桿定滑輪實際上是一個等臂杠桿動滑輪實際上是動滑輪實際上是一個動力臂是阻一個動力臂是阻力臂力臂2 2倍的杠桿倍的杠桿練習(xí)練習(xí)2F F2 2GF F1 1F F3 3分別沿不同方向的三個拉力哪個大些？分別沿不同方向的三個拉力哪個大些？動滑輪是省力杠桿，動滑輪是省力杠桿，三個力的力臂關(guān)系：三個力的力臂關(guān)系：l l1 1ll2 2ll3 3, ,F F1 1FF2 2FF3 3問題問題：利用一只滑輪來提升物體，你有幾種方利用一只滑輪來提升物體，你有幾種方法？并通過實驗，研究你

5、所使用的滑輪有什么特點？法？并通過實驗，研究你所使用的滑輪有什么特點？定：改變力的方向定：改變力的方向不能省力不能省力sh FG動：不改變力的方向動：不改變力的方向省一半力省一半力 S2h F11/2（G物物G動動）拓展延伸拓展延伸 使用定滑輪不省力，使用定滑輪不省力，F(xiàn)=G；使用動滑輪省力一半，；使用動滑輪省力一半，F(xiàn)=1/2G。這均是。這均是理想化的狀態(tài)理想化的狀態(tài)，即不考慮滑輪與，即不考慮滑輪與軸之間、繩與滑輪之間的的摩擦以及動滑輪重力時軸之間、繩與滑輪之間的的摩擦以及動滑輪重力時的情況。要考慮這些因素，實際使用定滑輪不僅不的情況。要考慮這些因素，實際使用定滑輪不僅不省力，反而費力；使用

6、動滑輪也達不到一半力的效省力，反而費力；使用動滑輪也達不到一半力的效果。果?，F(xiàn)在我想把這一麻袋糧食現(xiàn)在我想把這一麻袋糧食, , 拉到高處拉到高處糧倉內(nèi)，可選用什么樣的滑輪呢糧倉內(nèi)，可選用什么樣的滑輪呢? ?我想站在地上我想站在地上，向下向下把它把它省力省力的拉到的拉到糧倉內(nèi)糧倉內(nèi), ,怎么辦怎么辦? ?二、滑輪組二、滑輪組三、滑輪組三、滑輪組滑輪組：滑輪組：是一種由幾個定滑是一種由幾個定滑輪和幾個動滑輪組成的一種輪和幾個動滑輪組成的一種裝置叫滑輪組。裝置叫滑輪組。特征：特征：滑輪組既可以省力又滑輪組既可以省力又可以改變力的方向，但要費可以改變力的方向，但要費距離。距離。三、滑輪組三、滑輪組由由

7、定定滑輪和滑輪和動動滑輪組合在一起構(gòu)成的裝置?；喗M合在一起構(gòu)成的裝置。FFFGGG實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：12FG13FG12FG拉力拉力F的的大小大小與與吊吊起起動滑輪動滑輪的的繩子股數(shù)繩子股數(shù)n有關(guān)有關(guān)。n=2n=2n=3使用滑輪組時，使用滑輪組時，動滑輪動滑輪被幾股繩子吊起被幾股繩子吊起，所用力就是，所用力就是物物重和動滑輪重和動滑輪的幾分之一即的幾分之一即1nFG思考題：思考題：在左圖所示的滑輪組中，在左圖所示的滑輪組中，(a)(a)若動滑輪重若動滑輪重G G/ /不計，拉力不計，拉力F F是多少？是多少？(b)若動滑輪重若動滑輪重G/不能忽略，那么圖中的拉力不能忽略，那么圖中的拉力F應(yīng)

8、等于多少？應(yīng)等于多少？G/GF15FG15F(G+G/)分析：分析：圖中吊起動滑輪的繩子股數(shù)為圖中吊起動滑輪的繩子股數(shù)為5 求段數(shù)：求段數(shù)：1、根據(jù)省力情況，要用、根據(jù)省力情況，要用n=G/F去求，當(dāng)去求，當(dāng)G不能被不能被F整除時，要采用整除時，要采用“只入不舍只入不舍”的方法處的方法處理小數(shù)位；理小數(shù)位； 2、根據(jù)移動距離的關(guān)系、根據(jù)移動距離的關(guān)系n=s/h來求解。來求解。 3、在動滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，、在動滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，只算繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)。只算繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)。 4、開始在定滑輪上的繩子段數(shù)一定是偶、開始在定滑輪上的繩子段數(shù)一定是偶數(shù)段，開始在動滑輪

9、上的繩子段數(shù)一定是奇數(shù)段。數(shù)段，開始在動滑輪上的繩子段數(shù)一定是奇數(shù)段。 動滑輪的個數(shù)的確定方法：動滑輪的個數(shù)的確定方法： 動滑輪的個數(shù)動滑輪的個數(shù)N是根據(jù)求出的繩子的是根據(jù)求出的繩子的n來確定的。來確定的。當(dāng)當(dāng)n是奇數(shù)時，動滑輪的個數(shù)為是奇數(shù)時，動滑輪的個數(shù)為N=1/2 (n-1) 當(dāng)當(dāng)n是偶數(shù)時，動滑輪的個數(shù)為是偶數(shù)時，動滑輪的個數(shù)為N=1/2 n 找起點：找起點：繩子的起始端可依據(jù)繩子的起始端可依據(jù)“奇動偶定奇動偶定”的原則來判斷。當(dāng)?shù)脑瓌t來判斷。當(dāng)n為奇數(shù)時，繩子的起始端在動滑輪的掛鉤上；當(dāng)為奇數(shù)時，繩子的起始端在動滑輪的掛鉤上；當(dāng)n為偶數(shù)時，繩為偶數(shù)時，繩子的起始端在定滑輪的掛鉤上。子

10、的起始端在定滑輪的掛鉤上。畫線段：畫線段：畫裝配圖時，根據(jù)畫裝配圖時，根據(jù)“一動一定一動一定”的原則畫繞線，同時根的原則畫繞線，同時根據(jù)要求確定定滑輪的個數(shù)，最后得到符合要求的裝配圖。據(jù)要求確定定滑輪的個數(shù)，最后得到符合要求的裝配圖?；喗M的特殊用法滑輪組的特殊用法 1、一般的滑輪組用來提升重物，此時拉力的大小與物重有關(guān)；有時滑輪組也在水平方向上拉物體，此時拉力的大小與物重?zé)o關(guān)，而與物體和接觸面間的摩擦力有關(guān)。 2、在判斷特殊滑輪組的省力情況時，不能只看繩子的段數(shù)，要分析受力情況，同一根繩子各段上的力是相等的。 3、若計動滑輪的重量時，可把動滑輪當(dāng)作物體來研究。若計動滑輪的重量時，下列規(guī)定不變

11、：s=nh,v繩=nv物。鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：1 1：如下圖：如下圖(a)(a)所示，物體重所示，物體重100N100N，在力，在力F F作用下勻速上升作用下勻速上升時，時，F(xiàn) F應(yīng)等于應(yīng)等于N N。（不計摩擦）。（不計摩擦）圖(a)F2: 如上圖如上圖(b)所示所示,物體物體A重為重為100N,掛重物的鉤子承受的拉掛重物的鉤子承受的拉力是力是N.人勻速拉繩子的力是人勻速拉繩子的力是N（動滑輪自重不計）（動滑輪自重不計）圖(b)100100503:如圖所示的四個滑輪組中，圖可省一半力，圖最費力，如圖所示的四個滑輪組中，圖可省一半力，圖最費力，圖和圖用力大小一樣。圖和圖用力大小一樣。(a)(b)

12、(c)(d)(b)(c)(a)(d)如圖所示如圖所示,物體物體A重重G80N,在在F60N拉力下勻速前進拉力下勻速前進,此時此時物體物體A受到的摩擦力等于受到的摩擦力等于N.（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計）（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計）AF.fNTG120N一、定滑輪：一、定滑輪： 轉(zhuǎn)軸固定不動的滑輪。轉(zhuǎn)軸固定不動的滑輪。1、特點：、特點： 不能省力，但可改變了力的方向。不能省力，但可改變了力的方向。2、實質(zhì)：、實質(zhì)： 等臂杠桿。等臂杠桿。二、動滑輪：二、動滑輪：轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動軸 與重物一起移動的滑輪。與重物一起移動的滑輪。1、特點：、特點：能省力一半，但不能改變力的方向。能省力一半，但不能

13、改變力的方向。2、實質(zhì)：、實質(zhì)：動力臂是阻力臂兩倍的杠桿。動力臂是阻力臂兩倍的杠桿。使用滑輪組時，使用滑輪組時，動滑輪動滑輪被幾股繩子吊起被幾股繩子吊起，所用力，所用力就是就是物重和動滑輪物重和動滑輪的幾分之一的幾分之一三、滑輪組三、滑輪組知識拓展：知識拓展：輪軸和斜面輪軸和斜面 1、輪軸：由一個大輪和一個小輪組成的、能繞共同的軸線轉(zhuǎn)動、輪軸：由一個大輪和一個小輪組成的、能繞共同的軸線轉(zhuǎn)動的簡單機械叫做輪軸。通常把大輪叫輪，小輪叫做軸。汽車的的簡單機械叫做輪軸。通常把大輪叫輪，小輪叫做軸。汽車的方向盤，螺絲刀等。方向盤，螺絲刀等。 實質(zhì)：是一個可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿，支點在輪和軸的軸線上。實質(zhì)：是

14、一個可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿，支點在輪和軸的軸線上。 特點：若動力施加在輪上阻力施加在軸上，則兩個力臂分別是特點：若動力施加在輪上阻力施加在軸上，則兩個力臂分別是輪半徑和軸半徑，由杠桿平衡條件可知輪半徑和軸半徑，由杠桿平衡條件可知F1R=F2r，可見，輪半，可見，輪半徑是軸半徑的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。因此使用輪軸徑是軸半徑的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。因此使用輪軸可以省力，但要費距離。反之，若動力施加在軸上，阻力施加可以省力，但要費距離。反之，若動力施加在軸上，阻力施加在輪上，則輪軸費力省距離。在輪上，則輪軸費力省距離。認識輪軸認識輪軸F1F2BOARr輪軸是一種輪軸是一種變形的杠桿變形的

15、杠桿 輪輪 軸軸rF1 R F 1 R = F2 r 手手 搖搖 鉆鉆自行車把自行車把腳蹬輪盤腳蹬輪盤套筒扳套筒扳門把手門把手大扳手大扳手水籠頭水籠頭F2 斜面斜面 斜面：斜面：是一種簡單的省力機械。對于同樣高度的斜是一種簡單的省力機械。對于同樣高度的斜面，斜面越長越省力。使用斜面可以省力，但要費面，斜面越長越省力。使用斜面可以省力，但要費距離。距離。 盤山公路、螺絲釘?shù)穆菁y等都盤山公路、螺絲釘?shù)穆菁y等都 可看成斜面，可看成斜面，當(dāng)不當(dāng)不計摩擦阻力時，斜面長是斜面高的多少倍，拉力就計摩擦阻力時，斜面長是斜面高的多少倍，拉力就是物體所受重力的幾分之一，是物體所受重力的幾分之一， 由此可得：由此可

16、得：Fl=Gh認識斜面認識斜面lhFG斜面是一種省力機械斜面是一種省力機械一、滑輪一、滑輪 圖1中A是_滑輪。如果物體重為50牛，不計繩重、滑輪重和摩擦，所用拉力應(yīng)為 。若要使物體上升2米，應(yīng)將繩的自由端拉動_米。GF圖二中物體圖二中物體重重G=50N拉力拉力F應(yīng)為應(yīng)為 ？一、滑輪一、滑輪F甲=f（f為摩擦力）F乙=1/2fff下面兩圖中拉力各是多少？下面兩圖中拉力各是多少？如圖所示：物體重如圖所示：物體重10牛，在拉力牛，在拉力F作用下沿豎直方向上升，拉力作用下沿豎直方向上升，拉力移動速度為移動速度為2m/s，不計滑輪重、，不計滑輪重、繩重、摩擦，繩重、摩擦，拉力大小和物體上升速度分別是拉力

17、大小和物體上升速度分別是多少？多少？ 練習(xí)：如右圖所示，用滑輪組勻速提練習(xí)：如右圖所示，用滑輪組勻速提起一個重為起一個重為350N的物體，的物體， 物體在物體在10s內(nèi)豎直上升了內(nèi)豎直上升了lm，人拉繩的力為，人拉繩的力為250N。（1）繩子自由端移動多少？（）繩子自由端移動多少？（2）人）人做功多少？（做功多少？（3）物體重力勢能增加多）物體重力勢能增加多少？（少？（4）若不計繩重和摩擦，動滑輪）若不計繩重和摩擦，動滑輪重多少重多少? 哪些功是有用的？哪些功是有用的？哪些功是無用卻有不得不做的？哪些功是無用卻有不得不做的？機械效率機械效率有用功有用功W有有額外功額外功W外外=W有有W有有+W

18、外外W有有W總總= 練習(xí)：如右圖所示，用滑輪組勻速提練習(xí)：如右圖所示，用滑輪組勻速提起一個重為起一個重為350N的物體，的物體， 物體在物體在10s內(nèi)豎直上升了內(nèi)豎直上升了lm，人拉繩的力為，人拉繩的力為250N。（1）繩子自由端移動多少？（）繩子自由端移動多少？（2）人人做功做功多少？（多少？（3）物體重力勢能增加物體重力勢能增加多多少？（少？（4）若不計）若不計繩重和摩擦，動滑輪繩重和摩擦，動滑輪重重多少多少? G物物hF拉拉s=100%GGGG從能量轉(zhuǎn)化的角度，可以對圖中的各種功進行從能量轉(zhuǎn)化的角度，可以對圖中的各種功進行如下的分析：如下的分析：總功人提供的能量總功人提供的能量有用功重物

19、增加的勢能有用功重物增加的勢能額外功滑輪、繩子增加額外功滑輪、繩子增加的勢能，機械增加的熱能的勢能，機械增加的熱能直接用手提起使用滑輪組提起即克服摩擦、滑輪重、繩重等做的功。 如圖所示的滑輪組將重物勻速提如圖所示的滑輪組將重物勻速提高高0.5米，人對繩的拉力是米，人對繩的拉力是600牛，已牛，已知物重知物重1000牛，求：牛，求：(1)繩的繩的自由端自由端被拉下的長度被拉下的長度(2)拉力做的拉力做的有用功有用功(3)拉力做的拉力做的總功總功(4)此滑輪組的此滑輪組的機械效率機械效率、機械效率總是小于，為什么？、機械效率總是小于，為什么？、你認為可以從哪些方面提高機械效率？、你認為可以從哪些方

20、面提高機械效率？因為因為有有一定一定小于小于總總所以機械效所以機械效率一定小于。率一定小于。技術(shù)改進，減輕機械自身重量技術(shù)改進，減輕機械自身重量加潤滑油，減小摩擦加潤滑油，減小摩擦總之就是盡量減小額外功。總之就是盡量減小額外功。增大的方法： 增加G物；減小G動、摩擦力、繩重等；無關(guān)：n、h、s、v影響機械效率大小的因素=W有有W總總G物物hF拉拉s=G物物h=s=nhF拉拉= （G物物+G動動）n1（G物物+G動動） nh1nG物物=G物物+G動動 斜面長斜面長5米米, 高高1米米, 將一個重將一個重100牛頓的物體牛頓的物體勻速從斜面底端拉到頂端時勻速從斜面底端拉到頂端時, 拉力與斜面平行拉

21、力與斜面平行, 如如果用拉力為果用拉力為25牛頓牛頓. 求求: (1)總功？（總功？（2）有用功？）有用功？ （3）額外功）額外功 (4)斜面的機械效率斜面的機械效率? F、下列說法正確的是（）、下列說法正確的是（）.機器效率越高越省力。機器效率越高越省力。.機械效率越高，機械的功率就越大。機械效率越高，機械的功率就越大。.機械效率越高，做有用功越多。機械效率越高，做有用功越多。.機械效率越高，有用功占的比例越多。機械效率越高，有用功占的比例越多。、如圖某人用水桶從井中提水，人做的有用功、如圖某人用水桶從井中提水，人做的有用功_，人做的額外功，人做的額外功_。對繩子做的功對繩子做的功對桶做的功對桶做的功對水做的功對水做的功 1機械效率永遠小于機械效率永遠小于1, 這是因為這是因為 ( ). A. 動力總是小于有用阻力動力總是小于有用阻力 B. 總功總是小于有用功總功總是小于有用功 C. 總功小于機械克服所有阻力所做的功總功小于機械克服所有阻力所做的功 D. 永遠存在額外功永遠存在額外功2下列有關(guān)機械率的說法中正確的是下列有關(guān)機械率的說法中正確的是 ( ). A. 有用功一定時有用功一定時, 額外功越小額外功越