《滑輪及其應(yīng)用

1、五星紅旗是向什么方向運動的五星紅旗是向什么方向運動的？旗手施加的力向什么方向？旗手施加的力向什么方向？向上向上向下向下為什么力的方向與運動方為什么力的方向與運動方向相反紅旗還可以順利升向相反紅旗還可以順利升起呢？起呢？軸軸 帶凹槽的帶凹槽的輪輪滑輪滑輪主要部分是能繞主要部分是能繞軸軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動的輪子輪子生活中的滑輪生活中的滑輪 起重機(jī)吊臂上的滑輪嘗試采用繩，一個滑輪，鐵架臺將鉤碼提到嘗試采用繩，一個滑輪，鐵架臺將鉤碼提到高處，你有什么方法？高處，你有什么方法？細(xì)線細(xì)線滑輪滑輪鉤碼鉤碼鐵架臺鐵架臺滑輪的分類滑輪的分類定滑輪定滑輪：使用時使用時，滑輪的，滑輪的軸軸固定不動固定不動動滑輪動滑輪：使用

2、時使用時，滑輪的，滑輪的軸軸隨物體一起運動隨物體一起運動下列各圖中利用了動滑輪的是下列各圖中利用了動滑輪的是（ ）D 思考這兩種方案有什么這兩種方案有什么共同點共同點和和區(qū)別區(qū)別共同點共同點 區(qū)別區(qū)別都使物體向上運動都使物體向上運動通過實驗科學(xué)探究通過實驗科學(xué)探究提出問題：提出問題：研究使用研究使用定，動滑輪定，動滑輪將物體豎直向?qū)⑽矬w豎直向上提升過程中，上提升過程中，用力大小、方向用力大小、方向，移動距離移動距離與與物重、物體上物重、物體上升距離升距離之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。猜想與假設(shè)猜想與假設(shè)制定計劃設(shè)計實驗制定計劃設(shè)計實驗彈簧測力計測量物重和力的大小彈簧測力計測量物重和力的大小尺子測量力

3、移動的距離和物體移動的距離尺子測量力移動的距離和物體移動的距離實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模貉芯渴寡芯渴褂枚ɑ喬嵘矬w用定滑輪提升物體時，用力大小、方時，用力大小、方向與物重的關(guān)系；向與物重的關(guān)系；繩端移動距離與物繩端移動距離與物體上升距離的關(guān)系。體上升距離的關(guān)系。探究探究1 1：定滑輪的特點與性質(zhì)：定滑輪的特點與性質(zhì)使用定滑輪提升物體使用定滑輪提升物體 （勻速）（勻速）進(jìn)行實驗收集數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗收集數(shù)據(jù)實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：定定滑輪滑輪不省力不省力、不省不省距離距離，但，但能改變力的方向能改變力的方向。定滑輪定滑輪F F拉拉=G=G物物S=hS=h繩子端移繩子端移動的距離動的距離物體上升物體上升的距離的

4、距離實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模貉芯渴寡芯渴褂脛踊嗀Q直向上用動滑輪豎直向上提升物體時，用力提升物體時，用力大小、移動距離與大小、移動距離與物重、物體上物重、物體上升升之之間的關(guān)系。間的關(guān)系。探究探究2 2：動滑輪的特點與性質(zhì)：動滑輪的特點與性質(zhì)使用動滑輪提升物體使用動滑輪提升物體 （勻速）（勻速）實驗結(jié)論實驗結(jié)論：動動滑輪可以滑輪可以省一半力省一半力，但，但費一費一倍距離倍距離，不能改變力的方向不能改變力的方向。GG物滑輪經(jīng)行實驗收集數(shù)據(jù)經(jīng)行實驗收集數(shù)據(jù)動滑輪動滑輪F F拉拉=1=12G G物物S=2hS=2h繩子端移繩子端移動的距離動的距離物體上升物體上升的距離的距離忽略動滑輪的重力忽略動滑輪的重

5、力和繩子與動滑輪之和繩子與動滑輪之間的摩擦力間的摩擦力動滑輪動滑輪F F拉拉=1=12（G G物物+G+G動滑輪動滑輪）S=2hS=2h繩子端移繩子端移動的距離動的距離物體上升物體上升的距離的距離忽略繩子與動滑輪忽略繩子與動滑輪之間的摩擦力，但之間的摩擦力，但是考慮動滑輪的重是考慮動滑輪的重力力實驗結(jié)論：1 1，使用定滑輪不省力，不省距離，但可，使用定滑輪不省力，不省距離，但可以改變力的方向以改變力的方向F F拉拉=G =G 物物 S S繩繩=h=h物物2 2，使用動滑輪可以省一半的力，但浪，使用動滑輪可以省一半的力，但浪費一倍的距離，不可以改變力的方向費一倍的距離，不可以改變力的方向F= G

6、物物 或或F= （G物物+G動動 ） S=2h1212不考慮繩重與繩輪之間的摩擦力FFL2L1=相當(dāng)于一個等臂杠桿相當(dāng)于一個等臂杠桿F = G定滑輪的實質(zhì)定滑輪的實質(zhì)GGFGOL2L1L1=L2相當(dāng)于一個相當(dāng)于一個等臂杠桿等臂杠桿F = G改變拉力方向后，還是等臂改變拉力方向后，還是等臂杠桿，所以只使用定滑輪，杠桿，所以只使用定滑輪，無論拉力方向怎么樣，無論拉力方向怎么樣，F(xiàn)G想一想、做一做：F1 F2 F3的大小有什么關(guān)系？為什么?F1F2F1 =F2=F3Or rF FG定滑輪實質(zhì)定滑輪實質(zhì)是一個是一個等臂等臂杠桿杠桿（ ）使用定滑輪為什么不省力？使用定滑輪為什么不省力？1 1、 如圖如圖

7、9 9所示中，通過定滑輪勻速提起重所示中，通過定滑輪勻速提起重物物G G時，向三個方向拉動的力分別為時，向三個方向拉動的力分別為F1F1、F2F2、F3F3，則三個力大小關(guān)系是，則三個力大小關(guān)系是 A AF1F1最大最大 B BF2F2最大最大C CF3F3最大最大 D D一樣大一樣大尋找支點尋找支點動滑輪的實質(zhì)動滑輪的實質(zhì) 動滑輪在使用時，同樣可以找出跟它相當(dāng)?shù)母軛U動滑輪在使用時，同樣可以找出跟它相當(dāng)?shù)母軛U。請認(rèn)定一下，杠桿的支點是。請認(rèn)定一下，杠桿的支點是A還是還是O點？并指出拉力點？并指出拉力F與物重與物重G的關(guān)系。的關(guān)系。GFGFOAOGFL2 = RL1 = 2R杠桿的支點在杠桿的支

8、點在O上上想想F1 ，F(xiàn)2 ，F(xiàn)3的大小有什么關(guān)系？G F1F2F3F1F2F32rrFGO動滑輪實質(zhì)：動滑輪實質(zhì)：動動力臂是力臂是阻阻力力臂臂2 2倍倍的杠桿的杠桿使用動滑輪為什么可以省力？使用動滑輪為什么可以省力？2 2、圖、圖1 1中中A A是是_滑輪。利用這樣的裝置把物滑輪。利用這樣的裝置把物體舉高，用力的方向應(yīng)向體舉高，用力的方向應(yīng)向_（選填（選填“上上”、“下下”）。如果用）。如果用2626牛的拉力，勻速提起牛的拉力，勻速提起5050牛的牛的物體，不計繩重和摩擦，滑輪物體，不計繩重和摩擦，滑輪 A A重重 牛。牛。若要使物體上升若要使物體上升2 2米，應(yīng)將繩的自由端拉動米，應(yīng)將繩的

9、自由端拉動_米。米。3 3、如圖、如圖5 5所示甲、乙兩個裝置，已知：所示甲、乙兩個裝置，已知： A A 重重100100牛，牛，A A在地面上滑動時所受的摩擦力為在地面上滑動時所受的摩擦力為4040牛牛（不考慮繩與滑輪的摩擦）。要使（不考慮繩與滑輪的摩擦）。要使A A向右勻速向右勻速滑動，拉力滑動，拉力F F甲甲= = 牛，牛，F(xiàn) F乙乙= = 牛牛 請您幫忙抓請您幫忙抓住，我到樓住，我到樓上接袋子。上接袋子。救命！救命！啊？你怎么?。磕阍趺瓷蟻砹?！上來了！好的，唉，唉唉.這是怎么回事？為什么會出現(xiàn)這種情況？這是怎么回事？為什么會出現(xiàn)這種情況？不能省力不能省力可以改變力的方可以改變力的方向向

10、 可以省力可以省力 不能改變力的方不能改變力的方向向定滑輪定滑輪動滑輪動滑輪如何既省力又能改變力的方向如何既省力又能改變力的方向？定滑輪雖然能改變力的方向，使我們工作定滑輪雖然能改變力的方向，使我們工作方便，但不能省力；方便，但不能省力；于是人們就把于是人們就把定滑輪和動滑輪組定滑輪和動滑輪組合起來使用合起來使用，把它們各自的優(yōu)點結(jié)，把它們各自的優(yōu)點結(jié)合起來，這樣就組成了合起來，這樣就組成了滑輪組滑輪組而動滑輪雖然能省一半力，但不能改變力而動滑輪雖然能省一半力，但不能改變力的方向，使用時經(jīng)常感覺不便的方向，使用時經(jīng)常感覺不便 由一個由一個定定滑輪和滑輪和一個一個動動滑輪繞成滑輪滑輪繞成滑輪組有

11、幾種繞法組有幾種繞法?G小組討論小組討論1：滑輪組滑輪組由一個由一個定定滑輪和一個滑輪和一個動動滑輪組成?；喗M成。FFFGGG判斷判斷股數(shù)股數(shù)n n的的依據(jù)：依據(jù)：看是否直接與動滑輪相連看是否直接與動滑輪相連注意：注意：拉力拉力F的大小與吊起動滑輪的大小與吊起動滑輪的繩子股數(shù)的繩子股數(shù)n有關(guān)有關(guān)。F F：作用在繩子自由端的拉力作用在繩子自由端的拉力 G G：被提升的物體的重力：被提升的物體的重力 G G動動：動滑輪自身的重力：動滑輪自身的重力分析探究分析探究F F與與G G及及G G動動關(guān)系關(guān)系：FGG G動動FGG G動動對動滑輪受力分析對動滑輪受力分析不計動滑輪重、不計動滑輪重、繩重、摩

12、擦（繩重、摩擦（即即最理想的情況最理想的情況）不計繩重、摩不計繩重、摩擦，但擦，但考慮動滑考慮動滑輪重輪重FGF向上向上=G3FF向下向下=因為動滑輪處于因為動滑輪處于平衡狀態(tài)，所以平衡狀態(tài)，所以受的是受的是 力力所以所以F向上向上=F向下向下即即3F=G即即F= G13對動滑輪受力分析對動滑輪受力分析不計動滑輪重不計動滑輪重平衡平衡FGF向上向上=G+ G動動3FF向下向下=因為動滑輪處于因為動滑輪處于平衡狀態(tài)，所以平衡狀態(tài)，所以受的是受的是平衡力平衡力所以所以F向上向上=F向下向下即即3F=G + G動動即即F= （G + G動動）13對動滑輪受力分析對動滑輪受力分析考慮動滑輪重考慮動滑輪

13、重G動動FFGh物體升高距離物體升高距離h h相當(dāng)相當(dāng)于繩子少了于繩子少了3h3h，則繩，則繩子端在子端在相等的時間相等的時間移移動的動的S S距離為距離為3h3h使用滑輪組提升物體使用滑輪組提升物體 （勻速）（勻速）實驗結(jié)論實驗結(jié)論：滑輪組滑輪組可以可以省力省力，但，但費費n倍倍距離距離GG物滑輪經(jīng)行實驗收集數(shù)據(jù)經(jīng)行實驗收集數(shù)據(jù)滑輪組滑輪組F F拉拉=1=1nG G物物S=nhS=nh繩子端移繩子端移動的距離動的距離物體上物體上升的距升的距離離與動滑輪與動滑輪相連的繩子段數(shù)相連的繩子段數(shù)實驗結(jié)論實驗結(jié)論（1）滑輪組中拉力的大小和）滑輪組中拉力的大小和承擔(dān)物體重承擔(dān)物體重力的繩子段數(shù)力的繩子段

14、數(shù)n（即（即與動滑輪相連的繩子與動滑輪相連的繩子段數(shù)段數(shù)）有關(guān)）有關(guān)（2 2）繩子自由端移動的距離）繩子自由端移動的距離s s與物與物體被提升的高度體被提升的高度h h之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：S=S=n.n.h h v v繩繩=n.v=n.v物物實驗結(jié)論實驗結(jié)論（3）在）在不考慮不考慮繩子與滑輪組的摩擦力、繩子與滑輪組的摩擦力、動滑輪重力的情況下動滑輪重力的情況下（4）在不考慮繩子與滑輪組摩擦力，而）在不考慮繩子與滑輪組摩擦力，而考慮考慮動滑輪重力的情況下動滑輪重力的情況下1=G+GnF拉物動1=nFG物拉S=nhS=nhF.2：滑輪組：滑輪組實驗表明，使用滑輪組水平實驗表明，使用滑輪組水平拉

15、拉重物時，重物時，若動滑輪重和若動滑輪重和摩擦不計，摩擦不計，動滑輪動滑輪被幾股繩子被幾股繩子拉拉住住，所用的力就是物，所用的力就是物體與接觸面體與接觸面摩擦力摩擦力的幾分之一。即的幾分之一。即13FffNGT如圖所示，拉力如圖所示，拉力F的大小等于。的大小等于。1nFf如圖所示，物體如圖所示，物體A重重G80N，在，在F60N拉力拉力下下勻速勻速前進(jìn)，此時物體前進(jìn)，此時物體A受到的受到的摩擦力等于摩擦力等于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.fTNG1:豎直方向豎直方向上有一對上有一對平衡力平衡力N和和G2:水平方向水平方向上有一對上有一對平衡力平

16、衡力T和和fG=N=80NT=f=120N12Ff因為因為所以所以f=2F=120N綜合分析得：綜合分析得：120N總結(jié)：總結(jié)：很顯然：吊起動滑輪的很顯然：吊起動滑輪的繩繩子的股數(shù)越多，就越省力子的股數(shù)越多，就越省力S=nh不計動滑輪重時：不計動滑輪重時：不計繩重、摩擦不計繩重、摩擦考慮動滑輪重時：考慮動滑輪重時： F= G1n F= （G + G動動）1n設(shè)吊起動滑輪的繩子的股數(shù)為設(shè)吊起動滑輪的繩子的股數(shù)為n，則關(guān)系式：，則關(guān)系式：V繩繩=nV物物1nFf或滑輪組繞線規(guī)律：滑輪組繞線規(guī)律： 當(dāng)股數(shù)當(dāng)股數(shù)n n為奇數(shù)時，繩子為奇數(shù)時，繩子的一端從動滑輪開始連；的一端從動滑輪開始連； 當(dāng)股數(shù)當(dāng)股

17、數(shù)n n為偶數(shù)時，為偶數(shù)時，繩子的一端從定滑輪開始連繩子的一端從定滑輪開始連奇動、偶定奇動、偶定從里從里 向外向外鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：1 1：如下圖：如下圖(a)(a)所示，物體所示，物體B B重重100N100N，在力，在力F F作用下作用下勻速勻速上升時，上升時，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，物體所示，物體A重為重為100N，掛重物的鉤子掛重物的鉤子承受承受的拉力是的拉力是N。人人勻速勻速拉繩子的力拉繩子的力是是N（動滑輪自重不計）（動滑輪自重不計）圖(b)100100503:如圖所示的四個如圖所示的四個滑輪組滑輪組中，圖可省中

18、，圖可省一半力一半力，圖，圖最最費力費力，圖和圖，圖和圖用力大小一樣用力大小一樣。(a)(b)(c)(d)( b )( c )(a)(d)解：解：F= =50NG22 2、如下圖所示，用四個滑輪組分別勻速提升、如下圖所示，用四個滑輪組分別勻速提升重力相同的物體，若不計滑輪重、繩重及重力相同的物體，若不計滑輪重、繩重及摩擦，其中用力最小的是（摩擦，其中用力最小的是（ ） AF1 BF2 CF3 DF4 B如圖所示，用滑輪組勻速提升物體A時，彈簧測力計的示數(shù)為 N，如果不計滑輪重和摩擦，物體A的重力為 N。5.416.2. .如圖所示，用滑輪組將重如圖所示，用滑輪組將重為為900N900N的物體勻速提升的物體勻速提升2m2m，不計摩擦和滑輪重，所施加不計摩擦和滑輪重，所施加的拉力的拉力F=_NF=_N，繩子移，繩子移動的距離動的距離S = _ S = _ m3006 對于滑輪組，對于滑輪組，一定一定要理解并要理解并熟記熟記下面的幾個下面的幾個關(guān)系式：關(guān)系式：2.2.作用在繩子自由端的拉力作用在繩子自由端的拉力F F與被提升的物與被提升的物體的重力體的重力G G之間的關(guān)系之間的關(guān)系( (不計滑輪重、繩重不計滑輪重、繩重和摩擦和摩擦) )F=F= 1n1n G G3 3、作用在繩子自由端的拉力、