资源简介

(共27张PPT)
第十一章 简单机械
定滑轮　动滑轮
第2节
第1课时
02
能通过实验了解定滑轮、动滑轮的特点，知道滑轮在生产生活中的应用。
01
能识别定滑轮和动滑轮，知道滑轮是一种理想模型。
想一想：有哪些新的解决办法？
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？
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。
大家在生活中见过滑轮吗？使用滑轮有什么特点呢？
健身房器材上的滑轮
起重机上的滑轮
旗杆顶部上的滑轮
定滑轮及其特点
一
认识滑轮
滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的轮子。
轴
轮
槽
滑轮分为：定滑轮、动滑轮
定滑轮
国旗上升时，旗杆顶端的滑轮轴不随物体一起移动。
旗杆顶端的滑轮
定滑轮
使用时，轴固定不动(滑轮不随物体移动)的滑轮，叫定滑轮。
定滑轮
提出问题
1.使用定滑轮时，有什么特点？
2.使用定滑轮是否省力(或更费力)？
3.使用定滑轮是否省距离(或需要移动更大的距离)？
探究定滑轮的特点
实验器材
铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计
设计实验
如图所示，把定滑轮固定在铁架台上，钩码挂在细线的一端；弹簧测力计挂在细线的另一端，用力缓慢拉动弹簧测力计向下匀速运动。
记录拉力的大小、钩码上升的距离、拉力移动的距离及拉力的方向。
G
拉力F
物重G/N 物体移动方向 物体移动 距离h/cm 拉力F/N 拉力 方向 拉力移动
距离S/cm
进行实验
G
(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物、拉力移动的距离s绳及拉力的方向。
h物
F
s绳
进行实验
(3)改变拉力的方向：
F1
F2
F3
(4)改变钩码的重力，重复上述实验。
分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码，观察拉力F1、 F2、 F3、的大小。把实验数据记入表格中。
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S绳与钩码上升高度h物的关系：S绳=h物
钩码重 G/N 钩码移动 方向 钩码移动 距离h/m 拉力 F/N 拉力 方向 拉力移动
距离s/m
1.5 竖直向上 0.3 1.5 竖直向下 0.3
1.5 竖直向上 0.3 1.5 斜向下 0.3
1.0 竖直向上 0.4 1.0 竖直向下 0.4
实验结论
使用定滑轮不省力； 不省距离，可以改变力的方向。
可以改变力的方向是指：
拉力的方向与物体运动方向相反（或不同）。
物体运动方向
拉力方向
定滑轮的实质
F1=2N
h物
S绳
S绳＝h物
F2=2N
1.定滑轮既不省力也不省距离
2.可以改变用力的方向
F
G物
0
L1＝L2
L1
L2
F＝G物
定滑轮实质上是个等臂杠杆
用定滑轮匀速提升重物，所用拉力的方向如图所示，
不计摩擦，比较拉力F1、F2、F3的大小（ ）
A. F1>F2>F3　　 B. F1=F2=F3
C. F1F3>F1
B
解析　因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向而不省力，故定滑轮沿不同方向拉同一重物，拉力大小相等，即F1=F2=F3，故选B。
动滑轮及其特点
二
1.动滑轮：使用滑轮时，滑轮的轴随物体一起运动。
2.使用动滑轮时，有什么特点？
提出问题：（1）使用动滑轮是否省力（或更费力）？
（2）用动滑轮提重物有什么优越性？通过实验探究。
动滑轮
电动起重机的动滑轮
①用弹簧测力计直接测出钩码的重力；
②竖直向上匀速拉动弹簧测力计，记录弹簧测力计的示数，重物移动的距离和拉力作用点移动的距离。
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。
实验探究
动滑轮的特点
注意：单独使用动滑轮时，拉力的方向为竖直向上即物体运动的方向与拉力的方向朝向一致。
实验数据
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力方向 拉力移动距离s/m
2 竖直向上 0.4 1.1 竖直向下 0.8
2 竖直向上 0.3 1.2 竖直向下 0.6
1 竖直向上 0.2 0.6 竖直向下 0.4
实验结论：
使用动滑轮的特点：
能省一半的力，但要多移动一倍的距离，且不能改变动力的方向。
(1)使用动滑轮能省一半的力:F= G。但不能改变力的方向.
(2)绳端移动距离S=2h。
3. 动滑轮时实质：
支点在绳和轮相切的O处;拉力F1是动力,重物的拉力是阻力F2；动力臂L1是轮直径、动力臂L2是轮半径。
动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆：
根据杠杆的平衡条件：F1.L1=F2.L2
L1＝ 2L2　； F1＝F2 ＝ G （不计摩擦和动滑轮重）
绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h：S绳=2h物
图中滑轮为定滑轮，大人对绳子的拉力与重物的重力大小相等，且小于大人自身重力，因此大人可将重物通过定滑轮吊到二楼。而孩子对绳子的拉力小于重物的重力，且重物的重力大于孩子的重力，因此孩子被吊到二楼。
想想议议
小孩用什么办法能在地面上把这袋东西拉上去？
如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做(　　)
A.省力，不改变施力的方向
B.不省力，改变施力的方向
C.既省力，也改变施力的方向
D.既不省力，也不改变施力的方向
A
解析　动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A正确。
1.如图所示，小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗，图中顶端的定滑轮的(　　)
A.既省力，也改变施力的方向
B.省力，但不改变施力的方向
C.不省力，但改变施力的方向
D.既不省力，也不改变施力的方向
C
2.工人利用滑轮将重物提升到二楼，关于此过程中使用的滑轮，下列说法正确的是(　　)
A.该滑轮是动滑轮
B.使用该滑轮可以省力
C.使用该滑轮可以改变力的方向
D.该滑轮实质为省力杠杆
C
3.如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200 N (不计绳重、轮重和摩擦)，要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法中正确的是(　　)
A.F甲=200 N，并向上移动4 m
B.F甲=100 N，并向上移动2 m
C.F乙=200 N，并向上移动1 m
D.F乙=400 N，并向上移动1 m
D
解析　不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以F甲=G物=×200 N=100 N，拉力端移动的距离为s′=2h=2×2 m=4 m，故A、B错误；
不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400 N，拉力端移动的距离为s″=h=×2 m=1 m，故C错误，D正确。
4.用如图所示的动滑轮沿竖直方向匀速提起重为200 N的水桶，绳子B承受的拉力为　　　 N。若不计绳重和摩擦，此时所用滑轮的重力为20 N，那么人拉绳子A的动力为　　　 N。
200
110
解析　因为水桶被匀速竖直提起，由二力平衡可知，与桶相连的绳子B承受的拉力FB=G=200 N，不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端A的拉力FA=(FB+G动)=×(200 N+20 N)=110 N。
5.如图所示是一个动滑轮，它可以看作一个　　　杠杆，其支点在____ (选填“A”“B”或“C”)点；若物体重为100 N，不计绳重、滑轮重及摩擦，想要省一半的力，需要沿　　　方向匀速提升物体。
省力
A
竖直
解析　动滑轮的实质是一个动力臂等于二倍阻力臂的省力杠杆，由题图可知其支点在A点。由题图可知，AC作为动力臂时长度恰好为阻力臂AB的二倍，所以要想省一半力，需沿竖直方向匀速提升物体。

展开更多......

收起↑